專利名稱：一種三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋交互方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配筋方法，更具體地說，尤其涉及一種三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋交互方法。
背景技術(shù)：
混凝土結(jié)構(gòu)是在建筑行業(yè)中被大量采用的一種重要的建筑結(jié)構(gòu)形式，而在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，配筋設(shè)計又是一項必不可少的內(nèi)容?；炷两Y(jié)構(gòu)配筋設(shè)計本身難度并不是很高，但其工作量大、細(xì)節(jié)繁瑣，往往耗費設(shè)計人員大量的時間和精力。配筋設(shè)計從最初的手繪圖紙到后來二維的計算機(jī)輔助配筋，目前已逐漸發(fā)展為三維的計算機(jī)配筋建模。CAD技術(shù)的引入，從很大程度上減輕了配筋設(shè)計人員的工作量，特別是有效的降低了設(shè)計過程中編輯和修改的難度，同時，三維配筋建模能很好的適應(yīng)配筋設(shè)計與其它相關(guān)設(shè)計領(lǐng)域進(jìn)行協(xié)同的趨勢，實現(xiàn)工程數(shù)據(jù)的共享。 三維計算機(jī)配筋建模相對于二維模式下的配筋設(shè)計，本身會包含更多的交互內(nèi)容，而實際的設(shè)計項目中，鋼筋組成千上萬，交互量就更顯龐大，因此，找到一種有效的交互方法，能很好的提高配筋設(shè)計人員的工作效率?，F(xiàn)有的三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計軟件，沒有形成邏輯清晰的交互流程結(jié)構(gòu)，往往將所有設(shè)計內(nèi)容同時呈現(xiàn)給設(shè)計人員，不區(qū)分設(shè)計的先后順序，不對設(shè)計項進(jìn)行合理的功能性分塊，整個交互缺乏條理性；同時，設(shè)計結(jié)果只有在全部或大部分設(shè)計過程完成并由設(shè)計人員確定后才會更新，過程中的設(shè)計動作沒有在對應(yīng)的三維模型上即時的得到反饋，設(shè)計人員無法根據(jù)三維模型的變化實時的判斷單個設(shè)計動作的正確性和合理性；另外，對于特殊形狀的鋼筋，大多沒有提供有效的、靈活的和完備的方式對其進(jìn)行配置；最后，交互過程中存在頻繁的對構(gòu)件上幾何的拾取操作，當(dāng)目標(biāo)幾何被其它面遮擋而無法拾取到時，往往通過旋轉(zhuǎn)視圖的方式處理，不但容易打斷當(dāng)前的設(shè)計思路，對于大構(gòu)件模型、復(fù)雜構(gòu)件模型，旋轉(zhuǎn)視圖的操作本身就極為不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計軟件在交互方面存在的不足，提供一種邏輯清晰簡潔、友好性強(qiáng)、靈活性及完備性較好的三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋交互方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的一種三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋交互方法，包括以下步驟I)構(gòu)造主配筋截面選定主配筋構(gòu)件，定義切割平面對其進(jìn)行切割，形成主配筋截面；選定主配筋構(gòu)件后，在主配筋構(gòu)件的中部構(gòu)造一個法向為(0，0，1)的默認(rèn)切割平面，該切割平面以黑色的矩形平面示意。以切割平面對主配筋構(gòu)件進(jìn)行切割，得到的截面作為主配筋截面，主配筋截面只表示為輪廓線，輪廓線以白色虛線顯示。如果默認(rèn)的主配筋截面不滿足設(shè)計的需要，則可以選擇構(gòu)件上的一條直線邊并以其方向或選擇構(gòu)件上的一個平表面并以其法向作為新的切割平面的法向，還可以拖動切割平面以更改切割位置，主配筋截面隨切割平面的變化實時更新。2)擴(kuò)展輔助配筋截面當(dāng)主配筋截面不能滿足設(shè)計的需要時，另選定一個或多個輔助配筋構(gòu)件，用已經(jīng)定義的切割平面對它們進(jìn)行切割，形成一個或多個輔助配筋截面。主配筋截面與輔助配筋截面共同組成了完整的配筋截面；在選擇輔助配筋構(gòu)件時，如果需要選擇多個，則須按住Ctrl鍵進(jìn)行選擇。