[发明专利]一种矩形明洞数字化协同自动设计方法及系统

说明书

本发明涉及明洞设计技术领域，特别涉及一种矩形明洞数字化协同自动设计方法及系统，方法包括以下步骤：S1，获取明洞的场地参数和结构尺寸参数；S2，根据明洞的场地参数和结构尺寸参数得到设计结果，设计结果包括明洞通用结构设计图及明洞工点设计图；S3，根据所述设计结果计算明洞内力，所述明洞内力包括弯矩、轴力和剪力；S4，根据明洞内力，进行明洞结构配筋计算，得到配筋计算结果；S5，根据所述配筋计算结果调整明洞结构尺寸；S6：在BIM平台，接收所述二维矩形明洞设计数据，利用BIM自动建模软件自动建立矩形明洞三维信息模型。基于上述方法可以实现矩形明洞的自动设计及设计成果的自动输出。

技术领域

本发明涉及明洞设计技术领域，特别涉及一种矩形明洞数字化协同自动设计方法及系统。

背景技术

目前矩形明洞设计首先由设计人员根据设计要求及经验初步拟定明洞设计尺寸，再根据明洞回填情况及地基情况，借助结构计算软件计算明洞内力，设计人员通过计算软件的后处理器提取明洞轴力、弯矩及剪力，再利用计算得到的内力和结构尺寸，基于混凝土结构设计原理开展结构配筋计算，由设计人员通过结构内力图选择危险断面，再基于此断面内力进行配筋计算(配筋计算分别包括极限荷载作用下的抗弯和抗剪配筋计算、正常使用荷载作用下的裂缝宽度验算)。若配筋计算不满足规范要求，则需要重新修改结构尺寸，重复上述过程重新开展配筋计算。配筋计算完成后，基于配筋结果及对应的结构尺寸在二维绘图软件中绘制矩形明洞设计图。由此，现有的矩形明洞设计需要人为确定危险断面，并基于此断面开展人工配筋设计，矩形明洞一般存在多处危险断面，不同断面配筋结果不一致，需要根据钢筋包络图及结构总体钢筋骨架综合调整，设计效率较低，且设计成果以文本及文件为主，设计成果信息化程度较低，后续信息化应用利用困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的矩形明洞设计效率低和设计成果数字化程度低的问题，以及设计绘图、结构计算与配筋计算相分离，导致设计优化工作量大、配筋计算繁杂及设计成果信息化应用困难等问题，提供一种矩形明洞自动设计方法及系统。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种矩形明洞数字化协同自动设计方法，包括以下步骤：

S1，获取明洞的场地参数和结构尺寸参数；

S2，根据所述明洞的场地参数和结构尺寸参数得到设计结果，所述设计结果包括明洞通用结构设计图及明洞工点设计图；

S3，根据所述设计结果计算明洞内力，所述明洞内力包括弯矩、轴力和剪力；

S4，根据所述明洞内力，进行明洞结构配筋计算，得到配筋计算结果；

S5，根据所述配筋计算结果，若配筋情况为正常配筋，则无需调整，直接根据配筋计算结果绘制明洞通用结构设计图及明洞工点设计图，并将最终的二维矩形明洞设计数据存储至协同数据库；若配筋情况为构造配筋，则调减对应部位的结构尺寸，重复S2～S4重新设计；若配筋情况为超额配筋，则调增对应部位的结构尺寸，重复S2～S4重新设计；结构尺寸循环调整中，结构尺寸的循环调整量及最大最小尺寸由设计人员设置；

S6：在BIM平台，接收所述二维矩形明洞设计数据，利用BIM自动建模软件自动建立矩形明洞三维信息模型。

作为本发明的优选方案，步骤S5中，在分别得到顶部和底部最大钢筋量之后，若钢筋量小于或等于构造配筋，则判定为构造配筋；若钢筋量大于或等于超额配筋，则判定为超额配筋；其他情况为正常配筋。

作为本发明的优选方案，步骤S4中具体包括以下步骤：

S401，进行各单元的抗弯配筋计算，计算出顶板的所有单元中的弯矩、轴力和剪力，计算每个单元顶板顶部和底部所需的钢筋量，分别得到顶板配筋最大钢筋量；根据所述最大钢筋量判断配筋类型，并且确定钢筋布置的间距；