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申请/专利权人：达索系统公司

摘要：一种用于在计算机辅助设计系统的3D场景中设计包围多根混凝土钢筋的捆扎筋的计算机实现的方法，所述方法包括以下步骤：a提供待由捆扎筋包围的混凝土钢筋的三维模型；b计算混凝土钢筋中的每一根的一组迹线，每条迹线具有迹线中心；c计算一组连接线，每条连接线连接迹线中心；d计算一组圆弧，每个圆弧至少部分地围绕相应迹线，以及计算一组片段，每个片段近似平行于相应连接线并且连接连续的圆弧，所述片段和所述圆弧在草图平面中形成捆扎筋的中心曲线；e基于捆扎筋的中心曲线和筋半径设计捆扎筋。

主权项：1.一种用于在计算机辅助设计系统的3D场景中设计包围多根混凝土钢筋的捆扎筋的计算机实现的方法，所述方法包括以下步骤：a提供待由捆扎筋根据预定义顺序以预定义弯曲半径BRi包围的混凝土钢筋的三维模型，所述捆扎筋具有筋半径RA；b计算所述混凝土钢筋中的每一根在3D场景的横向草图平面P中的一组迹线TRi，每条迹线TRi具有迹线中心Ii；c计算一组连接线Li，每条连接线Li根据所述预定义顺序连接所述迹线中心Ii；d计算一组圆弧Ci，每个圆弧Ci至少部分地围绕所述草图平面P中的相应迹线TRi，以及计算一组片段Ei，每个片段Ei平行于相应连接线Li并且根据所述预定义顺序连接连续的圆弧Ci，所述片段Ei和所述圆弧Ci在所述草图平面P中形成所述捆扎筋的中心曲线；e基于所述捆扎筋的所述中心曲线和所述筋半径RA设计所述捆扎筋；其中，对于根据所述预定义顺序位于第一连接线Li-1和第二连接线Li+1的自相交点I之后的子集迹线TRi，在成角度地偏移的草图平面P'中执行计算一组片段Ei+1'和一组圆弧Ci+1'的步骤；其中所述成角度地偏移的草图平面P'是所述草图平面P围绕在所述第二连接线Li+1之前的所述片段Ei的轴线以旋转角度α旋转的结果，计算所述旋转角度α以防止所述中心曲线的片段Ei-1，Ei+1'的交叉；其中所述旋转角度α由以下公式给出：α＝2*ArctanRAh，其中Arctan是反正切函数，RA是所述捆扎筋的半径，并且h是对应于所述第二连接线Li+1的片段Ei+1之前的所述片段Ei的轴线与对应于所述第一连接线Li-1的片段Ei-1上的所述自相交点I的接触点投影J之间的距离，其中所述接触点投影J位于对应于所述第一连接线Li-1的片段Ei-1上与对应于所述第一连接线Li-1的片段Ei-1的终点ei-1相距一定距离[ei-1,J]，所述距离[ei-1,J]由以下公式给出：[ei-1,J]＝DR*[ei-1,si]，其中[ei-1,si]是对应于所述第一连接线Li-1的片段Ei-1的长度，并且DR是由以下公式给出的距离比：DR＝[Ii-1,I][Ii-1,Ii]，其中[Ii-1,I]是所述自相交点I与定位在所述第一连接线Li-1上根据预定义顺序在所述自相交点I之前的迹线中心Ii-1之间的距离，并且[Ii-1,Ii]是所述第一连接线Li-1的迹线中心之间的距离。