輔助配筋截面與主配筋截面的表示方式一樣，通過白色虛線的輪廓線顯示；新的鋼筋組被創(chuàng)建后，其對應(yīng)的基本信息同時被初始化為默認(rèn)值，其中，以未被所屬構(gòu)件下的其它鋼筋組占用的最小的正整數(shù)作為新鋼筋組的默認(rèn)編號 3)創(chuàng)建鋼筋組創(chuàng)建新的鋼筋組，該鋼筋組歸屬步驟I)中選定的主配筋構(gòu)件，系統(tǒng)初始化新鋼筋組的基本信息，基本信息包括編號、作用類型、材料、直徑等，如自動為其分配在所屬構(gòu)件下的編號；鋼筋組為配筋設(shè)計的基本單元，鋼筋組在所屬構(gòu)件下有唯一的編號，同一鋼筋組下的所有鋼筋具有統(tǒng)一的作用類型、構(gòu)件類型、材料、直徑、備注等，所有這些屬性連同編號一起作為鋼筋組的基本信息；4)設(shè)置鋼筋組基本信息對鋼筋組基本信息中各個屬性的初始值進(jìn)行確認(rèn)，按設(shè)計要求進(jìn)行相應(yīng)的修改和調(diào)整；5)創(chuàng)建子鋼筋組一個鋼筋組下可包含多個形狀不同的子鋼筋組，而同一個子鋼筋組下的鋼筋的形狀是相同或相似的。此步驟在步驟3)生成的鋼筋組下，創(chuàng)建一個新的子鋼筋組；所述的子鋼筋組為鋼筋造型的最小單元，同一子鋼筋組下的所有鋼筋形狀相同或相似，一個鋼筋組下可有多個子鋼筋組；所述的子鋼筋組下的鋼筋的筋面法向，即鋼筋的中心線所處或所確定的平面的法向，為步驟I)中構(gòu)造的主配筋截面的法向；6)對子鋼筋組的主體部分進(jìn)行草圖造型鋼筋的主體部分是指除去兩端的錨固和彎鉤之后剩下的部分。此步驟在構(gòu)造好的配筋截面上，通過兩種方式對子鋼筋組主體部分的各個段進(jìn)行造型，一種是拾取配筋截面的邊作為約束幾何，對應(yīng)的鋼筋段與該截面邊平行，另一種是添加自由段，通過相關(guān)的參數(shù)對其進(jìn)行約束定義；所述的通過添加自由段構(gòu)造子鋼筋組主體段的方式，提供兩種自由段的形式直段和圓弧段；所述的通過拾取配筋截面的邊作為約束幾何構(gòu)造子鋼筋組主體段的方式，除了通過截面邊的約束使主體段與該截面邊平行外，還需設(shè)定相關(guān)的參數(shù)，包括以下幾個(I)長度，即主體段的長度；(2)導(dǎo)向，導(dǎo)向有正向和反向兩個取值，默認(rèn)值為正向；若為第一個主體段，則任取一個與截面邊平行的向量，依次檢查其x、y、z分量值，當(dāng)前分量值為0時，繼續(xù)檢查下一個分量值，當(dāng)前分量值為正數(shù)時，停止檢查且不做任何處理，當(dāng)前分量值為負(fù)數(shù)時，將該分量取絕對值并停止檢查，處理后的向量所確定的方向即為主體段的正向。正向的反方向即為反向。不然，若前一個主體段通過拾取配筋截面的邊作為約束幾何構(gòu)造，則轉(zhuǎn)向前一主體段的約束截面邊對應(yīng)的構(gòu)件表面的內(nèi)方向一側(cè)即為正向，若前一個主體段通過添加直段的方式構(gòu)造，則轉(zhuǎn)向配筋截面的法向與前一主體段的走向叉乘所得方向一側(cè)即為正向，若前一個主體段通過添加圓弧段的方式構(gòu)造，則當(dāng)前主體段只能沿圓弧段末端切線延伸方向，當(dāng)前主體段的導(dǎo)向固定為正向。(3)參考緣，參考緣有內(nèi)緣、中心線、外緣三個取值，如果所屬鋼筋組的作用類型為箍筋或拉筋，則參考緣的默認(rèn)值為內(nèi)緣，否則為外緣。參考緣確定鋼筋與約束截面邊所對應(yīng)構(gòu)件表面的距離的度量基準(zhǔn)緣面，與約束截 面邊所對應(yīng)構(gòu)件表面平行的平面可以從兩側(cè)與鋼筋段相切，沿對應(yīng)構(gòu)件表面外方向一側(cè)的相切面即為外緣面，另一側(cè)的相切面即為內(nèi)緣面；其中，約束截面邊所對應(yīng)的構(gòu)件表面即為與步驟(I)中確定的切割平面相交形成該約束截面邊的構(gòu)件表面。(4)距離值，鋼筋段的參考緣與約束截面邊對應(yīng)的構(gòu)件表面之間的距離，距離值的默認(rèn)值為1，結(jié)合距離單位的默認(rèn)值為保護(hù)層厚度，即默認(rèn)的距離為I倍的保護(hù)層厚度。(5)距離單位，距離單位有mm和保護(hù)層厚度兩個取值，距離單位的默認(rèn)值為保護(hù)層厚度。(6)保護(hù)層厚度，保護(hù)層厚度是構(gòu)件表面向內(nèi)保留的一段距離，該距離內(nèi)一般不宜布置鋼筋，以保護(hù)鋼筋不受外部環(huán)境的破壞。構(gòu)件的每個表面都對應(yīng)一個保護(hù)層厚度，修改該值則以該表面作為約束幾何的的對象都可能受影響。當(dāng)一個構(gòu)件表面第一次被選取作為約束幾何時，其默認(rèn)的保護(hù)層厚度為50mm。同時，本步驟中，所述的子鋼筋組的主體部分，其第一個主體段不能為圓弧段，SP第一個主體段或者通過拾取配筋截面的邊作為約束幾何構(gòu)造，此時，其走向，即從首端到末端的方向，可通過約束截面邊及相關(guān)參數(shù)確定；或者通過添加直段的方式構(gòu)造，此時，需要設(shè)置其走向，默認(rèn)的走向為依次檢查(1，0，0)，(0,1,0), (0,0,1)三個向量，找到與主配筋截面法向不平行的第一個，然后將該向量投影到配筋截面上所得的向量；同時，最后一個主體段也不能為圓弧段。進(jìn)一步地，所述的子鋼筋組的主體部分，不能連續(xù)添加兩個圓弧段形式的自由段。