中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司周振勤获国家专利权
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龙图腾网获悉中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司申请的专利融合图论和UV参数化的拼接曲面配筋方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120257464B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510759153.2,技术领域涉及:G06F30/13;该发明授权融合图论和UV参数化的拼接曲面配筋方法是由周振勤;李振生;刘源;李梦;师梦娇;李尔康;黄平;蒲晏;兰超设计研发完成,并于2025-06-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本融合图论和UV参数化的拼接曲面配筋方法在说明书摘要公布了:本发明公开的融合图论和UV参数化的拼接曲面配筋方法,包括创建构件BIM三维模型,输入配筋参数,搜索布置路径,生成钢筋。本发明针对复杂结构工程BIM三维设计过程中拼接曲面配筋的技术难题,通过引入图论,构建边、面拓扑连通图模型,有效解决了无序拼接面中钢筋路径规划问题,实现了钢筋布置路径在曲面拓扑网络中的快速寻径以及在拓扑边上众多采样点中的快速定位。同时结合UV双向参数化映射机制,解决了钢筋在三维曲面内的自适应排布问题,从而实现了复杂拼接曲面配筋的高效求解与精确控制,突破传统人工经验主导的配筋模式,显著提升复杂拼接曲面配筋设计的自动化程度与工程可靠性,具有良好的应用前景。
本发明授权融合图论和UV参数化的拼接曲面配筋方法在权利要求书中公布了:1.融合图论和UV参数化的拼接曲面配筋方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1、创建构件BIM三维模型; 步骤2、基于步骤1所得模型,输入配筋参数;具体包括以下步骤: 步骤2.1、通过拾取的方式输入待配钢筋的连续拼接曲面,记作配筋面; 步骤2.2、通过拾取的方式输入若干条引导线,用于采样以获取钢筋线控制点,并标记基准引导线; 步骤2.3、输入钢筋规格; 步骤2.4、输入模型表面到钢筋外表面偏移值; 步骤2.5、输入钢筋阵列参数,包括钢筋间距、起始距离及终点距离; 步骤3、基于步骤2的配筋参数,搜索布置路径,生成钢筋;具体包括以下步骤: 步骤3.1、结合阵列参数,沿着步骤2.2所输入的基准引导线依次布设分布点,并建立分布点与基准引导线的关联关系; 步骤3.2、在步骤2.2所输入的基准引导线以外其它各引导线上均匀布设分布点,其它各引导线上的分布点均与基准引导线上的分布点数量相等,建立其它各引导线上的分布点与所属引导线的关联关系; 步骤3.3、将步骤2.1输入的配筋面和步骤2.2输入的引导线进行串联排序; 步骤3.4、基于步骤3.1和步骤3.2所得分布点、及步骤3.3所得配筋面数据,根据创建单根钢筋所需进行分组,即每一组数据对应生成一根钢筋; 步骤3.5、依次遍历步骤3.4分组得到的结果,在得到的当前组中定义一个节段列表,节段列表中一个节段对应生成单根钢筋的一段即钢筋段: 式中,l为节段总数;代表第i个节段,的数据包含引导线a上的点、相邻引导线b上的点、和a、b两条相邻引导线之间连接的一组配筋面: 步骤3.6、遍历步骤3.5所得节段列表,针对第i个节段从中取到,创建无向图: , 式中,是无向图中顶点的集合;为第个顶点,为顶点总数;是无向图中表示边与顶点关系的邻接矩阵;表示连接第个顶点和第个顶点之间的边,所有边的连通性权重为1,且; 步骤3.7、在步骤3.6所得无向图中找到步骤3.5节段中所在引导线对应的两个顶点,采用Dijkstra算法搜索得出之间的最短路径; 式中,顶点,为的起始点;,为的终止点;、表示中的任意相邻项;为中相邻顶点之间的边列表,为的第一条边,为的最后一条边,表示中的任意项,且满足; 步骤3.8、基于步骤3.7所得最短路径及对应的边列表,再结合步骤3.5中的点,采用图论和UV参数化方法在中除外的其它顶点上分别搜索计算得到一个点,使得从依次过、到在UV二维平面上的连线距离最短,最后确保一个拓扑面带两个控制点;其中,相邻两个点、之间的连线是边对应的拓扑面上的投影曲线;计算得到最短路径上顶点代表的拓扑边上的点列表: 式中,,,、表示中的任意相邻项; 步骤3.9、偏移步骤3.7所得边列表中每个拓扑面,偏移距离为步骤2.4中输入的偏移值,得到偏移后的拓扑面列表: 式中,为偏移后的拓扑面,为偏移后的拓扑面,表示中的任意项; 步骤3.10、随着步骤3.9拓扑面的偏移,将步骤3.8所得最短路径点列表中首尾点投影到首尾面的边线上,将点列表中其它点投影到中两个邻面的交线上,得到投影后的点列表: 式中,为投影后的点,为投影后的点,、表示中的任意相邻项; 步骤3.11、同时遍历步骤3.10所得点列表和步骤3.9所得拓扑面列表,取中相邻的两个点、,同时取中与、对应的拓扑面,采用UV参数化方法获得拓扑面上的连接、的投影曲线,最后连接遍历得到的所有投影曲线,即为单根钢筋的一个段; 步骤3.12、重复步骤3.6~3.11,计算得到单根钢筋的所有段,再将所有段进行连接生成完整的一根钢筋; 步骤3.13、重复步骤3.5~3.12,计算生成所有钢筋,完成布置。
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