一种基于BIM技术的混凝土框构桥设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于BIM技术的混凝土框构桥设计方法，包括以下步骤：读入FUBS程序生成的文本文件，并构建用于存储框构设计信息的数据库、创建人机交互的设计界面、构建信息模型参数化截面库、根据结构尺寸自动实例化截面生成含有用户预定义信息的框构三维模型、依据FUBS系统对框构桥骨架钢筋的分类原则，自动建立骨架钢筋数据库、实例化数据，为框构布置空间骨架钢筋并添加用户信息、依据框构截面特征，自动建立横向钢筋、拉筋、顶板钝角加强筋的空间节点坐标数据库、实例化数据，依次为框构各部分布置空间横向钢筋、拉筋、顶板钝角加强筋并添加用户信息、依据信息模型自动创建二维图纸并自动完成数量统计。本发明专利技术提高了生产效率和设计质量。

A design method of concrete frame bridge based on BIM Technology

\u672c\u53d1\u660e\u516c\u5f00\u4e86\u4e00\u79cd\u57fa\u4e8eBIM\u6280\u672f\u7684\u6df7\u51dd\u571f\u6846\u6784\u6865\u8bbe\u8ba1\u65b9\u6cd5\uff0c\u5305\u62ec\u4ee5\u4e0b\u6b65\u9aa4\uff1a\u8bfb\u5165FUBS\u7a0b\u5e8f\u751f\u6210\u7684\u6587\u672c\u6587\u4ef6\uff0c\u5e76\u6784\u5efa\u7528\u4e8e\u5b58\u50a8\u6846\u6784\u8bbe\u8ba1\u4fe1\u606f\u7684\u6570\u636e\u5e93\u3001\u521b\u5efa\u4eba\u673a\u4ea4\u4e92\u7684\u8bbe\u8ba1\u754c\u9762\u3001\u6784\u5efa\u4fe1\u606f\u6a21\u578b\u53c2\u6570\u5316\u622a\u9762\u5e93\u3001\u6839\u636e\u7ed3\u6784\u5c3a\u5bf8\u81ea\u52a8\u5b9e\u4f8b\u5316\u622a\u9762\u751f\u6210\u542b\u6709\u7528\u6237\u9884\u5b9a\u4e49\u4fe1\u606f\u7684\u6846\u6784\u4e09\u7ef4\u6a21\u578b\u3001\u4f9d\u636eFUBS\u7cfb\u7edf\u5bf9\u6846\u6784\u6865\u9aa8\u67b6\u94a2\u7b4b\u7684\u5206\u7c7b\u539f\u5219\uff0c\u81ea\u52a8\u5efa\u7acb\u9aa8\u67b6\u94a2\u7b4b\u6570\u636e\u5e93\u3001\u5b9e\u4f8b\u5316\u6570\u636e\uff0c\u4e3a\u6846\u6784\u5e03\u7f6e\u7a7a\u95f4\u9aa8\u67b6\u94a2\u7b4b\u5e76\u6dfb\u52a0\u7528\u6237\u4fe1\u606f\u3001\u4f9d\u636e\u6846\u6784\u622a\u9762\u7279\u5f81\uff0c\u81ea\u52a8\u5efa\u7acb\u6a2a\u5411\u94a2\u7b4b\u3001\u62c9\u7b4b\u3001\u9876\u677f\u949d\u89d2\u52a0\u5f3a\u7b4b\u7684\u7a7a\u95f4\u8282\u70b9\u5750\u6807\u6570\u636e\u5e93\u3001\u5b9e\u4f8b\u5316\u6570\u636e\uff0c\u4f9d\u6b21\u4e3a\u6846\u6784\u5404\u90e8\u5206\u5e03\u7f6e\u7a7a\u95f4\u6a2a\u5411\u94a2\u7b4b\u3001\u62c9\u7b4b\u3001\u9876\u677f\u949d\u89d2\u52a0\u5f3a\u7b4b\u5e76 Add user information, create two-dimensional drawings automatically according to the information model, and automatically complete the quantity statistics. The invention improves the production efficiency and the design quality.