所述的自由段中的直段通過以下三個參數(shù)進(jìn)行約束構(gòu)造(I)長度，即對應(yīng)的主體段的長度，默認(rèn)值為IOOOmm ；(2)導(dǎo)向，導(dǎo)向有正向和反向兩個取值，默認(rèn)值為正向；若為第一個主體段，則導(dǎo)向固定為正向；不然，若前一個主體段通過拾取配筋截面的邊作為約束幾何構(gòu)造，則轉(zhuǎn)向前一主體段的約束截面邊對應(yīng)的構(gòu)件表面的內(nèi)方向一側(cè)即為正向，若前一個主體段通過添加直段的方式構(gòu)造，則轉(zhuǎn)向配筋截面的法向與前一主體段的走向叉乘所得方向一側(cè)即為正向，若前一個主體段通過添加圓弧段的方式構(gòu)造，則當(dāng)前主體段只能沿圓弧段末端切線延伸方向，當(dāng)前主體段的導(dǎo)向固定為正向。(3)偏轉(zhuǎn)角度，偏轉(zhuǎn)角度為當(dāng)前主體段的走向與前一個主體段的末端延伸方向的夾角。若為第一個主體段，則偏轉(zhuǎn)角度固定為0 ;若前一個主體段通過添加圓弧段的方式構(gòu)造，則當(dāng)前主體段只能沿圓弧段末端切線延伸方向，當(dāng)前主體段的偏轉(zhuǎn)角度也固定為0 ;其它情況下，偏轉(zhuǎn)角度的取值范圍為(0，180)。所述的自由段中的圓弧段通過以下三個參數(shù)進(jìn)行約束構(gòu)造
(I)彎曲內(nèi)徑，即圓弧段的內(nèi)緣直徑。(2)導(dǎo)向，導(dǎo)向有正向和反向兩個取值，默認(rèn)值為正向。若前一個主體段通過拾取配筋截面的邊作為約束幾何構(gòu)造，則圓弧段向前一主體段的約束截面邊對應(yīng)的構(gòu)件表面的內(nèi)方向一側(cè)彎曲即為正向，若前一個主體段通過添加直段的方式構(gòu)造，則圓弧段向 配筋截面的法向與前一主體段的走向叉乘所得方向一側(cè)彎曲即為正向。(3)彎曲角度，S卩圓弧段對應(yīng)的圓心角。本步驟中，若不同主體段的約束之間發(fā)生沖突，則不同的約束之間存在優(yōu)先級，通過配筋截面的邊對主體段進(jìn)行的平行約束和相關(guān)的表面距離約束以及針對自由圓弧段的彎曲內(nèi)經(jīng)約束和針對自由直段的偏轉(zhuǎn)角度約束具有最高的優(yōu)先級，其次為自由圓弧段的彎曲角度約束，長度約束優(yōu)先級最低。例如，若在一個自由直段之后通過拾取配筋截面的邊作為約束構(gòu)造了另一個主體段，但給該自由直段設(shè)定的長度約束與將其與下一段連接所需的實際長度不等，此時，不能調(diào)節(jié)下一段的截面邊約束相關(guān)的參數(shù)，而是自動調(diào)節(jié)自由直段的長度約束以消除沖突。7)對子鋼筋組的端部進(jìn)行設(shè)置按設(shè)計的需要，對子鋼筋組主體部分兩端的定位信息進(jìn)行修改和調(diào)整，如更換用于對端部進(jìn)行約束定位的截面邊或截面頂點。同時，可分別在兩端選擇添加錨固和彎鉤，設(shè)置相關(guān)的屬性；其中所述的對子鋼筋組兩端的定位是按以下方式進(jìn)行的(I)對于首端，如果第一個主體段為自由直段，則以配筋截面的一個頂點作為約束進(jìn)行定位，此時，須在兩個方向上設(shè)置首端與定位頂點之間的距離，一個方向為第一個主體段的走向，另一個為配筋截面的法向與第一個主體段的走向差乘得到的方向，默認(rèn)的定位點為主配筋截面的沿第一個主體段的走向上處在最后面的一個頂點；如果第一個主體段以配筋截面的邊作為約束，則首端以配筋截面的一條邊作為約束進(jìn)行定位，此時，須設(shè)置首端與定位邊之間的距離。(2)對于末端，通過最后一個主體段的長度約束已經(jīng)足夠?qū)ζ溥M(jìn)行定位，但如若不方便確定最后一個主體段的長度，也可選定配筋截面上的一條邊作為約束對末端進(jìn)行定位，并設(shè)置末端與定位邊之間的距離。默認(rèn)為通過長度約束進(jìn)行定位。同時，本步驟中，所述的錨固有避讓障礙和穿越障礙兩種形式，避讓障礙為對應(yīng)的端部向外延伸設(shè)定的錨固長度，過程中若被某條配筋截面邊，也即該邊對應(yīng)的構(gòu)件表面所阻擋，而此時延伸長度仍不足錨固長度，則改變方向，沿該配筋截面邊繼續(xù)延伸，偏轉(zhuǎn)點通過設(shè)置鋼筋與該障礙截面邊對應(yīng)構(gòu)件表面，稱為錨固分布面的距離確定；穿越障礙則不考慮鋼筋是否被構(gòu)件表面阻擋，錨固部分一直向外延伸。如果添加的錨固其形式為避讓障礙，則還需設(shè)置對應(yīng)的導(dǎo)向?qū)傩?，?dāng)錨固出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)時，導(dǎo)向?qū)傩源_定其向哪一側(cè)偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)向有正向和反向兩個取值，其中向相鄰主體段的約束截面邊對應(yīng)構(gòu)件表面的內(nèi)方向一側(cè)為正向。本步驟中，只有第一個主體段以配筋截面的邊作為約束進(jìn)行構(gòu)造，才能添加首端錨固，只有最后一個主體段以配筋截面的邊作為約束進(jìn)行構(gòu)造且主體部分的末端以配筋截面的邊作為約束進(jìn)行定位，才能添加末端錨固。