一种基于隧道主体结构异形钢筋的BIM优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于隧道主体结构异形钢筋的BIM优化设计方法，步骤如下：通过BIM软件将隧道主体结构模型以IFC格式导出并导入钢筋设计软件Planbar中；创建模型视图确定隧道主体结构线形；在隧道主体结构模型里抽取模型外壳，法向偏移保护层厚度的距离以确定钢筋走向；按照钢筋分布间距进行主体结构分段并通过origin pro8.0进行曲线拟合；通过按Planbar软件按3D线生成钢筋的命令完成钢筋的生成与放置。本发明专利技术可以有效解决异形钢筋形状难以确定的难题，提升设计效率，缩短设计修改和审核时间，避免施工过程中会经常出现钢筋尺寸不符问题导致返工，提高钢筋加工的精度，大幅度节约工期和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于隧道主体结构异形钢筋的BIM优化设计方法
本专利技术涉及建筑结构设计领域，特别涉及一种基于隧道主体结构异形钢筋的BIM优化设计方法。
技术介绍
钢筋是隧道结构中使用面最广，使用量最大的材料之一。在浇筑隧道主体结构混凝土之前，钢筋必须制成一定规格和形式的骨架装入模板中。由于结构施工图表示的钢筋是用平法规则形成的文字信息，具体操作时根据平法规则来把钢筋文字信息转化成实体钢筋信息，并根据规范图集考虑搭接锚固后确定钢筋的下料长度，经过钢筋加工形成特定形状和长度的单个钢筋实体，再把单个钢筋实体连接到一起形成钢筋骨架装入模板中。但是通过结构施工图上的钢筋文字信息只能反映出钢筋的数量信息，不能反映出钢筋在结构构件中的形状和准确位置，使得大量钢筋骨架在制作成型后钢筋净距、保护层厚度、搭接锚固长度等不满足规范要求，而且很多结构节点钢筋太密，造成混凝土振捣难度大、振捣不密实，混凝土强度达不到设计要求，给结构安全带来很大隐患。Planbar软件可从BIM模型输出准确的物料清单，可按施工计划自定义分批次输出统计报告，精确指导生产备料，完全解放传统的人工算量方式，提高物料算量的效率和精度。在施工过程之前对钢筋模型进行碰撞检测，对提高钢筋绑扎的效率和准确率、降低成本、缩短工期具有重要意义。但是，由于隧道主体结构复杂，钢筋种类多、数量大，增大钢筋算量的难度。隧道主体结构具有纵向坡度且不断变化、横断面宽度和高度不断变化的特征，由于保护层厚度是固定的，钢筋也要随着主体结构的改变而改变，而传统二维图纸无法准确反映钢筋形状尺寸及数量，因此存在较多异形钢筋形状难以确定的问题，导致创建隧道主体结构钢筋BIM模型时手动放置效率低下。公开号为CN111126415A的专利申请文件公开了一种隧道钢筋检测计数系统、方法，该系统包括：图像预处理模块，用于对输入的地质雷达波原始图像进行图像预处理；钢筋关键点检测模块，用于对经图像预处理后的地质雷达波原始图像进行钢筋像素关键点检测；钢筋层关键曲线拟合模块，用于将检测的各钢筋像素关键点拟合成钢筋层关键曲线；钢筋层关键曲线波峰位置识别模块，用于识别钢筋层关键曲线中的波峰位置；钢筋计数模块，用于将所识别的波峰作为钢筋所在位置，并通过统计波峰数量作为钢筋数量并存储。该系统可对地质雷达波原始图像进行钢筋自动识别并计数，提高了钢筋识别检测的效率和准确率。但依然没有解决异形钢筋形状难以确定的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的创建隧道主体结构钢筋BIM模型时异形钢筋形状难以确定同时手动放置效率低下的不足，提供一种基于隧道主体结构异形钢筋的BIM优化设计方法，避免施工过程中会经常出现钢筋尺寸不符问题导致返工，提高钢筋加工的精度，大幅度节约工期和成本。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种基于隧道主体结构异形钢筋的BIM优化设计方法，通过BIM软件将隧道主体结构模型以IFC格式导出并导入钢筋设计软件Planbar中；创建模型视图确定隧道主体结构线形；在隧道主体结构模型里抽取模型外壳，法向偏移保护层厚度的距离以确定钢筋走向；按照钢筋分布间距进行主体结构分段并通过originpro8.0进行曲线拟合；通过按Planbar软件按3D线生成钢筋的命令完成钢筋的生成与放置。具体步骤如下：步骤一、隧道主体结构模型导入：在设计方提供隧道主体结构二维CAD平面图纸的基础上，通过BIM软件建立三维隧道主体结构模型，选中要进行钢筋建模的隧道主体结构节段以IFC格式导出，将IFC文件导入Planbar软件，作为后期钢筋放置的载体。步骤二、创建模型视图：通过创建视图命令，选取相应的视角，创建隧道主体结构模型的视图(包括俯视图、横断面图和侧视图)，以便在钢筋放置过程中确定钢筋位置，建立主体结构各号钢筋模型，确保控制钢筋保护层厚度的满足要求。步骤三、主体结构分段：对隧道主体结构进行分段，间距由钢筋分布间距确定，控制每段弧顶拱高，按照钢筋编号依次生成DWG格式文件并导出，分段以后对各个断点进行相对端点的坐标进行坐标及弯曲角度标注，再通过拟合方(originpro8.0)对点进行拟合生成拟合曲线与主体结构节段轮廓相比较，确定是否满足保护层厚度的要求，反复校核，保证曲线线型质量。若拟合成曲线与主体结构节段轮廓相比较如果保护层厚度不满足要求，则重新实施该步骤，直到拟合成曲线与主体结构节段轮廓相比较满足保护层厚度的要求，再进行下一步骤。