基于GDL编程的钢骨混凝土柱与TY板参数化建模方法及系统与流程

本发明涉及建筑信息化建模，特别是基于gdl编程的钢骨混凝土柱与ty板参数化建模方法及系统。

背景技术：

1、随着建筑信息模型技术和参数化设计技术在装配式建筑、钢结构工程及复杂结构设计中的应用不断深化，基于gdl编程的构件族建模方法逐渐成为建筑结构数字化设计的重要手段。现有建模方式通常以楼层、轴网、构件截面和节点属性为基础，通过参数驱动生成钢柱、梁、楼板、连接板、栓钉、牛腿等三维构件，并进一步形成二维表达、工程量统计和构件清单。对于钢骨混凝土柱、pec梁、ty板等组合结构构件，参数化建模不仅需要表达构件的几何尺寸，还需要表达柱梁连接、板端支承、肋板布置、节点连接和后期空间调整等结构关系。

2、现有技术中，钢骨混凝土柱、ty板及其节点构造多采用单构件建模后再进行拼接调整的方式，柱、梁、板、节点之间的几何边界和连接关系缺乏统一控制，容易出现ty板与柱外轮廓冲突、板端支承关系不明确、节点连接件与实际边界错位等问题。同时，在涉及增设夹层、拆除楼层、增设吊车梁或楼面荷载增加等空间调整场景时，现有模型通常需要重新修改构件位置和节点构造，三维实体、二维图纸和工程量清单之间也容易产生不一致，难以充分体现抗侧与承重分离结构体系中构件可继承、节点可复用和空间可调整的技术优势。

技术实现思路

1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明提供了基于gdl编程的钢骨混凝土柱与ty板参数化建模方法解决钢骨混凝土柱、ty板及节点构造参数化建模中边界继承和成果一致性不足的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明提供了基于gdl编程的钢骨混凝土柱与ty板参数化建模方法，其包括，

5、按楼层、轴网和结构分区构造楼面结构单元，标定pec梁边界、柱外轮廓、ty板方向和节点类型，生成结构单元控制集；

6、通过结构单元控制集驱动gdl构件族，进行钢骨混凝土柱钢筋笼沿柱心线参数化放样和ty板预制底板、uhpc肋及梯形桁架筋的支承边继承裁切，生成柱梁板复合对象；

7、基于柱梁板复合对象和节点类型，对柱梁板边界进行节点平面投影匹配，生成节点构造复合对象；

8、通过节点构造复合对象建立构件拓扑邻接关系，编排构件继承状态，生成空间调整复合对象；

9、按照结构单元控制集、柱梁板复合对象、节点构造复合对象和空间调整复合对象建立构件索引，并进行同源映射，生成参数化建模成果。

10、作为本发明所述基于gdl编程的钢骨混凝土柱与ty板参数化建模方法的一种优选方案，其中：所述生成结构单元控制集，具体包括：

11、按楼层标高和轴网交点划分结构分区，确定pec梁围合范围和柱位，生成楼面结构单元索引；

12、将pec梁边线、钢骨混凝土柱外轮廓和楼层标高投射至同一楼面基准面并进行闭合校核，生成柱梁板控制线；

13、沿ty板铺设方向标定板跨、支承、uhpc肋方向、梯形桁架筋布置方向、预制底板截面参数及刚接、铰接节点，生成节点属性表；

14、将楼面结构单元索引、柱梁板控制线和节点属性表编入gdl参数组，生成结构单元控制集。

15、作为本发明所述基于gdl编程的钢骨混凝土柱与ty板参数化建模方法的一种优选方案，其中：所述进行钢骨混凝土柱钢筋笼沿柱心线参数化放样，具体包括：

16、根据结构单元控制集中的柱位和楼层标高确定柱底定位点及柱顶定位点，连接生成柱心线；

17、沿柱心线排列纵筋定位点、箍筋闭合轮廓、箍筋间距和保护层参数，经gdl放样生成纵筋实体和箍筋实体，将纵筋实体与箍筋实体组合成钢筋笼对象；

18、将钢筋笼对象与钢骨混凝土柱外轮廓保持同一柱心线定位基准，并在钢筋笼对象两端构造柱脚预埋段对应钢筋延伸段和上部拼接段对应钢筋搭接段，合成钢骨混凝土柱钢筋笼参数化对象。