進(jìn)一步地，本步驟中所述的彎鉤包含彎曲內(nèi)徑、彎曲角度、平直長度及導(dǎo)向四個屬性。其中，導(dǎo)向確定彎鉤向哪一側(cè)彎曲，導(dǎo)向有正向和反向兩個取值，如果相鄰的鋼筋段有對應(yīng)的約束截面邊，則向該約束截面邊對應(yīng)構(gòu)件表面的內(nèi)方向一側(cè)為正向，不然，正向為配筋截面的法向與彎鉤對應(yīng)端延伸方向叉乘所得方向確定的一側(cè)。對于新創(chuàng)建的子鋼筋組，雖然鋼筋還未進(jìn)行實際的布置，但通過在配筋截面上引入一根示例鋼筋，這些步驟中所進(jìn)行的任何設(shè)計動作仍可在示例鋼筋上得到實時的反饋。8)布置子鋼筋組通過成對拾取構(gòu)件上的頂點或與配筋截面平行的平表面作為區(qū)間兩端的定位約束確定一個或多個布置區(qū)間，設(shè)置各個布置區(qū)間的鋼筋間距，然后以在配筋截面上構(gòu)造好的鋼筋的形狀草圖作為模子，經(jīng)過相應(yīng)的平移變換，完成整個子鋼筋組的布置；所述的以形狀草圖作為模子進(jìn)行平移變換，具體為，首先為每一個非自由圓弧段確定分布平面法向，以配筋截面邊作為約束構(gòu)造的段，其分布平面法向即為約束截面邊對應(yīng)構(gòu)件表面的外方向，而對于自由直段，其分布平面法向為該自由直段走向與布置方 向叉乘所得的方向，然后，任意兩個非自由圓弧段之間的結(jié)點的平移變換方向即可確定為它們對應(yīng)的分布平面法向叉乘所得的方向。布置方向可設(shè)置為任意與配筋截面法向不垂直的方向，默認(rèn)為配筋截面法向。鋼筋的間距是在布置方向上進(jìn)行控制的。9)完成一個子鋼筋組的布置后，可回到步驟5)，基于當(dāng)前構(gòu)造好的配筋截面在當(dāng)前的鋼筋組下，開始配置一個新的子鋼筋組，也可回到步驟3)，基于當(dāng)前配筋截面開始配置一個新的鋼筋組，或者直接退出整個交互。在交互流程行進(jìn)過程中，除了依次進(jìn)行下一個未進(jìn)入的流程步的設(shè)計之外，也可回到之前已經(jīng)走過的流程步，根據(jù)需要對相關(guān)的設(shè)計項進(jìn)行即時的編輯和修改，但不可跳過還未到達(dá)的且為必要的流程步，即在進(jìn)入某個流程步之前，處在其前面的必要流程步必須已確認(rèn)完成。本發(fā)明通過采用上述方法后，通過基于流程控制向設(shè)計人員提供引導(dǎo)式的配筋交互，使交互過程的邏輯更為清晰和有序；同時，通過引入配筋截面上的示例鋼筋，使交互過程中的任何一個設(shè)計動作都能在模型上得到即時的反饋，設(shè)計人員可以實時的觀察設(shè)計結(jié)果，及時發(fā)現(xiàn)錯誤，設(shè)計過程也更為直觀；另外，引入通過添加自由段構(gòu)造鋼筋主體段的方式，從而提供對特殊形狀鋼筋的靈活的、相對完備的造型方式；最后，提供了不需旋轉(zhuǎn)構(gòu)建模型，通過逐級隱藏遮擋面對被遮擋幾何進(jìn)行拾取的方法，保證當(dāng)前設(shè)計思路不因視圖方向的改變而受到干擾，也避免了對大構(gòu)件模型、復(fù)雜構(gòu)件模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時的不方便，使對構(gòu)件幾何的拾取更為高效和簡便。


下面結(jié)合附圖中的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。圖I、為本發(fā)明的流程結(jié)構(gòu)示意圖；圖2、為本發(fā)明交互流程控制面板示意圖；圖3、為本發(fā)明實施例配置港口工程中靠船構(gòu)件預(yù)制部分的吊環(huán)鋼筋組時構(gòu)造主配筋截面的示意圖；圖4、為本發(fā)明實施例吊環(huán)鋼筋組基本信息設(shè)置面板示意圖；圖5、為本發(fā)明實施例吊環(huán)子鋼筋組主體部分草圖造型的交互示意圖6、為本發(fā)明實施例吊環(huán)子鋼筋組端部設(shè)置的交互示意圖；圖7、為本發(fā)明實施例布置吊環(huán)子鋼筋組的交互示意圖；圖8為本發(fā)明實施例拾取被遮擋幾何時隱藏遮擋面的交互示意圖；圖9、為本發(fā)明實施例結(jié)束交互流程的示意圖。
具體實施例方式參閱圖I所示，本發(fā)明的一種基于流程控制的引導(dǎo)式的三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋交互方法，具體包括以下步驟
