用于三维钢筋编辑更新的方法与流程

本发明涉及工程制图技术，特别涉及几何模型与三维钢筋模型关联更新的方法。

背景技术：

目前钢筋图的绘制方法，大部分是采用二维绘制。对不同工程结构部位选取典型模型结构剖面，用手工绘制钢筋图。对于结构断面变化、孔洞较多的部位，需要更多典型剖面图，需要逐个绘制。对于比较复杂的结构，钢筋图绘制和材料分类统计仍由人工完成，设、校、审的工作量极大、难度高且较容易出错。不仅如此，在设计与施工过程中，通过模拟分析计算或者现场的施工情况，经常发生设计变更，包括工程结构的变更以及配筋方案的变更，在变更之后，需要对三维钢筋模型进行修改，二维施工图也要相应调整，而这一部分的工作量很大，尤其是当工程结构修改后，钢筋组重新布置，二维施工图重新绘制，导致前期工作的返工，浪费了时间与人力，降低了工作效率。因此钢筋的快速编辑与更新功能的实现是将三维钢筋设计真正用于实际生产工作的重要基础之一，也是每个结构工程师及制图人员梦寐以求的理想。

目前通过手工绘制或现有软件得到的图纸都是二维的，需要经过专业训练、有经验的工程师进行解读，在头脑中重新构建钢筋的三维模型，对于钢筋等细部结构，无法详细、真实反映其与结构、其他钢筋的空间位置关系，而当设计方案不断调整时，在头脑中不断构造修改后的钢筋模型是不切实际的。同时，不同工程师在解读过程中可能存在二义性，这对钢筋图的技术交流和指导施工带来很大的障碍。随着计算机的发展，通过计算机的辅助，三维钢筋模型的创建可以使钢筋图的技术交流更方便、更直观、材料统计更准确，但是仅仅满足了成果的展示要求，实际的钢筋设计过程往往需要不断调整结构与配筋方案，以达到安全与经济的合理性，若要真正实现三维钢筋的设计，那么钢筋的编辑与更新功能则是必不可少的。

从公开的文献和资料来看，尚未发现三维钢筋模型编辑与工程结构实现关联更新的软件或方法。由于钢筋三维建模没有现成的专业软件，对钢筋三维模型的编辑更新更是缺少有效快速的方法，随着钢筋数量、种类的不断增加，其建模的工作量巨大，再加上工程结构与钢筋模型不断的调整修改，不管是对计算内存限制、显示速度，还是建模工作量、难度来说，都是巨大的挑战。因而开发新的能够高效处理复杂三维钢筋模型的编辑，实现工程结构与钢筋模型关联更新的方法尤为重要。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种用于三维钢筋编辑更新的方法，该方法包括如下步骤：

a.根据输入的钢筋布筋参数，生成三维钢筋模型；

b.将所述布筋参数进行分类后加密存储，生成工程结构、布筋参数与三维钢筋的关联；

c.对三维钢筋模型进行编辑时，获取加密存储的布筋参数并进行与加密对应的解密处理；

d.当用户对布筋参数进行修改时，根据所述工程结构、布筋参数与三维钢筋的关联，在几何拓扑关系与参数化的驱动下，由钢筋创建引擎重新生成三维钢筋模型，实现钢筋的编辑更新。

进一步地，为实现整个更新编辑的可循环过程，步骤d之后还包括步骤e：将修改后的布筋参数进行加密存储，重新生成工程结构、修改后的布筋参数与三维钢筋的关联。

其中，所述布筋参数包括几何模型参数与数值类型参数，所述几何类型参数包括模型上的布筋平面、确定钢筋布置方向的引导线以及确定钢筋锚固方向，所述数值类型参数包括钢筋布筋区间长度、混凝土保护层厚度、钢筋锚固方向参考面、布筋间距、钢筋参数直径以及钢筋端部细节参数。

具体地，所述钢筋参数包括钢筋直径、钢筋编号、钢筋等级及钢筋颜色。

具体地，所述钢筋端部细节参数包括首尾段参数、锚固参数及弯钩参数，所述首尾段参数包括首端延长或截断距离及末端延长或截断距离，所述锚固参数包括首端锚固方向与长度以及末端锚固方向与长度，所述弯钩参数包括首端弯钩方向与长度、首端弯钩角度、末端弯钩方向与长度及末端弯钩角度。

其中，步骤b中生成工程结构、布筋参数与三维钢筋的关联的具体方法如下：

b1.创建三维钢筋组对象，根据布筋参数的类别分类，采用不同方法进行加密存储，对于几何类型参数：获得工程结构的面或线的拓扑结构，将拓扑元素转化为几何对象后，将对象地址保存在指针中；