19、作为本发明所述基于gdl编程的钢骨混凝土柱与ty板参数化建模方法的一种优选方案，其中：所述ty板预制底板、uhpc肋及梯形桁架筋的支承边继承裁切，具体包括：

20、根据pec梁支承边、钢骨混凝土柱外轮廓和ty板铺设方向，构造板带基线和限位线；

21、沿板带基线分配板带宽度，划定搭接段、板底段、肋板段和桁架筋段，生成板带排布序列；

22、沿搭接段截取pec梁支承边，并将截取后的支承边线段沿板跨方向延伸，围合形成预制底板轮廓；

23、在预制底板轮廓内布置uhpc肋板中心线，并按肋板宽度扩展为uhpc肋板轮廓，根据梯形桁架筋的高度、间距、上弦筋位置、下弦筋位置和腹杆折线控制点生成梯形桁架筋轮廓，生成ty板初始板带对象；

24、当ty板初始板带对象与柱外轮廓、支撑连接板范围和牛腿范围产生几何重叠时，将重叠范围投射至板带轮廓，切除重叠段并补入封板边线；

25、沿封板边线布置补强肋板轮廓，并对被裁切的梯形桁架筋端部生成端部闭合构造，将裁切后的预制底板轮廓、uhpc肋板轮廓、梯形桁架筋轮廓和补强肋板轮廓合成为ty板对象；