步驟S01，選定主配筋構(gòu)件，定義切割平面對其進(jìn)行切割，形成主配筋截面；若步驟SOl構(gòu)造的主配筋截面不能滿足設(shè)計的需要，則進(jìn)入步驟S02，選定一個或多個輔助配筋構(gòu)件，用步驟SOl中的切割平面對它們進(jìn)行切割，形成一個或多個輔助配筋截面，否則進(jìn)入步驟S03 ；步驟S03，創(chuàng)建新的鋼筋組，該鋼筋組歸屬步驟SOl中選定的主配筋構(gòu)件，系統(tǒng)初始化新鋼筋組的基本信息(包括編號、作用類型、材料、直徑等等)，如自動為其分配在所屬構(gòu)件下的編號；步驟S04，對鋼筋組基本信息中各個屬性的初始值進(jìn)行確認(rèn)，按設(shè)計要求進(jìn)行相應(yīng)的修改和調(diào)整；步驟S05，在步驟S03生成的鋼筋組下，創(chuàng)建一個新的子鋼筋組；步驟S06，在構(gòu)造好的配筋截面上，通過兩種方式對子鋼筋組主體部分的各個段進(jìn)行造型，一種是拾取配筋截面的邊作為約束幾何，對應(yīng)的鋼筋段與該截面邊平行，另一種是添加自由段，通過相關(guān)的參數(shù)對其進(jìn)行約束定義；步驟S07，按設(shè)計的需要，對子鋼筋組主體部分兩端的定位信息進(jìn)行修改和調(diào)整，如更換用于對端部進(jìn)行約束定位的截面邊或截面頂點，同時，可分別在兩端選擇添加錨固和彎鉤，設(shè)置相關(guān)的屬性；步驟S08，通過成對拾取構(gòu)件上的頂點或與配筋截面平行的平表面作為區(qū)間兩端的定位約束確定一個或多個布置區(qū)間，設(shè)置各個布置區(qū)間的鋼筋間距，然后以在配筋截面上構(gòu)造好的鋼筋的形狀草圖作為模子，經(jīng)過相應(yīng)的平移變換，完成整個子鋼筋組的布置；步驟S09結(jié)束后，當(dāng)前子鋼筋組的配置已經(jīng)完成，此時，如果要基于當(dāng)前配筋截面在當(dāng)前鋼筋組下繼續(xù)配置新的子鋼筋組，則進(jìn)入步驟S05，如果要基于當(dāng)前配筋截面繼續(xù)配置新的鋼筋組，則進(jìn)入步驟S03，否則進(jìn)入步驟S09，結(jié)束當(dāng)前的交互過程。
圖2所示的交互流程控制面板中，當(dāng)前狀態(tài)下已經(jīng)進(jìn)行或可以進(jìn)行的流程步對應(yīng)的選項按鈕將被點亮呈激活狀態(tài)，而當(dāng)前狀態(tài)下未到達(dá)的不可以進(jìn)入的流程步對應(yīng)的選項按鈕則被置灰。以下通過對港口工程中靠船構(gòu)件預(yù)制部分的吊環(huán)鋼筋組進(jìn)行配置的過程，詳細(xì)說明上述的交互流程I)點擊圖2所示的交互流程控制面板上的“構(gòu)造截面”按鈕，進(jìn)入“構(gòu)造主配筋截面”流程步。選定靠船構(gòu)件作為主配筋構(gòu)件，參看圖3，M301所指為靠船構(gòu)件的預(yù)制部分，M302所指為示意切割平面的矩形面，M303所指為拖動切割平面的軸線，M304所指為主配筋截面的白色虛線輪廓線。
點擊構(gòu)件的一條直線段邊或一個平表面，則將以該直線段的方向或該平表面的法向作為新切割面的法向，在點擊位置處切割形成新的主配筋截面。拖動M303所指的軸線可更改切割面的位置。2) “擴(kuò)展輔助配筋截面”一步為可選步驟。配置吊環(huán)鋼筋組不需要擴(kuò)展輔助配筋截面，故直接跳過該步。3)點擊圖2所示的交互流程控制面板上的“創(chuàng)建鋼筋組”按鈕，生成新的鋼筋組，系統(tǒng)自動初始化鋼筋組的基本信息，例如，因靠船構(gòu)件下無其它鋼筋組，故為吊環(huán)鋼筋分配I號作為編號。4)點擊圖2所示的交互流程控制面板上的“基本信息”按鈕，對已被初始化的吊環(huán)鋼筋組基本信息的各個屬性項進(jìn)行確認(rèn)和調(diào)整。參看圖四，系統(tǒng)已為吊環(huán)鋼筋組基本信息的各個屬性項給出了初始值，應(yīng)根據(jù)設(shè)計的要求進(jìn)行調(diào)整，如更改編號為7號、更改直徑為 32mm等等。5)點擊圖2所示的交互流程控制面板上的“創(chuàng)建鋼筋子組”按鈕，在當(dāng)前的吊環(huán)鋼筋組下生成一個新的子鋼筋組。6)點擊圖2所示的交互流程控制面板上的“草圖造型”按鈕，對吊環(huán)子鋼筋組的三個主體段在配筋截面上進(jìn)行草圖造型。參看圖5，左側(cè)為三維模型視圖區(qū)，右側(cè)為參數(shù)設(shè)置面板。第一個主體段通過拾取E501所指的配筋截面邊作為約束進(jìn)行構(gòu)造，S501所指的鋼筋段為其在配筋截面上對應(yīng)的示例鋼筋段(示例鋼筋段的直徑為實際直徑的兩倍)，P501為其對應(yīng)的一行參數(shù)，參數(shù)已做過相應(yīng)的調(diào)整，如長度由默認(rèn)的IOOOmm調(diào)整為1080mm。第二個主體段通過添加圓弧段的方式構(gòu)造，S502所指的鋼筋段為其在配筋截面上對應(yīng)的示例鋼筋段，P502為其對應(yīng)的一行參數(shù)。第三個主體段通過添加直段的方式構(gòu)造，S503所指的鋼筋段為其在配筋截面上對應(yīng)的示例鋼筋段，P503為其對應(yīng)的一行參數(shù)。圖5中，鋼筋段列表下不同造型方式的主體段對應(yīng)的參數(shù)行均統(tǒng)一為相同的格式，但對于不同的造型方式，這些參數(shù)項中的有效部分是不一樣的。由于第一個主體段以配筋截面邊作為約束進(jìn)行構(gòu)造，故起點走向已經(jīng)被該約束截面邊確定，不需再單獨設(shè)置。布置方向默認(rèn)與配筋截面法向一致。