一种可视化交互式正向设计方法及终端设备技术

本申请涉及工程设计的领域，尤其是涉及一种可视化交互式正向设计方法，包括以下步骤，建立BIM三维模型；拟定落地槽的截面尺寸，拟定钢筋混凝土结构中侧墙底部截面厚度以及底板截面厚度根据工况在BIM三维模型中添加落地槽的尺寸参数，使尺寸参数之间联动，并对尺寸参数进行读写操作，以实现动态的落地槽三维模型；在BIM三维模型中，计算素混凝土结构的落地槽侧墙底部截面厚度以及底板截面厚度，验算钢筋混凝土结构的落地槽侧墙底部截面厚度以及底板截面厚度；生成计算结果，根据计算结果，生成计算书并统计工程量。本申请具有以下效果，实现对落地槽的可视化、交互式正向设计，提高了设计效率和设计质量。提高了设计效率和设计质量。提高了设计效率和设计质量。

A visual interactive forward design method and terminal equipment

【技术实现步骤摘要】
一种可视化交互式正向设计方法及终端设备


[0001]本专利技术涉及工程设计的领域，尤其是涉及一种可视化交互式正向设计方法及终端设备。

技术介绍

[0002]矩形落地槽广泛应用于各大中小型灌区，是侧墙与底板整体连接的输水渠道，矩形落地槽由钢筋和混凝土制成，矩形落地槽比梯形衬砌渠道占地少、结构稳定性好、节约投资。矩形落地槽类似于渡槽槽身，但整体落于地面，故称“落地槽”。
[0003]如图1所示，落地槽设计的计算项目是侧墙底端厚度D1和底板厚度D2。相关技术中，需要设计人员手工绘制二维的落地槽横断面的受力简图后，使用计算机或手工进行荷载计算以及内力计算，然后根据现行的水工钢筋混凝土设计规范以及工况进行设计侧墙底端厚度D1和底板厚度D2，再制作计算结果表或计算式，计算量较为庞大。
[0004]针对上述的相关技术，专利技术人认为存在有以下缺陷，先计算再设计的方法，在设计过程中，会出现需要根据工况的不同返回计算步骤对计算参数进行更改再计算，计算量大工作效率较低。