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM技术的混凝土框构桥设计方法
本专利技术属于建筑
，具体涉及一种基于BIM技术的混凝土框构桥设计方法。
技术介绍
工程建设中，混凝土框构占有较大比例，对框构的设计质量和效率提出了更高的要求，而传统的框构二维平面设计存在空间关系分散，混凝土结构、钢筋等分散在不同的二维平面图中；非参数化，设计参数之间无法实现信息联动；需要设计人员手动绘制二维平面图，出图效率低下等诸多问题。FUBS系统是在Midas通用计算程序计算框构桥形成的内力结果基础上，开发的框构桥设计后处理程序。FUBS目前可以处理1孔、2孔、3孔框构的设计，并且仅适用于对称框构的设计。FUBS系统的技术关键是能够在内力结果和混凝土结构参数基础上，根据设计经验和规范进行钢筋配置。钢筋配置结果包括骨架钢筋、横向钢筋、拉筋、顶板钝角加强筋等。作为纵向受力钢筋，骨架钢筋配置是框构桥设计的难点。调查已有框构桥的骨架钢筋配置，以几何形状为原则可将其分成n个种类，对每一个种类的骨架钢筋，其在混凝土结构中的相对位置、各肢长度、直径等以参数形式表达。任何一个框构桥的骨架钢筋配置都可以通过在前述骨架钢筋类型库中抽取若干种进行排列组合得到。FUBS系统能够得出满足规范要求的最低骨架钢筋配置。对于横向钢筋、拉筋、顶板钝角加强筋等，FUBS系统根据规范规定的构造要求进行配筋计算。FUBS程序的计算结果以文本文件的形式存在。其中，作为主要计算结果的骨架钢筋配置信息包括骨架类型数、骨架间距，以及在某一个具体的骨架当中，对于第i种类型的骨架钢筋，其参数值是多少等。计算结果还包括横向钢筋、拉筋、顶板钝角加强筋等构造钢筋的设置参数，同时，混凝土结构尺寸参数和材料等级也以文本文件的形式输出。天宝公司的Tekla作为一款BIM设计软件，具备钢结构和钢筋混凝土结构的深化设计功能。该软件开放了API接口，允许用户根据个性化需求编制二次开发软件，以满足特定工程领域的要求，并提高设计效率和质量。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种基于BIM技术的混凝土框构桥设计方法。本专利技术的技术方案是：一种基于BIM技术的混凝土框构桥设计方法，包括以下步骤：(ⅰ)读入FUBS程序生成的文本文件，并构建用于存储框构设计信息的数据库。(ⅱ)创建人机交互的设计界面初次打开此界面时各用户交互窗口显示的是从FUBS文本文件中读入的设计成果，用户根据设计需要在交互窗口进行修改后，将修改内容返回至步骤(ⅰ)所述的数据库。并可将修改后的数据库内容以文本文件的形式导出。(ⅲ)构建信息模型参数化截面库基于Tekla软件平台，针对不同的框构孔跨布置形式，分别构建参数化截面，构建用于生成框构桥主体结构的等截面参数化截面库。(ⅳ)根据结构尺寸自动实例化截面生成含有用户预定义信息的框构三维模型基于C#语言技术，从步骤(ⅰ)所述的数据库中读取经过用户修改后的框构主体结构信息，根据主体结构信息从步骤(ⅲ)所述的截面库中抽取参数化截面并赋值，建立框构三维空间模型，同时，为模型添加用户信息。(ⅴ)依据FUBS系统对框构桥骨架钢筋的分类原则，自动建立骨架钢筋数据库FUBS系统以几何形状为原则建立了骨架钢筋类型库，在此类型库的基础上，根据不同类型骨架钢筋的几何形状和此钢筋在混凝土结构中的相对位置，以钢筋直径、等级、几何数据、用户信息为参数，依次计算出所有类型骨架钢筋的各关键节点坐标，继而生成带有用户信息的钢筋模型，这些模型以参数化钢筋模板的形式存储，作为骨架钢筋数据库。(ⅵ)实例化数据，为框构布置空间骨架钢筋并添加用户信息基于C#语言技术，从步骤(ⅰ)的数据库中依次读取经过用户修改后的骨架钢筋配置信息，根据每条配置信息中的骨架类型编号从步骤(ⅴ)的数据库中调取相应类型的钢筋模板并实例化，并以本条配置信息中的数据对模板参数赋值，按照每根钢筋在二维图纸视图中的显示、标注等要求，定义用户属性，最终完成全桥骨架钢筋实例化。