7)點擊圖2所示的交互流程控制面板上的“端部定位”按鈕，對吊環(huán)子鋼筋組的兩端進(jìn)行設(shè)置。參看圖6，主體部分的首端默認(rèn)以E601所指的截面邊作為約束進(jìn)行定位，現(xiàn)將其調(diào)整為以E602所指的的截面邊作為約束進(jìn)行定位，首端定位的相關(guān)參數(shù)如P601所指的參數(shù)行所示。主體部分的末端以最后一個主體段的長度約束作為默認(rèn)的定位，不需調(diào)整。勾選C602和C603所指的首端彎鉤和末端彎鉤選項，對應(yīng)的參數(shù)行分別如P602和P603所指，參數(shù)項按設(shè)計要求進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。首端彎鉤和末端彎鉤在配筋截面上的示例分別如S602和S603所指。8)點擊圖2所示的交互流程控制面板上的“布置定位”按鈕，對吊環(huán)子鋼筋組進(jìn)行布置，只需在一個布置區(qū)間里進(jìn)行布置。參看圖7，拾取F701所指的梯形平表面作為布置區(qū)間始端的定位幾何，對應(yīng)的參數(shù)行如P701所指，拾取F702所指的梯形平表面作為布置區(qū)間末端的定位幾何，對應(yīng)的參數(shù)行如P702所指。布置區(qū)間的鋼筋間距通過鋼筋根數(shù)控制，設(shè)置為兩根。S701所指為最終布置所得的實際鋼筋。在拾取F701所指的梯形平表面時，其被頂層的矩形平表面遮擋，無法拾取到，此時，在遮擋面上鼠標(biāo)右鍵單擊，在彈出的右鍵菜單上選擇“隱藏當(dāng)前面”選項，即可將對應(yīng)的遮擋面隱去。參看圖8，M801所指即為“隱藏當(dāng)前面”選項。
完成當(dāng)前的吊環(huán)子鋼筋組的布置后，在視圖區(qū)右鍵單擊，彈出的右鍵菜單如圖9所示，點擊M901所指的“結(jié)束創(chuàng)建鋼筋子組”選項，則可基于當(dāng)前配筋截面在當(dāng)前鋼筋組下繼續(xù)配置新的子鋼筋組，點擊M902所指的“結(jié)束創(chuàng)建鋼筋組”選項，則可基于當(dāng)前配筋截面繼續(xù)配置新的鋼筋組，點擊M903所指的“結(jié)束草圖配筋模式”選項，則退出整個交互流程。
權(quán)利要求
1.一種三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋交互方法，其特征在于，包括下述步驟(1)構(gòu)造主配筋截面 ，選定主配筋構(gòu)件，定義切割平面對其進(jìn)行切割，形成主配筋截面；(2)創(chuàng)建鋼筋組，該鋼筋組歸屬步驟(I)中選定的主配筋構(gòu)件，系統(tǒng)初始化新鋼筋組的基本信息；(3)設(shè)置鋼筋組基本信息，對鋼筋組基本信息中各個屬性的初始值進(jìn)行確認(rèn)，按設(shè)計要求進(jìn)行相應(yīng)的修改和調(diào)整；(4)創(chuàng)建子鋼筋組，一個鋼筋組下可包含多個形狀不同的子鋼筋組，而同一個子鋼筋組下的鋼筋的形狀是相同或相似的；(5)對子鋼筋組的主體部分進(jìn)行草圖造型，鋼筋的主體部分是指除去兩端的錨固和彎鉤之后剩下的部分；(6)對子鋼筋組的端部進(jìn)行設(shè)置，按設(shè)計的需要，對子鋼筋組主體部分兩端的定位信息進(jìn)行修改和調(diào)整；(7)布置子鋼筋組，通過成對拾取構(gòu)件上的頂點或與配筋截面平行的平表面作為區(qū)間兩端的定位約束確定一個或多個布置區(qū)間，設(shè)置各個布置區(qū)間的鋼筋間距，然后以在配筋截面上構(gòu)造好的鋼筋的形狀草圖作為模子，經(jīng)過相應(yīng)的平移變換，完成整個子鋼筋組的布置；(8)完成一個子鋼筋組的布置后，可回到步驟(4)，基于當(dāng)前構(gòu)造好的配筋截面在當(dāng)前的鋼筋組下，開始配置一個新的子鋼筋組，也可回到步驟(2)，基于當(dāng)前配筋截面開始配置一個新的鋼筋組，或者直接退出整個交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋交互方法，其特征在于，所述的步驟(I)中，當(dāng)主配筋截面不能滿足設(shè)計的需要時，另選定一個或多個輔助配筋構(gòu)件，用已定義的切割平面對它們進(jìn)行切割，形成一個或多個輔助配筋截面，主配筋截面與輔助配筋截面共同組成完整的配筋截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋交互方法，其特征在于，步驟(5)所述的造型有兩種方式一種是拾取配筋截面的邊作為約束幾何，對應(yīng)的鋼筋段與該截面邊平行；另一種是添加自由段，通過相關(guān)的參數(shù)對其進(jìn)行約束定義，從而實現(xiàn)任意形態(tài)鋼筋的造型。