b2.将经过处理过后的参数，建立参数名与参数值的对应关系表，将参数名用加密算法进行加密；

b3.将所有参数以内置属性的方式将几何对象的引用与数值类型参数存储在三维钢筋组对象中，从而建立起工程结构、布筋参数与三维钢筋对象的关联。

对应于上述加密过程，步骤c中，所述解密处理的具体方法为：

几何对象解码：通过参数名获得参数值存储的指针，获得原三维钢筋模型创建时的布筋面、布筋引导线以及锚固方向参考面。

数值解码：通过参数名获得参数值对应的数值或字符串，获得原三维钢筋模型创建时的用户输入的参数。

本发明的有益效果是：本发明对钢筋布筋参数进行了分类，根据分类类型可以有效管理这些参数；分类后将几何模型参数与数值类型参数作为钢筋对象的内置属性进行加密存储，实现混凝土结构外形、布筋数值参数与三维钢筋模型的关联。建立这样的关联方式，可利用拓扑关系与参数化驱动，实现钢筋模型的更新，避免了钢筋模型的重新建模。采用了几何对象解码与数值解码技术，可获取原钢筋模型创建时所有的布筋参数(几何对象、数值)，并在用户界面中显示出来，这样的编辑方式可以将钢筋布置的设计思路、信息直观、准确地反映给工程师，结合以上信息工程师可以快速找到设计缺陷，制定有效的修改方案，提高钢筋设计效率，其准确的信息也提高了施工进度，同时也避免由于二义性造成施工的缺陷。本发明可以采用拓扑的面模型实现，创建轻量化钢筋模型，其占用内存和硬盘空间大大减少。本发明与软件平台无关，既可以是基于商业三维设计软件，可以是自主开发的三维图形平台，在工程应用领域具有重要的应用价值，并且具有高可信度、可应用性、可采纳性。

以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述，应当注意的是，实施例仅仅是为了帮助读者更好地理解本发明的技术构思，并不用以限制本发明权利要求的保护范围。

附图说明

图1为本发明实施例的用于三维钢筋编辑更新的方法的流程图；

图2为本发明实施例的布筋参数组成示意图；

图3为本发明实施例的钢筋端部细节参数组成示意图。

具体实施方式

本发明针对现有技术中尚无三维钢筋模型编辑与工程结构实现关联更新的软件或方法的问题，提出一种用于三维钢筋编辑更新的方法。在创建三维钢筋模型过程中，加密存储布筋面、布筋引导线等几何元素，以及钢筋间距、直径、端部细节等数值参数，并与钢筋对象建立关联，修改工程结构或布筋方案后，提取解码布筋参数，启动钢筋创建引擎，利用拓扑关系与参数化双重驱动实现三维钢筋的编辑更新。其中布筋参数的加密存储与解码提取，建立参数与三维钢筋模型的关联是本发明的关键环节。下面结合附图和三维钢筋编辑更新步骤对本发明作进一步详细说明。

实施例

如图1所示，本发明的用于三维钢筋编辑更新的方法的步骤如下。

步骤一:钢筋布筋参数分类

对钢筋布置时的输入的参数进行分类，包括几何模型参数与数值类型参数。

(1)所述几何类型参数包括模型上的布筋平面、确定钢筋布置方向的引导线以及确定钢筋锚固方向的参考平面；

(2)所述数值类型参数包括钢筋布筋区间长度、混凝土保护层厚度、钢筋锚固方向参考面、钢筋间距及直径以及钢筋端部细节参数等。布筋参数组成如图2所示，钢筋端部细节参数组成如图3所示。

步骤二:创建三维钢筋组对象，分类加密存储布筋参数

创建三维钢筋组对象，根据布筋参数的类别分类，采用不同方法进行加密存储：

(1)几何类型参数：获得工程结构的面或线的拓扑结构，将拓扑元素转化为几何对象后，将对象地址保存在指针中。

(2)数值类型参数：该类型参数多为数值或字符串类型。

将经过处理过后的参数，建立参数名与参数值的对应的关系表，将所有参数以内置属性的方式将几何对象的引用与数值类型参数进行加密存储在三维钢筋模型文件中，从而建立起工程结构、布筋参数与三维钢筋对象的关联。

步骤三:编辑三维钢筋对象，获取并解码参数，还原钢筋创建场景

编辑三维钢筋对象，获取所有参数名，利用解密算法对参数名进行解码获得真实参数名，通过参数名与参数值对应的关系表获取每个参数的值。

(1)几何对象解码：通过参数名获得参数值存储的指针，可以获得原三维钢筋模型创建时的布筋面、布筋引导线以及锚固方向参考面。

(2)数值解码：通过参数名获得参数值对应的数值或字符串，可以获得原三维钢筋模型创建时的用户输入的参数。

获得所有布筋参数后，可在用户界面中显示相应的参数(布筋面、布筋引导线、钢筋参数等)。

步骤四：当修改混凝土结构外形或者钢筋布筋参数时，更新三维钢筋对象

根据所修改参数的不同类型，具体实现步骤如下：

(1)混凝土结构外形修改：三维钢筋对象存储的几何类型参数是布筋面、布筋引导线几何对象的引用，当混凝土结构外形修改后，存储的几何对象外形也相应的变化，在几何拓扑关系的驱动下重新生成三维钢筋模型。

(2)数值参数修改：三维钢筋对象存储数值类型参数包括钢筋直径、间距、编号、混凝土保护层厚度、钢筋端部细节等，当数值参数修改后，通过参数化设计为驱动重新计算钢筋型式与布置。

步骤五：三维钢筋模型修改后，重新存储用户最新修改后的参数

更新三维钢筋模型后，按照步骤三的方法重新对修改后的参数进行加密储存，并建立混凝土结构、布筋参数与三维钢筋对象的关联。