一种钢混组合梁结构骨架半自动设计方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种钢混组合梁结构骨架半自动设计方法及系统，所述方法在代码逻辑层面内嵌用于实现钢混组合梁立面、断面和平面设计的设计逻辑和构造原则，根据桥梁布跨结果，依次调用对应的设计逻辑和构造原则，完成所述立面、断面和平面的半自动设计，生成钢混组合结构骨架设计图。与现有技术相比，本发明专利技术通过内嵌设计逻辑和构造原则的方式，在减少人为干预的条件下实现钢混组合梁结构骨架的半自动化设计，能够有效提高设计效率和质量。能够有效提高设计效率和质量。能够有效提高设计效率和质量。

【技术实现步骤摘要】
一种钢混组合梁结构骨架半自动设计方法及系统


[0001]本专利技术涉及市政及公路桥梁设计领域，尤其是涉及一种钢混组合梁结构骨架半自动设计方法及系统。

技术介绍

[0002]所谓钢混组合梁(即钢
‑
混凝土混合结构组合梁)，其通过钢梁与混凝土翼板组合，并在钢梁上设置抗剪连接件，使钢梁与混凝土翼板得以共同承受外力，较之单独工作的钢梁或钢筋混凝土梁承载能力显著提高。据统计，与独立钢梁比较，钢混组合梁可节省钢材20％～40％，相应地降低造价10％～30％；与钢筋混凝土比较，钢混组合梁施工更便捷，不仅可以节省模板和支撑工序，还可缩短工期，方便安装管线。
[0003]目前，钢混组合梁结构因其优越的受力性能、高度预制装配化和良好的综合效益而被广泛应用于城市高架桥梁建设中。然而，当前缺乏配套的工业设计软件的现状制约了钢混组合梁的进一步发展和推广应用。传统的依靠设计人员经验知识的设计模式效率低下，自动化水平不足，难以满足多联多跨城市高架钢混组合梁快速化设计的需求。因此，亟需一种快速设计钢混组合梁结构骨架的方法，从而提高设计工作效率和质量。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有效提高设计效率和质量的钢混组合梁结构骨架半自动设计方法及系统。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种钢混组合梁结构骨架半自动设计方法，该方法在代码逻辑层面内嵌用于实现钢混组合梁立面、断面和平面设计的设计逻辑和构造原则，根据桥梁布跨结果，依次调用对应的设计逻辑和构造原则，完成所述立面、断面和平面的半自动设计，生成钢混组合结构骨架设计图。
[0007]进一步地，所述桥梁布跨结果包括节段中心线、起始分孔线和两侧桥梁边线。
[0008]进一步地，实现立面设计的所述设计逻辑和构造原则包括以下步骤：
[0009]S1.1：获取节段跨径L；
[0010]S1.2：判断是否存在L≤40m，若是，则主梁立面形式采用等高梁，跳转至步骤S1.4，若否，则主梁立面形式采用变高梁，进入步骤S1.3；
[0011]S1.3：判断是否存在L≤50m，若是，则梁底采用折线型变高，进入步骤S1.4，若否，则梁底采用二次抛物线变高，进入步骤S1.4；
[0012]S1.4：根据所述节段跨径L设置对应的梁高值；
[0013]S1.5：获取立面布置参数，生成混凝土桥面板和主梁梁底线型的控制线。
[0014]进一步地，所述节段跨径L通过以下方式获得：
[0015]利用分孔线分割道路中心线，从而获得当前节段的中心线，测量该中心线的长度得到当前节段跨径L。
[0016]进一步地，所述步骤S1.4中，当跨径大于35m时，跨中梁高值不小于2.0m。
[0017]进一步地，所述立面布置参数包括梁端及支座定位尺寸和桥面板的几何尺寸。
[0018]进一步地，实现断面设计的所述设计逻辑和构造原则包括以下步骤：
[0019]步骤S2.1：确定主梁类型，所述主梁类型包括槽型梁和钢板梁；
[0020]步骤S2.2：根据所述主梁类型的标准布梁数据，对所有节段进行标准布梁，生成标准主梁轴线；
[0021]步骤S2.3：在给定的两侧桥宽范围内，根据边梁和次边梁轴线间的距离进行主梁自动增设，完成纵梁轴线排布。
[0022]进一步地，将边梁轴线和次边梁轴线间距离的最小值和最大值分别记为d
min
和d
max
，所述自动增设步骤具体为：
[0023]步骤31：判断是否成立d
max
≤b
w
+b
k
，其中b
w
为最大腹板间距，b
k
为槽梁开口宽度，当为钢板梁时取b
k
＝0，若成立则进入步骤34，否则进入步骤32；
[0024]步骤32：判断是否成立b
w
+b
k
<d
max
≤2b
w
+b
k
，若成立，则在边梁和次边梁轴线之间增设一根工字钢，否则增设一根槽型梁；
[0025]步骤33：更新d
min
和d
max
，并回到步骤31；
[0026]步骤34：结束纵梁轴线布置。
[0027]进一步地，所述平面设计在断面设计的基础上进行，实现平面设计的所述设计逻辑和构造原则包括以下步骤：
[0028]步骤S3.1：根据标准主梁轴线C1按b
k
/2作为偏移值，偏移生成主梁腹板线C2，b
k
为槽梁开口宽度；
[0029]步骤S3.2：根据立面布置参数，生成梁端线C3和支座定位线C4，并设定横梁最小间距，根据该横梁最小间距偏移C4生成两侧横梁控制线C5；