(ⅶ)依据框构截面特征，自动建立横向钢筋、拉筋、顶板钝角加强筋的空间节点坐标数据库根据框构孔跨布置形式的不同，按照横向钢筋及拉筋的布置原则，依次计算框构布筋节点坐标，并以模板的形式存储为数据库。(ⅷ)实例化数据，依次为框构各部分布置空间横向钢筋、拉筋、顶板钝角加强筋并添加用户信息基于C#语言技术，首先根据步骤(ⅰ)数据库中的框构孔跨布置信息从步骤(ⅶ)数据库中调用相应类型的布筋节点坐标模板，再结合步骤(ⅰ)数据库中的框构钢筋配置信息实例化得到空间布筋节点，赋予钢筋等级、直径、间距、弯钩、保护层厚度等参数值，完成钢筋建模，最后按照每组钢筋在二维图纸视图中的显示、标注等要求，定义用户信息，完成钢筋信息的录入。(ⅸ)依据信息模型自动创建二维图纸并自动完成数量统计基于完成的框构三维信息模型和C#语言编程技术，首先过滤出混凝土结构部分模型，生成二维结构图所需各位置视图，完成标注。然后过滤出混凝土模型及普通钢筋模型，生成普通钢筋布置图所需各位置视图，完成标注并生成钢筋数量表。本专利技术在已有框构桥计算程序FUBS生成的满足桥梁受力和构造要求的最低钢筋配置基础上，形成了针对框构桥从结构计算到三维建模到二维出图和工程量计算的一整套设计系统，达到了提高生产效率和设计质量的目的。附图说明图1是本专利技术的方法流程图。具体实施方式以下，参照附图和实施例对本专利技术进行详细说明：如图1所示，一种基于BIM技术的混凝土框构桥设计方法，包括以下步骤：(ⅰ)读入FUBS程序生成的文本文件，并构建用于存储框构设计信息的数据库S1。(ⅱ)创建人机交互的设计界面S2初次打开此界面时各用户交互窗口显示的是从FUBS文本文件中读入的设计成果，用户根据设计需要在交互窗口进行修改后，可将修改内容返回至步骤(ⅰ)所述的数据库。并可将修改后的数据库内容以文本文件的形式导出。(ⅲ)构建信息模型参数化截面库S3基于Tekla软件平台，针对不同的框构孔跨布置形式，分别构建参数化截面，构建用于生成框构桥主体结构的等截面参数化截面库。(ⅳ)根据结构尺寸自动实例化截面生成含有用户预定义信息的框构三维模型S4基于C#语言技术，从步骤(ⅰ)所述的数据库中读取经过用户修改后的框构主体结构信息，根据主体结构信息从步骤(ⅲ)所述的截面库中抽取参数化截面并赋值，建立框构三维空间模型。同时，为模型添加用户信息。(ⅴ)依据FUBS系统对框构桥骨架钢筋的分类原则，自动建立骨架钢筋数据库S5在
技术介绍
中已经介绍过，为了表达框构桥骨架钢筋，FUBS系统以几何形状为原则建立了骨架钢筋类型库。本专利技术即在此类型库的基础上，根据不同类型骨架钢筋的几何形状和此钢筋在混凝土结构中的相对位置，以钢筋直径、等级、几何数据、用户信息为参数，依次计算出所有类型骨架钢筋的各关键节点坐标，继而生成带有用户信息的钢筋模型，这些模型以参数化钢筋模板的形式存储，作为骨架钢筋数据库。(ⅵ)实例化数据，为框构布置空间骨架钢筋并添加用户信息S6基于C#语言技术，从步骤(ⅰ)的数据库中依次读取经过用户修改后的骨架钢筋配置信息，根据每条配置信息中的骨架类型编号从步骤(ⅴ)的数据库中调取相应类型的钢筋模板并实例化，并以本条配置信息中的数据对模板参数赋值。按照每根钢筋在二维图纸视图中的显示、标注等要求，定义用户属性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于BIM技术的混凝土框构桥设计方法，其特征在于：包括以下步骤：（ⅰ）读入FUBS程序生成的文本文件，并构建用于存储框构设计信息的数据库；（ⅱ）创建人机交互的设计界面初次打开此界面时各用户交互窗口显示的是从FUBS文本文件中读入的设计成果，用户根据设计需要在交互窗口进行修改后，将修改内容返回至步骤(ⅰ)所述的数据库；并可将修改后的数据库内容以文本文件的形式导出；（ⅲ）构建信息模型参数化截面库基于Tekla软件平台，针对不同的框构孔跨布置形式，分别构建参数化截面，构建用于生成框构桥主体