26、将钢骨混凝土柱钢筋笼参数化对象和ty板对象纳入同一gdl构件族，生成柱梁板复合对象。

27、作为本发明所述基于gdl编程的钢骨混凝土柱与ty板参数化建模方法的一种优选方案，其中：所述节点平面投影匹配，具体包括：

28、根据柱梁板复合对象中的柱外轮廓边线、pec梁边线和ty板端部边界，确定节点平面；

29、将柱外轮廓边线、pec梁边线和ty板端部边界正投影至节点平面，形成柱侧、梁侧和板端节点投影线；

30、通过柱侧、梁侧和板端节点投影线分别限定连接板、焊接板、栓钉、封边和梯形桁架筋端部避让范围，生成节点构造定位集；

31、当节点属性为刚接节点时，沿柱侧节点投影线与梁侧节点投影线的交汇范围布置刚接构件，生成刚接节点构造；

32、当节点属性为铰接节点时，沿梁侧腹板投影范围布置铰接构件，生成铰接节点构造；

33、当节点属性对应吊车梁位置和雨棚梁位置时，沿柱侧节点投影线布置牛腿构件，生成牛腿节点构造；

34、当节点属性对应楼面荷载增加位置时，沿梁下翼缘投影线和柱侧节点投影线布置补强钢梁连接板，生成补强节点构造；

35、将各节点构造与柱梁板复合对象的对应边界进行几何拼合，生成节点构造复合对象。

36、作为本发明所述基于gdl编程的钢骨混凝土柱与ty板参数化建模方法的一种优选方案，其中：所述建立构件拓扑邻接关系，具体包括：

37、从节点构造复合对象中提取端部和连接部位，生成构件端部集合；

38、按照楼面结构单元索引和节点属性对构件端部集合进行端部匹配，确定承重、支承、牛腿、补强和抗侧邻接边，生成构件拓扑邻接关系。

39、作为本发明所述基于gdl编程的钢骨混凝土柱与ty板参数化建模方法的一种优选方案，其中：所述编排构件继承状态，具体包括：

40、根据构件拓扑邻接关系确定结构构件和预留连接板的继承顺序，生成构件继承清单；

41、当空间调整类型为增设夹层时，沿柱侧预留连接板和楼面结构单元控制线布置夹层构件，生成夹层调整对象；

42、当空间调整类型为拆除楼层形成高大空间时，保留外围柱梁和抗侧支撑，移除对应ty板、次梁和楼面栓钉对象，生成拆层调整对象；

43、当空间调整类型为增设吊车梁时，启用牛腿支承构件并继承钢骨混凝土柱对象的定位基准，生成吊车梁调整对象；

44、当空间调整类型为楼面荷载增加时，沿预留次梁连接板和补强钢梁连接板布置加密次梁和补强钢梁，生成荷载调整对象；

45、将夹层调整对象、拆层调整对象、吊车梁调整对象和荷载调整对象纳入同一gdl状态对象，生成空间调整复合对象。

46、作为本发明所述基于gdl编程的钢骨混凝土柱与ty板参数化建模方法的一种优选方案，其中：所述构件索引是根据楼层编号和楼面结构单元编号，确定各复合对象的构件所属单元，并按照构件所属单元、构件类别、支承边编号和节点属性为构件赋予唯一构件编号生成的；

47、所述构件类别包括钢骨混凝土柱钢筋笼、pec梁、ty板、预制底板、uhpc肋、梯形桁架筋、栓钉、连接板、牛腿、补强钢梁和加密次梁。

48、作为本发明所述基于gdl编程的钢骨混凝土柱与ty板参数化建模方法的一种优选方案，其中：所述同源映射，具体包括：

49、调用构件索引定位gdl三维实体，对gdl三维实体进行投影剖切和边界提取，生成二维表达边界；

50、沿构件索引提取构件数量和材料用量，生成工程量属性；

51、将二维表达边界和工程量属性绑定至同一构件索引，生成参数化建模成果。

52、第二方面，本发明提供了基于gdl编程的钢骨混凝土柱与ty板参数化建模系统，包括，

53、结构单元构造模块，按楼层、轴网和结构分区构造楼面结构单元，标定pec梁边界、柱外轮廓、ty板方向和节点类型，生成结构单元控制集；

54、构件建模模块，通过结构单元控制集驱动gdl构件族，进行钢骨混凝土柱钢筋笼沿柱心线参数化放样和ty板预制底板、uhpc肋及梯形桁架筋的支承边继承裁切，生成柱梁板复合对象；

55、节点匹配模块，基于柱梁板复合对象和节点类型，对柱梁板边界进行节点平面投影匹配，生成节点构造复合对象；

56、空间调整模块，通过节点构造复合对象建立构件拓扑邻接关系，编排构件继承状态，生成空间调整复合对象；

57、成果生成模块，按照结构单元控制集、柱梁板复合对象、节点构造复合对象和空间调整复合对象建立构件索引，并进行同源映射，生成参数化建模成果。

58、本发明有益效果为：通过楼面结构单元建立统一的结构单元控制集，使pec梁边界、钢骨混凝土柱外轮廓、ty板铺设方向和节点类型在同一gdl参数组中被协同控制，从源头上减少柱、梁、板分散建模造成的定位偏差。通过钢骨混凝土柱柱心线放样和ty板支承边继承裁切，ty板能够依据pec梁支承边、柱外轮廓、支撑连接板范围和牛腿范围生成真实边界，从而降低ty板与柱、支撑连接板或牛腿之间的几何冲突。通过节点平面投影匹配，刚接节点、铰接节点、牛腿节点和补强节点能够根据柱梁板真实边界进行布置，提高节点构造与主体构件之间的对应精度。通过构件拓扑邻接关系和构件继承状态编排，增设夹层、拆除楼层、增设吊车梁和楼面荷载增加等空间调整能够在同一gdl状态对象中表达，减少重复建模工作。通过构件索引和同源映射，三维实体、二维表达边界和工程量属性保持来源一致，有利于提升参数化建模成果的准确性、可修改性和工程交付一致性。