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋交互方法，其特征在于，步驟(5)所述的通過拾取配筋截面的邊作為約束幾何構(gòu)造子鋼筋組主體段的方式，除了通過截面邊的約束使主體段與該截面邊平行外，還需設(shè)定相關(guān)的參數(shù)，包括以下幾個 (1)長度，即主體段的長度； (2)導(dǎo)向，導(dǎo)向有正向和反向兩個取值，默認(rèn)值為正向； 若為第一個主體段，則任取一個與截面邊平行的向量，依次檢查其x、I、z分量值，當(dāng)前分量值為O時，繼續(xù)檢查下一個分量值，當(dāng)前分量值為正數(shù)時，停止檢查且不做任何處理，當(dāng)前分量值為負(fù)數(shù)時，將該分量取絕對值并停止檢查，處理后的向量所確定的方向即為主體段的正向。正向的反方向即為反向； 不然，若前一個主體段通過拾取配筋截面的邊作為約束幾何構(gòu)造，則轉(zhuǎn)向前一主體段的約束截面邊對應(yīng)的構(gòu)件表面的內(nèi)方向一側(cè)即為正向，若前一個主體段通過添加直段的方式構(gòu)造，則轉(zhuǎn)向配筋截面的法向與前一主體段的走向叉乘所得方向一側(cè)即為正向，若前一個主體段通過添加圓弧段的方式構(gòu)造，則當(dāng)前主體段只能沿圓弧段末端切線延伸方向，當(dāng)前主體段的導(dǎo)向固定為正向； (3)參考緣，參考緣有內(nèi)緣、中心線、外緣三個取值，如果所屬鋼筋組的作用類型為箍筋或拉筋，則參考緣的默認(rèn)值為內(nèi)緣，否則為外緣； 參考緣確定鋼筋與約束截面邊所對應(yīng)構(gòu)件表面的距離的度量基準(zhǔn)緣面，與約束截面邊所對應(yīng)構(gòu)件表面平行的平面可以從兩側(cè)與鋼筋段相切，沿對應(yīng)構(gòu)件表面外方向一側(cè)的相切面即為外緣面，另一側(cè)的相切面即為內(nèi)緣面；其中，約束截面邊所對應(yīng)的構(gòu)件表面即為與步驟(I)中確定的切割平面相交形成該約束截面邊的構(gòu)件表面。
(4)距離值，鋼筋段的參考緣與約束截面邊對應(yīng)的構(gòu)件表面之間的距離，距離值的默認(rèn)值為1，結(jié)合距離單位的默認(rèn)值為保護(hù)層厚度，即默認(rèn)的距離為I倍的保護(hù)層厚度； (5)距離單位，距離單位有mm和保護(hù)層厚度兩個取值，距離單位的默認(rèn)值為保護(hù)層厚度； (6)保護(hù)層厚度，保護(hù)層厚度是構(gòu)件表面向內(nèi)保留的一段距離，該距離內(nèi)一般不宜布置鋼筋，以保護(hù)鋼筋不受外部環(huán)境的破壞。構(gòu)件的每個表面都對應(yīng)一個保護(hù)層厚度，修改該值則以該表面作為約束幾何的的對象都可能受影響。當(dāng)一個構(gòu)件表面第一次被選取作為約束幾何時，其默認(rèn)的保護(hù)層厚度為50mm ； 所述的自由段中的直段通過以下三個參數(shù)進(jìn)行約束構(gòu)造 (1)長度，即對應(yīng)的主體段的長度，默認(rèn)值為IOOOmm； (2)導(dǎo)向，導(dǎo)向有正向和反向兩個取值，默認(rèn)值為正向； 若為第一個主體段，則導(dǎo)向固定為正向；不然，若前一個主體段通過拾取配筋截面的邊作為約束幾何構(gòu)造，則轉(zhuǎn)向前一主體段的約束截面邊對應(yīng)的構(gòu)件表面的內(nèi)方向一側(cè)即為正向，若前一個主體段通過添加直段的方式構(gòu)造，則轉(zhuǎn)向配筋截面的法向與前一主體段的走向叉乘所得方向一側(cè)即為正向，若前一個主體段通過添加圓弧段的方式構(gòu)造，則當(dāng)前主體段只能沿圓弧段末端切線延伸方向，當(dāng)前主體段的導(dǎo)向固定為正向； (3)偏轉(zhuǎn)角度，偏轉(zhuǎn)角度為當(dāng)前主體段的走向與前一個主體段的末端延伸方向的夾角。
若為第一個主體段，則偏轉(zhuǎn)角度固定為0 ;若前一個主體段通過添加圓弧段的方式構(gòu)造，則當(dāng)前主體段只能沿圓弧段末端切線延伸方向，當(dāng)前主體段的偏轉(zhuǎn)角度也固定為0 ;其它情況下，偏轉(zhuǎn)角度的取值范圍為(0，180)； 所述的自由段中的圓弧段通過以下三個參數(shù)進(jìn)行約束構(gòu)造 (1)彎曲內(nèi)徑，即圓弧段的內(nèi)緣直徑； (2)導(dǎo)向，導(dǎo)向有正向和反向兩個取值，默認(rèn)值為正向； 若前一個主體段通過拾取配筋截面的邊作為約束幾何構(gòu)造，則圓弧段向前一主體段的約束截面邊對應(yīng)的構(gòu)件表面的內(nèi)方向一側(cè)彎曲即為正向，若前一個主體段通過添加直段的方式構(gòu)造，則圓弧段向配筋截面的法向與前一主體段的走向叉乘所得方向一側(cè)彎曲即為正向。