结构的等截面参数化截面库；（ⅳ）根据结构尺寸自动实例化截面生成含有用户预定义信息的框构三维模型基于C#语言技术，从步骤（ⅰ）所述的数据库中读取经过用户修改后的框构主体结构信息，根据主体结构信息从步骤（ⅲ）所述的截面库中抽取参数化截面并赋值，建立框构三维空间模型，同时，为模型添加用户信息；（ⅴ）依据FUBS系统对框构桥骨架钢筋的分类原则，自动建立骨架钢筋数据库FUBS系统以几何形状为原则建立了骨架钢筋类型库，在此类型库的基础上，根据不同类型骨架钢筋的几何形状和此钢筋在混凝土结构中的相对位置，以钢筋直径、等级、几何数据、用户信息为参数，依次计算出所有类型骨架钢筋的各关键节点坐标，继而生成带有用户信息的钢筋模型，这些模型以参数化钢筋模板的形式存储，作为骨架钢筋数据库；（ⅵ）实例化数据，为框构布置空间骨架钢筋并添加用户信息基于C#语言技术，从步骤（ⅰ）的数据库中依次读取经过用户修改后的骨架钢筋配置信息，根据每条配置信息中的骨架类型编号从步骤（ⅴ）的数据库中调取相应类型的钢筋模板并实例化，并以本条配置信息中的数据对模板参数赋值，按照每根钢筋在二维图纸视图中的显示、标注等要求，定义用户属性，最终完成全桥骨架钢筋实例化；（ⅶ）依据框构截面特征，自动建立横向钢筋、拉筋、顶板钝角加强筋的空间节点坐标数据库根据框构孔跨布置形式的不同，按照横向钢筋及拉筋的布置原则，依次计算框构布筋节点坐标，并以模板的形式存储为数据库；（ⅷ）实例化数据，依次为框构各部分布置空间横向钢筋、拉筋、顶板钝角加强筋并添加用户信息基于C#语言技术，首先根据步骤（ⅰ）数据库中的框构孔跨布置信息从步骤（ⅶ）数据库中调用相应类型的布筋节点坐标模板，再结合步骤（ⅰ）数据库中的框构钢筋配置信息实例化得到空间布筋节点，赋予钢筋等级、直径、间距、弯钩、保护层厚度等参数值，完成钢筋建模，最后按照每组钢筋在二维图纸视图中的显示、标注等要求，定义用户信息，完成钢筋信息的录入；（ⅸ）依据信息模型自动创建二维图纸并自动完成数量统计基于完成的框构三维信息模型和C#语言编程技术，首先过滤出混凝土结构部分模型，生成二维结构图所需各位置视图，完成标注；然后过滤出混凝土模型及普通钢筋模型，生成普通钢筋布置图所需各位置视图，完成标注并生成钢筋数量表。...

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM技术的混凝土框构桥设计方法，其特征在于：包括以下步骤：（ⅰ）读入FUBS程序生成的文本文件，并构建用于存储框构设计信息的数据库；（ⅱ）创建人机交互的设计界面初次打开此界面时各用户交互窗口显示的是从FUBS文本文件中读入的设计成果，用户根据设计需要在交互窗口进行修改后，将修改内容返回至步骤(ⅰ)所述的数据库；并可将修改后的数据库内容以文本文件的形式导出；（ⅲ）构建信息模型参数化截面库基于Tekla软件平台，针对不同的框构孔跨布置形式，分别构建参数化截面，构建用于生成框构桥主体结构的等截面参数化截面库；（ⅳ）根据结构尺寸自动实例化截面生成含有用户预定义信息的框构三维模型基于C#语言技术，从步骤（ⅰ）所述的数据库中读取经过用户修改后的框构主体结构信息，根据主体结构信息从步骤（ⅲ）所述的截面库中抽取参数化截面并赋值，建立框构三维空间模型，同时，为模型添加用户信息；（ⅴ）依据FUBS系统对框构桥骨架钢筋的分类原则，自动建立骨架钢筋数据库FUBS系统以几何形状为原则建立了骨架钢筋类型库，在此类型库的基础上，根据不同类型骨架钢筋的几何形状和此钢筋在混凝土结构中的相对位置，以钢筋直径、等级、几何数据、用户信息为参数，依次计算出所有类型骨架钢筋的各关键节点坐标，继而生成带有用户信息的钢筋模型，这些模型以参数化钢筋模板的形式存储，作为骨架钢筋数据库；（ⅵ）实例化数据，为框构布置空...

【专利技术属性】
技术研发人员：王祯，苏伟，齐成龙，宋树峰，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12