技术实现思路

[0005]为了提高工作效率，本申请提供一种可视化交互式正向设计方法及终端设备。
[0006]本申请提供的一种可视化交互式正向设计方法采用如下的技术方案：
[0007]第一方面，本申请公开一种可视化交互式正向设计方法，包括以下步骤，
[0008]建立BIM三维模型；
[0009]拟定落地槽的截面尺寸，拟定钢筋混凝土结构中侧墙底部截面厚度D1以及底板截面厚度D2，根据工况在BIM三维模型中添加落地槽的尺寸参数，使尺寸参数之间联动，并对尺寸参数进行读写操作，以实现动态的落地槽三维模型；
[0010]在BIM三维模型中，计算素混凝土结构的落地槽侧墙底部截面厚度D1以及底板截面厚度D2，验算钢筋混凝土结构的落地槽侧墙底部截面厚度D1以及底板截面厚度D2；
[0011]生成计算结果，根据计算结果，生成计算书并统计工程量。
[0012]通过采用上述技术方案，先制作BIM三维模型，拟定包括钢筋混凝土结构中侧墙底部截面厚度D1以及底板截面厚度D2，在BIM三维模型中添加落地槽的尺寸参数，使尺寸参数之间联动，并对尺寸参数进行读写操作，以实现动态的落地槽三维模型，再进行数据的计算以及侧墙底部截面厚度D1以及底板截面厚度D2的验算，采用BIM技术可做到可视化交互式正向设计，达到了先设计再计算的交互式正向设计过程，较于先计算再设计，提高了设计效率和设计质量，比传统的先画简图再计算的方式更直观，且由传统的二维设计转变为三维设计，不仅实现了可视化落地槽，且能够快速多方案比选设计结果，使设计在技术、经济方面趋于合理，节省了投资成本。
[0013]优选的，所述建立BIM三维模型中，
[0014]创建包含场地、混凝土落地槽、地下水、槽内水及回填土、落地槽碎石垫层的三维模型；
[0015]所述拟定落地槽的截面尺寸中，在三维模型内使场地开挖、回填土、落地槽碎石垫层尺寸与混凝土落地槽的尺寸参数联动。
[0016]通过采用上述技术方案，在三维模型内使场地开挖、回填土、落地槽碎石垫层尺寸与混凝土落地槽的尺寸参数联动，当用户调整尺寸参数中的一个时，其他的参数会自动进行调整，减少了用户的工作量。
[0017]优选的，所述计算落地槽底面和侧墙的钢筋混凝土结构中，
[0018]计算落地槽侧墙底部截面的第一内力以及第一钢筋混凝土结构，计算第一钢筋混凝土结构中，计算承载力极限状态以计算配筋，计算正常使用极限状态，以进行抗裂验算和裂缝宽度计算；
[0019]计算落地槽底板截面的荷载、第二内力以及第二钢筋混凝土结构。
[0020]通过采用上述技术方案，进行侧墙底部截面及底板截面承载能力极限状态计算，以达到配筋计算的目的，正常使用极限状态计算以进行抗裂验算和裂缝宽度计算。
[0021]优选的，所述计算第一内力中，
[0022]第一内力的计算公式为：
[0023]计算地下水面以上土压力作用的弯矩设计值M1
′
和标准值M1为：
[0024][0025][0026]计算地下水面以下矩形土压力作用的弯矩设计值M2′
和标准值M2为：
[0027][0028][0029]计算地下水面以下三角形土压力作用的弯矩设计值M3′
和标准值M3为：
[0030][0031][0032]计算地下水作用的弯矩设计值M4′
和标准值M4为：
[0033][0034][0035]计算槽内水压力作用的弯矩设计值M5′
和标准值M5为：
[0036][0037][0038]侧墙底部截面弯矩设计值M
墙
′
和标准值M
墙
为：
[0039]M
′
墙
＝M
′1+M
′2+M
′3+M
′4+M
′5；
[0040]M
墙
＝M1+M2+M3+M4+M5；
[0041]其中，H为侧墙净高，D1为墙底截面厚度，B为槽净宽，D2底板截面厚度，h0墙后填土高，h1地下水深，h2槽内水深，土内摩擦角，K安全系数。
[0042]通过采用上述技术方案，以达到计算落地槽侧墙底部截面的第一内力的目的。
[0043]优选的，所述计算落地槽侧墙底部截面的第一钢筋混凝土结构中，
[0044]承载力极限状态计算，
[0045][0046]f
c
bx＝f
y
A
s
‑
f
′
y
A
′
s
ꢀꢀ
(公式2)
[0047]x≤0.85ξ
b
h0ꢀꢀ
(公式3)
[0048]x≥2a
′
s
ꢀꢀ
(公式4)
[0049][0050]其中，M为弯矩设计值，M＝M
′
墙
×
1000000，f
c
为混凝土轴心抗压强度设计值，A
s
为纵向受拉钢筋的截面面积，A
′
s
为受压区钢筋的截面面积，h0为截面的有效高度，h0＝h
‑
a
s
,a
s
为受拉钢筋合力点至截面近边缘的距离，h＝D1，单排钢筋：双排钢筋：d为钢筋直径，c为混凝土保护层，s为双排间距；a
