混凝土单元配筋率的计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种混凝土单元配筋率的计算方法及装置，其中，该方法包括：获取目标建筑物的混凝土模型和钢筋模型，采用预设几何单元对混凝土模型进行划分，获取混凝土有限元模型，所述混凝土有限元模型包括M个混凝土单元，M为大于0的整数，采用预设线型单元对钢筋模型进行划分，获取钢筋有限元模型，所述钢筋有限元模型包括N个钢筋单元，N为大于0的整数，根据所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，获取各混凝土单元的配筋率。实现了能够适用于更多的复杂工程中混凝土单元配筋率的计算，并且能够为后续钢筋混凝土联合作用有限元计算分析提供数据支持。

【技术实现步骤摘要】
混凝土单元配筋率的计算方法及装置
本专利技术涉及工程数值仿真领域，尤其涉及一种混凝土单元配筋率的计算方法及装置。
技术介绍
重力坝、拱坝等坝体是常见的大型水工建筑物，其中一些分布于我国的西部强震区，当发生地震时，坝体有开裂的风险，因此，需要通过坝面配筋来增加坝体的抗震性。一般地，需要计算工程中建筑物的混凝土的配筋率，通过混凝土的配筋率来反应工程的配筋工况，同时，通过控制混凝土的配筋率还可以控制工程中结构构件的破坏形态，避免超筋破坏和少筋破坏情况的发生。现有技术计算建筑物混凝土的配筋率的方法是通过钢筋体积除以混凝土体积得到混凝土的配筋率。现有技术的方法只适用于梁、柱、板等这类简单建筑物的配筋率的计算，对于工程中复杂的建筑物模型和复杂的配筋工况并不适用，并且通过现有技术获取的混凝土的配筋率无法为后续钢筋混凝土联合作用有限元分析提供数据支持。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种混凝土单元配筋率的计算方法及装置。一方面，本专利技术提供一种混凝土单元配筋率的计算方法，所述方法包括：获取目标建筑物的混凝土模型和钢筋模型；采用预设立体几何单元对所述混凝土模型进行划分，获取混凝土有限元模型，所述混凝土有限元模型包括M个混凝土单元，M为大于0的整数；采用预设线型单元对所述钢筋模型进行划分，获取钢筋有限元模型，所述钢筋有限元模型包括N个钢筋单元，N为大于0的整数；根据所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，获取各混凝土单元的配筋率。进一步地，根据所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，获取各混凝土单元的配筋率之前，还包括：根据所述混凝土单元的形函数、所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，建立所述钢筋单元与所述混凝土单元的映射关系。进一步地，所述根据所述混凝土单元的形函数、所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，建立所述钢筋单元与所述混凝土单元的映射关系，包括：根据所述混凝土单元的形函数、所述混凝土单元的位置信息，对所述混凝土单元等参变换，并采用牛顿迭代法计算，计算各所述钢筋单元端点的局部坐标；将所述钢筋单元端点的局部坐标所在的混凝土单元，与所述钢筋单元建立映射关系。进一步地，根据所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，获取各混凝土单元的配筋率，包括：根据所述钢筋单元与所述混凝土单元的映射关系，遍历各混凝土单元存在映射关系的钢筋单元；根据各混凝土单元存在映射关系的钢筋单元中，各钢筋单元位于对应混凝土单元内的端点数，获取各混凝土单元的配筋率。进一步地，根据各混凝土单元存在映射关系的钢筋单元中，各钢筋单元位于对应混凝土单元内的端点数，获取各混凝土单元的配筋率，包括：计算各混凝土单元存在映射关系的钢筋单元在对应混凝土单元内的体积，其中，若钢筋单元位于对应混凝土单元内的端点数为1，则所述钢筋单元在对应混凝土单元内的体积为所述钢筋单元实际体积的1/2；若钢筋单元位于对应混凝土单元内的端点数为2，则所述钢筋单元在对应混凝土单元内的体积为所述钢筋单元实际体积；根据各混凝土单元存在映射关系的钢筋单元在对应混凝土单元内的体积，获取所述各混凝土单元的配筋率。另一方面，本专利技术还提供一种混凝土单元配筋率的计算装置，所述装置包括：获取模块，用于获取目标建筑物的混凝土模型和钢筋模型；第一网格划分模块，用于采用预设立体几何单元对所述混凝土模型进行划分，获取混凝土有限元模型，所述混凝土有限元模型包括M个混凝土单元，M为大于0的整数；第二网格划分模块，用于采用预设线型单元对所述钢筋模型进行划分，获取钢筋有限元模型，所述钢筋有限元模型包括N个钢筋单元，N为大于0的整数；计算模块，用于根据所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，获取各混凝土单元的配筋率。进一步地，所述计算模块，还用于在根据所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，获取各混凝土单元的配筋率之前，根据所述混凝土单元的形函数、所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，建立所述钢筋单元与所述混凝土单元的映射关系。进一步地，所述计算模块，具体用于根据所述混凝土单元的形函数、所述混凝土单元的位置信息，对所述混凝土单元等参变换，并采用牛顿迭代法计算，计算各所述钢筋单元端点的局部坐标；将所述钢筋单元端点的局部坐标所在的混凝土单元，与所述钢筋单元建立映射关系。进一步地，所述计算模块，具体用于根据所述钢筋单元与所述混凝土单元的映射关系，遍历各混凝土单元存在映射关系的钢筋单元；根据各混凝土单元存在映射关系的钢筋单元中，各钢筋单元位于对应混凝土单元内的端点数，获取各混凝土单元的配筋率。