[0030]步骤S3.3：利用梁端线C3裁剪主梁轴线C1和主梁腹板线C2，获取实际的主梁轴线C1’
和腹板线C2’
；
[0031]步骤S3.4：根据分孔线与道路中心线的角度进行自动判别，获得横梁布设角度β；
[0032]步骤S3.5：判断主梁类型是否为钢板梁，若是，则执行步骤S3.6，若否，则根据横梁控制线C5、主梁腹板线C2和横梁布设角度β判定是否存在箱内横梁，存在即生成箱内横梁控制线，具体地：
[0033]利用C5裁剪C2得到箱内横梁布置的边界线C6，沿当前跨所在的道路中心线按横梁间隔g分配横梁定位点，在横梁定位点上向β方向作足够覆盖整个桥宽的辅助线C7，若C7与该主梁所对应的C6均有交点，则判定该主梁在C7位置处存在箱内横梁，生成箱内横梁控制线；
[0034]步骤S3.6：根据组合梁类型、主梁类型、跨中梁高值和所在线型判断箱间布设类型，生成箱间横梁控制线，具体地：
[0035]当主梁类型为钢板梁时，采用步骤S3.5中箱内横梁控制线的生成逻辑生成箱间横梁控制线，当当主梁类型为槽型梁时，采用以下方式生成箱间横梁控制线：
[0036]剔除增设的钢板梁，若当前C7位置的箱间横梁所连接的两根主梁在对应的C7位置均具有箱内横梁，则此处设置箱间横梁，反之不设；除钢板梁裁断处的箱间横梁以外，使用钢板梁轴线对初步形成的箱间横梁进行分割，从而形成最终的箱间横梁控制线。
[0037]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，包括供电子设备的一个或多个处理器执
行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述钢混组合梁结构骨架半自动设计方法的指令。
[0038]本专利技术还提供一种电子设备，包括：
[0039]一个或多个处理器；
[0040]存储器；和
[0041]被存储在存储器中的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述钢混组合梁结构骨架半自动设计方法的指令。
[0042]与现有技术相比，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢混组合梁结构骨架半自动设计方法，其特征在于，该方法在代码逻辑层面内嵌用于实现钢混组合梁立面、断面和平面设计的设计逻辑和构造原则，根据桥梁布跨结果，依次调用对应的设计逻辑和构造原则，完成所述立面、断面和平面的半自动设计，生成钢混组合结构骨架设计图。2.根据权利要求1所述的钢混组合梁结构骨架半自动设计方法，其特征在于，所述桥梁布跨结果包括节段中心线、起始分孔线和两侧桥梁边线。3.根据权利要求1所述的钢混组合梁结构骨架半自动设计方法，其特征在于，实现立面设计的所述设计逻辑和构造原则包括以下步骤：S1.1：获取节段跨径L；S1.2：判断是否存在L≤40m，若是，则主梁立面形式采用等高梁，跳转至步骤S1.4，若否，则主梁立面形式采用变高梁，进入步骤S1.3；S1.3：判断是否存在L≤50m，若是，则梁底采用折线型变高，进入步骤S1.4，若否，则梁底采用二次抛物线变高，进入步骤S1.4；S1.4：根据所述节段跨径L设置对应的梁高值；S1.5：获取立面布置参数，生成混凝土桥面板和主梁梁底线型的控制线。4.根据权利要求3所述的钢混组合梁结构骨架半自动设计方法，其特征在于，所述节段跨径L通过以下方式获得：利用分孔线分割道路中心线，从而获得当前节段的中心线，测量该中心线的长度得到当前节段跨径L。5.根据权利要求3所述的钢混组合梁结构骨架半自动设计方法，其特征在于，所述步骤S1.4中，当跨径大于35m时，跨中梁高值不小于2.0m。6.根据权利要求3所述的钢混组合梁结构骨架半自动设计方法，其特征在于，所述立面布置参数包括梁端及支座定位尺寸和桥面板的几何尺寸。7.根据权利要求1所述的钢混组合梁结构骨架半自动设计方法，其特征在于，实现断面设计的所述设计逻辑和构造原则包括以下步骤：步骤S2.1：确定主梁类型，所述主梁类型包括槽型梁和钢板梁；步骤S2.2：根据所述主梁类型的标准布梁数据，对所有节段进行标准布梁，生成标准主梁轴线；步骤S2.3：在给定的两侧桥宽范围内，根据边梁和次边梁轴线间的距离进行主梁自动增设，完成纵梁轴线排布。8.根据权利要求7所述的钢混组合梁结构骨架半自动设计方法，其特征在于，将边梁轴线和次边梁轴线间距离的最小值和最大值分别记为d
min
和d
max
，所述自动增设步骤具体为：步骤31：判断是否成立d
max
≤b
w
+b
k
，其中b
w
为最大腹板间距，b
k
为槽梁开口宽度，当为钢板梁时取b
k
＝0，若成立则...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹炳勇，陈莎莎，施新欣，董冰，曹沛，崔小建，王清泉，
申请(专利权)人：同济大学建筑设计研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：