(3)彎曲角度，即圓弧段對應(yīng)的圓心角。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋交互方法，其特征在于，步驟(6)所述對子鋼筋組兩端的定位是按以下方式進(jìn)行的 (I)對于首端，如果第一個主體段為自由直段，則以配筋截面的一個頂點作為約束進(jìn)行定位，此時，須在兩個方向上設(shè)置首端與定位頂點之間的距離，一個方向為第一個主體段的走向，另一個為配筋截面的法向與第一個主體段的走向差乘得到的方向，默認(rèn)的定位點為主配筋截面的沿第一個主體段的走向上處在最后面的一個頂點；如果第一個主體段以配筋截面的邊作為約束，則首端以配筋截面的一條邊作為約束進(jìn)行定位，此時，須設(shè)置首端與定位邊之間的距離；(2)對于末端，通過最后一個主體段的長度約束已經(jīng)足夠?qū)ζ溥M(jìn)行定位，但如若不方便確定最后一個主體段的長度，也可選定配筋截面上的一條邊作為約束對末端進(jìn)行定位，并設(shè)置末端與定位邊之間的距離。默認(rèn)為通過長度約束進(jìn)行定位； 只有第一個主體段以配筋截面的邊作為約束進(jìn)行構(gòu)造，才能添加首端錨固，只有最后一個主體段以配筋截面的邊作為約束進(jìn)行構(gòu)造且主體部分的末端以配筋截面的邊作為約束進(jìn)行定位，才能添加末端錨固。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋交互方法，其特征在于，步驟(6)所述的對子鋼筋組主體部分兩端的定位信息進(jìn)行修改和調(diào)整的同時，可分別在兩端選擇添加錨固和彎鉤，設(shè)置相關(guān)的屬性。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋交互方法，其特征在于，所述的錨固有避讓障礙和穿越障礙兩種形式，避讓障礙為對應(yīng)的端部向外延伸設(shè)定的錨固長度，過程中若被某條配筋截面邊，也即該邊對應(yīng)的構(gòu)件表面所阻擋，而此時延伸長度仍不足錨固長度，則改變方向，沿該配筋截面邊繼續(xù)延伸，偏轉(zhuǎn)點通過設(shè)置鋼筋與該障礙截面邊對應(yīng)構(gòu)件表面，稱為錨固分布面的距離確定；穿越障礙則不考慮鋼筋是否被構(gòu)件表面阻擋，錨固部分一直向外延伸；如果添加的錨固其形式為避讓障礙，則還需設(shè)置對應(yīng)的導(dǎo)向?qū)傩?，?dāng)錨固出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)時，導(dǎo)向?qū)傩源_定其向哪一側(cè)偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)向有正向和反向兩個取值，其中向相鄰主體段的約束截面邊對應(yīng)構(gòu)件表面的內(nèi)方向一側(cè)為正向。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋交互方法，其特征在于，所述的彎鉤包含彎曲內(nèi)徑、彎曲角度、平直長度及導(dǎo)向四個屬性。其中，導(dǎo)向確定彎鉤向哪一側(cè)彎曲，導(dǎo)向有正向和反向兩個取值，如果相鄰的鋼筋段有對應(yīng)的約束截面邊，則向該約束截面邊對應(yīng)構(gòu)件表面的內(nèi)方向一側(cè)為正向，不然，正向為配筋截面的法向與彎鉤對應(yīng)端延伸方向叉乘所得方向確定的一側(cè)。對于新創(chuàng)建的子鋼筋組，雖然鋼筋還未進(jìn)行實際的布置，但通過在配筋截面上引入一根示例鋼筋，這些步驟中所進(jìn)行的任何設(shè)計動作仍可在示例鋼筋上得到實時的反饋。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋交互方法，其特征在于，在步驟(7)中，拾取構(gòu)件上的幾何時，如果要拾取的幾何被其它面遮擋，則可以逐級隱藏遮擋面，使要拾取的幾何出現(xiàn)在當(dāng)前視圖方向的頂層上，從而不改變當(dāng)前視圖方向，完成對被遮擋幾何的拾取。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋交互方法，屬于三維混凝土配筋技術(shù)領(lǐng)域，其技術(shù)要點包括下述步驟(1)構(gòu)造主配筋截面；(2)創(chuàng)建鋼筋組；(3)設(shè)置鋼筋組基本信息；(4)創(chuàng)建子鋼筋組；(5)對子鋼筋組的主體部分進(jìn)行草圖造型；(6)對子鋼筋組的端部進(jìn)行設(shè)置；(7)布置子鋼筋組；(8)完成一個子鋼筋組的布置后，可回到步驟(4)，基于當(dāng)前構(gòu)造好的配筋截面在當(dāng)前的鋼筋組下，開始配置一個新的子鋼筋組，也可回到步驟(2)，基于當(dāng)前配筋截面開始配置一個新的鋼筋組，或者直接退出整個交互；本發(fā)明旨在提供一種邏輯清晰簡潔、友好性強(qiáng)、靈活性及完備性較好的三維混凝土結(jié)構(gòu)配筋交互方法；用于三維混凝土的配筋。
文檔編號G06F17/50GK102663187SQ20121010068
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月7日
發(fā)明者何文欽, 何濤, 盧永昌, 朱利翔, 李宣文, 楊錫鎏, 熊勝華, 趙宏堅, 趙志強(qiáng), 陳振民, 陳繼丹, 高月珍, 龔兆鵬 申請人:中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司, 北京中科輔龍科技股份有限公司