步骤四、钢筋的生成：对于一般形状的钢筋，通过条筋形状命令，选取建立的钢筋种类。根据二维图纸的参数，选择钢筋种类，输入钢筋编号、直径、混凝土强度等级、钢筋横截面目录等相关参数，建立钢筋平面模型；通过放置条筋形状命令，选取线性放置，在相应视图中选线性放置的起点和终点，输入钢筋间距或者钢筋根数，完成钢筋放置。对于异形钢筋，通过拟合曲线，利用Planbar软件中3D线转化为钢筋的功能，直接将线型转换为三维钢筋模型。最终生成单个节段整体钢筋模型。有益效果：与现有的技术相比，本专利技术可以有效解决隧道主体结构异形钢筋形状难以确定的难题，避免施工过程中会经常出现钢筋尺寸不符问题导致返工，克服设计方提供二维CAD钢筋横断面图纸无法确定异形隧道钢筋尺寸与位置的缺陷，提高钢筋工程量统计准确率与钢筋加工的精度，提升钢筋绑扎效率；确保钢筋实际施工过程中保护层厚度满足项目要求，提升施工质量与安全；在项目施工前就能进行钢筋工程量统计与钢筋碰撞报告，真正做到设计指导项目施工，大幅度节约工期和成本，提升施工质量与安全。附图说明：图1为隧道主体结构二维CAD平面图；图2为隧道主体结构模型；图3为隧道主体结构模型俯视图、横断面图、侧视图；图4为拟合曲线保护层厚度测量与差异统计柱状图；图5为生成2号钢筋软件操作界面图；图6为2号钢筋模型；图7为异形钢筋模型；图8为单段完成的钢筋模型；图9为本专利技术流程图。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1一种基于隧道主体结构异形钢筋的BIM优化设计方法，包括以下步骤：(1)隧道主体结构模型导入：在设计方提供隧道主体结构二维CAD平面图纸(图1所示)的基础上，通过BIM软件建立三维隧道主体结构模型。将建立的隧道主体结构模型以IFC格式导出，将IFC文件导入Planbar软件，作为后期钢筋放置的载体，三维隧道主体结构模型如图2所示；(2)创建模型视图：通过创建视图命令，选取相应的视角，创建隧道主体结构模型的视图，其中包括俯视图、横断面图和侧视图(如图3所示)，以便在钢筋放置过程中确定钢筋位置。钢筋编号、尺寸、间距和位置需要通过设计单位提供的钢筋二维横断面图纸和钢筋下料表进行确定，如表1所示。表1钢筋表(按每延米计算，适用于K73+340～K73+360本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于隧道主体结构异形钢筋的BIM优化设计方法，其特征在于，步骤如下：/n步骤一、隧道主体结构模型导入：在隧道主体结构二维CAD平面图纸的基础上，通过BIM软件建立三维隧道主体结构模型，选中要进行钢筋建模的隧道主体结构节段以IFC格式导出，将IFC文件导入Planbar软件，作为后期钢筋放置的载体；/n步骤二、创建模型视图：通过创建视图命令，选取相应的视角，创建隧道主体结构模型的视图，以便在钢筋放置过程中确定钢筋位置，建立主体结构各号钢筋模型，确保控制钢筋保护层厚度的满足要求；/n步骤三、主体结构分段：对隧道主体结构进行分段，间距由钢筋分布间距确定，控制每段弧顶拱高，按照钢筋编号依次生成DWG格式文件并导出，分段以后对各个断点进行相对端点的坐标进行坐标及弯曲角度标注，再通过拟合软件origin pro8.0对点进行拟合生成拟合曲线与主体结构节段轮廓相比较，确定是否满足保护层厚度的要求，反复校核，保证曲线线型质量；/n步骤四、钢筋的生成：对于一般形状的钢筋，通过条筋形状命令，选取建立的钢筋种类；根据二维CAD平面图纸的参数，选择钢筋相关参数，建立钢筋平面模型；通过放置条筋形状命令，选取线性放置，在相应视图中选线性放置的起点和终点，输入钢筋间距或者钢筋根数，完成钢筋放置；/n对于异形钢筋，通过拟合曲线，利用Planbar软件中3D 线转化为钢筋的功能，直接将线型转换为三维钢筋模型，最终生成单个节段整体钢筋模型。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于隧道主体结构异形钢筋的BIM优化设计方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一、隧道主体结构模型导入：在隧道主体结构二维CAD平面图纸的基础上，通过BIM软件建立三维隧道主体结构模型，选中要进行钢筋建模的隧道主体结构节段以IFC格式导出，将IFC文件导入Planbar软件，作为后期钢筋放置的载体；
步骤二、创建模型视图：通过创建视图命令，选取相应的视角，创建隧道主体结构模型的视图，以便在钢筋放置过程中确定钢筋位置，建立主体结构各号钢筋模型，确保控制钢筋保护层厚度的满足要求；
步骤三、主体结构分段：对隧道主体结构进行分段，间距由钢筋分布间距确定，控制每段弧顶拱高，按照钢筋编号依次生成DWG格式文件并导出，分段以后对各个断点进行相对端点的坐标进行坐标及弯曲角度标注，再通过拟合软件originpro8.0对点进行拟合生成拟合曲线与主体结构节段轮廓相比较，确定是否满足保护层厚度的要求，反复校核，保证曲线线型质量；
步骤四、钢筋的生成：对于一般形状的钢筋，通过条筋形状命令，选取建立的钢筋种类；根据二维...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗桑，黄浩，李想，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32