′
s
为受压钢筋合力点至截面近边缘的距离，计算方法同a
s
，b为计算截面的宽度(槽纵向长度)，取b＝1000；ξ
b
为相对界限受压区计算高度；x为截面受压区计算高度；x
b
为界限受压区计算高度，E
s
为钢筋弹性模量。
[0051]通过采用上述技术方案，以达到计算落地槽侧墙底部截面的第一钢筋混凝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可视化交互式正向设计方法，其特征在于：包括以下步骤，建立BIM三维模型；拟定落地槽的截面尺寸，拟定钢筋混凝土结构中侧墙底部截面厚度D1以及底板截面厚度D2，根据工况在BIM三维模型中添加落地槽的尺寸参数，使尺寸参数之间联动，并对尺寸参数进行读写操作，以实现动态的落地槽三维模型；在BIM三维模型中，计算素混凝土结构的落地槽侧墙底部截面厚度D1以及底板截面厚度D2，验算钢筋混凝土结构的落地槽侧墙底部截面厚度D1以及底板截面厚度D2；生成计算结果，根据计算结果，生成计算书并统计工程量。2.根据权利要求1所述的可视化交互式正向设计方法，其特征在于：所述建立BIM三维模型中，创建包含场地、混凝土落地槽、地下水、槽内水及回填土、落地槽碎石垫层的三维模型；所述拟定落地槽的截面尺寸中，在三维模型内使场地开挖、回填土、落地槽碎石垫层尺寸与混凝土落地槽的尺寸参数联动。3.根据权利要求1所述的可视化交互式正向设计方法，其特征在于：所述验算钢筋混凝土结构的落地槽侧墙底部截面厚度D1以及底板截面厚度D2中，计算落地槽侧墙底部截面的第一内力以及第一钢筋混凝土结构，计算第一钢筋混凝土结构中，计算承载力极限状态以计算配筋，计算正常使用极限状态，以进行抗裂验算以及裂缝宽度计算；计算落地槽底板截面的荷载、第二内力以及第二钢筋混凝土结构。4.根据权利要求3所述的可视化交互式正向设计方法，其特征在于：所述计算第一内力中，第一内力的计算公式为：计算地下水面以上土压力作用的弯矩设计值M1
′
和标准值M1为：和标准值M1为：计算地下水面以下矩形土压力作用的弯矩设计值M2′
和标准值M2为：为：计算地下水面以下三角形土压力作用的弯矩设计值M3′
和标准值M3为：为：计算地下水作用的弯矩设计值M4′
和标准值M4为：
计算槽内水压力作用的弯矩设计值M5′
和标准值M5为：为：侧墙底部截面弯矩设计值M
墙
′
和标准值M
墙
为：M
′
墙
＝M
′1+M
′2+M
′3+M
′4+M
′5；M
墙
＝M1+M2+M3+M4+M5；其中，H为侧墙净高，D1为墙底截面厚度，B为槽净宽，D2底板截面厚度，h0墙后填土高，h1地下水深，h2槽内水深，土内摩擦角，K安全系数。5.根据权利要求4所述的可视化交互式正向设计方法,其特征在于：所述计算第一钢筋混凝土结构中，承载力极限状态计算，f
c
bx＝f
y
A
s
‑
f
′
y
A
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s
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(公式2)x≤0.85ξ
b
h0ꢀꢀꢀꢀ
(公式3)x≥2a
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s
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(公式4)其中，M为弯矩设计值，M＝M
′
墙
×
1000000，f
c
为混凝土轴心抗压强度设计值，A
s
为纵向受拉钢筋的截面面积，A
′
s
为受压区钢筋的截面面积，h0为截面的有效高度，h0＝h
‑
a
s
,a
s
为受拉钢筋合力点至截面近边缘的距离，h＝D1，单排钢筋：双排钢筋：d为钢筋直径，c为混凝土保护层，s为双排间距；a
′
s
为受压钢筋合力点至截面近边缘的距离，计算方法同a
s
，b为计算截面的宽度(槽纵向长度)，取b＝1000；ξ
b
为相对界限受压区计算高度；x为截面受压区计算高度；x
b
为界限受压区计算高度，E
s
为钢筋弹性模量。6.根据权利要求5所述的可视化交互式正向设计方法,其特征在于：所述计算第一钢筋混凝土结构中，包括第一配筋计算，其中设定钢筋的直径d，计算钢筋截面积A
s1
；
将A
s1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊超，李刚，李红光，王鹏，朱东方，王安东，高长征，王桂秀，崔万杰，王信昌，
申请(专利权)人：牛立军，
类型：发明
国别省市：