【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑工程领域，具体来讲，涉及一种开孔箱型梁拉压杆模型的生成方法、计算机设备和介质。
技术介绍
1、开孔箱型梁结构是一种典型的钢筋混凝土d区构件，其截面应变不符合平截面假定的构件，受力比较复杂，梁截面理论已不再适用。拉压杆模型很合理的解释了钢筋混凝土d区构件的受力，其传力路径清晰，设计思路明了，并在一些国家的混凝土结构设计规范中得到了应用。但是不通过人工解释，得到合理的拉压杆模型仍然是设计中的一个难点。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。
2、为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种开孔箱型梁拉压杆模型的生成方法。
3、所述方法可包括步骤：(1)对给定的开孔箱梁进行结构尺寸判别，判别为二维或三维结构；(2)针对所述二维或三维结构进行结构建模；(3)对二维或三维结构模型进行fem分析，得到结构拓扑；(4)在不改变拓扑骨架结构的基础上，将拓扑结构中的多余网格单元删除，得到优化结果；(5)识别优化结果中的节点和杆件，并组合为类桁架结构；(6)减少拉杆布置数，得到优化的类桁架结构；(7)对优化的类衍架结构进行结构内力计算，得到每根杆件的实际受力；(8)根据每个杆的实际受力，计算单拉杆偏离指数si和整体偏离指数s，并判断两者是否大于对应的偏离指数限值；(9)在si和s中的任一个大于对应拉压杆指数限值的情况下，对类桁架结构进行调整，使其满足偏离指数要求和几何限制要求，得到所述模型。
4、在本实施例中
5、在本实施例中，在所述步骤(2)中，对于二维结构采用平面四点单元建立结构模型，对于三维结构采用三维实体八节点进行结构建模。
6、在本实施例中，在所述步骤(4)中，通过图像转换和去除边界像素将拓扑结构进行优化，其中，所述图像转换包括将结构拓扑转换为二进制数据，得到二值图像；所述去除边界像素包括通过迭代去除二值图像的边界像素。
7、在本实施例中，在所述步骤(5)遵循以下节点确定规则和杆件确定规则，其中，节点确定规则包括：针对二维节点，检测以其为中心的3*3宫格，如果其平均密度大于或等于1/3，则将其标识为候选节点；将负载点和支撑点作为候选节点；若两个候选节点之间的距离小于网格尺寸的1.5倍，则在平均位置用单个节点代替；针对三维节点，检测以其为中心的3*3*3宫格，如果其平均密度大于或等于1/9，则将其作为节点；杆件确定规则包括：先将各个节点通过杆件直接连接起来，通过对比初始杆件的连接路径经过的网格数与细化拓扑骨架的像素重复率进行多余杆件的删除。
8、在本实施例中，在所述步骤(6)中，通过短杆消除与合并来减少拉力较小的杆件，该步骤包括：设定最小短杆尺寸限制，迭代检查所述步骤(5)组合类桁架结构中所有拉杆的长度，一旦短杆尺寸小于设定限值，则将短杆的中心位置设定为新节点位置并消除短杆。
9、在本实施例中，在步骤(8)中，si和s的偏离指数限值可分别为0.1和0.05；可利用以下两式计算所述si和s：
10、
11、其中，ni和ve分别为对应编号e的杆件的轴力和剪力。
12、在本实施例中，所述步骤(9)中的调整方法可包括：调整节点位置，设置波动范围和每次波动的距离。
13、本专利技术另一方面提供了一种计算机设备。
14、所述设备可包括：至少一个处理器；存储有程序指令的存储器，其中，所述程序指令被配置为由所述至少一个处理器执行，所述程序指令包括用于执行根据如上所述方法的指令。
15、本专利技术再一方面提供了一种计算机可读存储介质。
16、所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上所述的方法。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果可包括以下至少一项：
18、(1)本专利技术方法简便，能够自动从拓扑结果中提取拉压杆结果，能够避免针对箱梁结构手工生成拉压杆模型(stm)中常见的拓扑优化结果的特殊拓扑变化，简化了工程实际中stm模型的生成过程。
19、(2)对比设计承载力，本专利技术可能达到更高的承载力水平，保证结构的安全性。
20、(3)相比传统规范设计方法，本专利技术能够使钢筋使用量大幅减少，有更好的经济性。
21、(4)本专利技术能够使材料的使用效率高。
22、(5)本专利技术的方法生成拉压杆成果的速度快，具有高效性。
23、(6)本专利技术适用性高，适合2d和3d各种类型的d区拉压杆设计。
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1.一种开孔箱型梁拉压杆模型的生成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的开孔箱型梁拉压杆模型的生成方法，所述方法还包括步骤(10)：验证步骤(9)所得模型的结构承载力，并得到钢筋配置情况。
3.根据权利要求1所述的开孔箱型梁拉压杆模型的生成方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，对于二维结构采用平面四点单元建立结构模型，对于三维结构采用三维实体八节点进行结构建模。
4.根据权利要求1所述的开孔箱型梁拉压杆模型的生成方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，通过图像转换和去除边界像素将拓扑结构进行优化，其中，所述图像转换包括将结构拓扑转换为二进制数据，得到二值图像；
5.根据权利要求1所述的开孔箱型梁拉压杆模型的生成方法，其特征在于，在所述步骤(5)遵循以下节点确定规则和杆件确定规则，其中，
6.根据权利要求1所述的开孔箱型梁拉压杆模型的生成方法，其特征在于，在所述步骤(6)中，通过短杆消除与合并来减少拉力较小的杆件，该步骤包括：
7.根据权利要求1所述的开孔箱型梁拉压杆模型的生成方法，其
8.根据权利要求1所述的开孔箱型梁拉压杆模型的生成方法，其特征在于，所述步骤(9)中的调整方法包括：调整节点位置，设置波动范围和每次波动的距离。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种开孔箱型梁拉压杆模型的生成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的开孔箱型梁拉压杆模型的生成方法，所述方法还包括步骤(10)：验证步骤(9)所得模型的结构承载力，并得到钢筋配置情况。
3.根据权利要求1所述的开孔箱型梁拉压杆模型的生成方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，对于二维结构采用平面四点单元建立结构模型，对于三维结构采用三维实体八节点进行结构建模。
4.根据权利要求1所述的开孔箱型梁拉压杆模型的生成方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，通过图像转换和去除边界像素将拓扑结构进行优化，其中，所述图像转换包括将结构拓扑转换为二进制数据，得到二值图像；
5.根据权利要求1所述的开孔箱型梁拉压杆模型的生成方法，其特征在于，在所...
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