进一步地，所述计算模块，具体用于计算各混凝土单元存在映射关系的钢筋单元在对应混凝土单元内的体积，其中，若钢筋单元位于对应混凝土单元内的端点数为1，则所述钢筋单元在对应混凝土单元内的体积为所述钢筋单元实际体积的1/2；若钢筋单元位于对应混凝土单元内的端点数为2，则所述钢筋单元在对应混凝土单元内的体积为所述钢筋单元实际体积；根据各混凝土单元存在映射关系的钢筋单元在对应混凝土单元内的体积，获取所述各混凝土单元的配筋率。本专利技术提供的混凝土单元配筋率的计算方法及装置中，通过获取目标建筑物的混凝土模型和钢筋模型，采用预设立体几何单元对所述混凝土模型进行划分，获取混凝土有限元模型，所述混凝土有限元模型包括M个混凝土单元，M为大于0的整数，采用预设线型单元对所述钢筋模型进行划分，获取钢筋有限元模型，所述钢筋有限元模型包括N个钢筋单元，N为大于0的整数，根据所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，获取各混凝土单元的配筋率。即具体通过分别获取目标建筑物的混凝土有限元模型和钢筋有限元模型，并采用有限元等参变换形函数和牛顿迭代法进行计算，从而获取混凝土单元的配筋率，实现了能够适用于更多的复杂工程中混凝土单元配筋率的计算，并且获取的目标建筑物的混凝土单元的配筋率能够为后续钢筋混凝土联合作用有限元计算分析提供数据支持。附图说明为了更清楚地说明本专利技术各实施例，下面将对各实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的混凝土单元配筋率的计算方法实施例一的流程示意图；图2是混凝土有限元模型中局部坐标系示意图；图3是本专利技术提供的混凝土单元配筋率的计算装置实施例一的结构示意图；图4是本专利技术提供的混凝土单元配筋率的计算装置实施例二的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术提供的混凝土单元配筋率的计算方法实施例一的流程示意图，如图1所示，该方法包括：S101、获取目标建筑物的混凝土模型和钢筋模型。根据实体目标建筑物在整体坐标系下建立分离式钢筋混凝土模型，也就是，根据实体目标建筑物在整体坐标系下分别建立混凝土模型和钢筋模型。并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土单元配筋率的计算方法，其特征在于，包括：获取目标建筑物的混凝土模型和钢筋模型；采用预设立体几何单元对所述混凝土模型进行划分，获取混凝土有限元模型，所述混凝土有限元模型包括M个混凝土单元，M为大于0的整数；采用预设线型单元对所述钢筋模型进行划分，获取钢筋有限元模型，所述钢筋有限元模型包括N个钢筋单元，N为大于0的整数；根据所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，获取各混凝土单元的配筋率。

【技术特征摘要】
1.一种混凝土单元配筋率的计算方法，其特征在于，包括：获取目标建筑物的混凝土模型和钢筋模型；采用预设立体几何单元对所述混凝土模型进行划分，获取混凝土有限元模型，所述混凝土有限元模型包括M个混凝土单元，M为大于0的整数；采用预设线型单元对所述钢筋模型进行划分，获取钢筋有限元模型，所述钢筋有限元模型包括N个钢筋单元，N为大于0的整数；根据所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，获取各混凝土单元的配筋率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，获取各混凝土单元的配筋率之前，还包括：根据所述混凝土单元的形函数、所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，建立所述钢筋单元与所述混凝土单元的映射关系。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述混凝土单元的形函数、所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，建立所述钢筋单元与所述混凝土单元的映射关系，包括：根据所述混凝土单元的形函数、所述混凝土单元的位置信息，对所述混凝土单元等参变换，并采用牛顿迭代法计算，计算各所述钢筋单元端点的局部坐标；将所述钢筋单元端点的局部坐标所在的混凝土单元，与所述钢筋单元建立映射关系。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，获取各混凝土单元的配筋率，包括：根据所述钢筋单元与所述混凝土单元的映射关系，遍历各混凝土单元存在映射关系的钢筋单元；根据各混凝土单元存在映射关系的钢筋单元中，各钢筋单元位于对应混凝土单元内的端点数，获取各混凝土单元的配筋率。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据各混凝土单元存在映射关系的钢筋单元中，各钢筋单元位于对应混凝土单元内的端点数，获取各混凝土单元的配筋率，包括：计算各混凝土单元存在映射关系的钢筋单元在对应混凝土单元内的体积，其中，若钢筋单元位于对应混凝土单元内的端点数为1，则所述钢筋单元在对应混凝土单元内的体积为所述钢筋单元实际体积的1/2；若钢筋单元位于对应混凝土单元内的端点数为2，则所述钢筋单元在对应混凝土单元内的体积为所述钢筋单元实际体积...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭胜山，张爱静，李德玉，廖建新，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，中国三峡建设管理有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11