全文数据：用于设计包围多根混凝土钢筋的捆扎筋的方法技术领域本发明涉及一种用于设计包围多根混凝土钢筋的捆扎筋的方法。其涉及应用于建筑和土木工程的CAD计算机辅助设计、CAM计算机辅助制造和CAE计算机辅助工程的领域，并且更准确地说涉及用钢筋加强的混凝土结构的设计。背景技术混凝土被广泛用作建筑材料。其承受重要的压缩载荷非常有效，但是支撑使其破裂的牵引较弱。相反，钢支撑牵引是有效的，但是对使其屈曲的压缩的抵抗力较小。因此，截至今天，承受高载荷的最佳材料之一是混凝土和钢的组合，其被称为钢筋混凝土。钢筋混凝土由混凝土和嵌入其内侧的钢棒直的或弯曲的制成。这些钢棒被称为“混凝土钢筋”，也被称为“螺纹钢筋”。纵向混凝土钢筋使混凝土能够支撑单轴牵引，但是将纵向筋结合在一起的横向“捆扎筋”对于承受剪切力也是必要的。箍筋、系带和框架形式的捆扎筋通常用作捆扎筋。如由图1所示，系带LA是这样的钢筋：其被弯曲成“C”形并且横向于两根平行的混凝土钢筋RB1，RB2的纵向方向安装和固定。如由图2所示，箍筋ST是这样的钢筋：其完全环绕两根混凝土钢筋RB1，RB2。完全环绕两根以上平行但非共面的混凝土钢筋RB1，RB2，RB3，RB4的捆扎筋也被称为框架，如由图3A所示。可以在一束混凝土钢筋上以适当间隔放置若干层捆扎筋以防止它们屈曲。图3B示出了包括根据图3A的若干层框架FR1，FR2，......FRN的加强结构的布局。当使用计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM和计算机辅助工程CAE应用来设计混凝土钢筋组件时，混凝土钢筋组件的布局以及捆束混凝土钢筋的捆扎筋的布局可以被模拟。在一些现有解决方案中，使用者可以在预定义的有限情形列表中选择捆扎筋的布局。然而，可能期望模拟混凝土钢筋与给定层上的捆扎筋的实际接触。混凝土钢筋中的每一根的直径从一根混凝土钢筋到另一根也可能不必要相同。因此，捆扎筋的弯曲必须适应于混凝土钢筋中的每一根的直径。在现有解决方案中没有执行这种适应。最后，在一些构造中，捆扎筋可以在自身上折叠，并且在这种情况下，该筋必须被偏移使得其不会与自身冲突。无论如何，对于箍筋或者对于框架，必须完成捆扎筋的偏移，以便闭合捆扎筋的环。箍筋和框架的尺寸、形状和数量还取决于混凝土钢筋组件的尺寸以及混凝土钢筋的数量。因此，在一些情况下，使用带有若干环的箍筋或框架多腿箍筋或多腿框架来用不同的环包围若干混凝土钢筋。发明内容然后，本发明的一个目标是提供一种用于设计捆扎筋的计算机实现的方法，该方法考虑到混凝土钢筋的物理尺寸和布局，该方法可以应用于一束混凝土钢筋的若干层上，并且该方法管理捆扎筋在自身上的折叠。然后，本发明的一个目的是一种用于在计算机辅助设计系统的3D场景中设计包围多根混凝土钢筋的捆扎筋的计算机实现的方法，该方法包括以下步骤：a提供待由捆扎筋根据预定义顺序以预定义弯曲半径包围的混凝土钢筋的三维模型，所述捆扎筋具有筋半径；b计算混凝土钢筋中的每一根在3D场景的横向草图平面中的一组迹线，每条迹线具有迹线中心；c计算一组连接线，每条连接线根据预定义顺序连接各迹线中心；d计算一组圆弧，每个圆弧至少部分地围绕草图平面中的相应迹线，以及计算一组片段，每个片段近似平行于相应连接线并且根据预定义顺序连接连续的圆弧，所述片段和所述圆弧形成捆扎筋在草图平面中的中心曲线；e基于捆扎筋的中心曲线和筋半径设计捆扎筋。根据本发明的具体实施例：-计算一组圆弧的步骤d还可以包括以下子步骤：d1计算近端点，所述近端点被定位在迹线与根据预定义顺序的前一连接线和后一连接线的等分线的一个相交点处；d2计算远端点，所述远端点位于迹线在近端点处的切线的垂直线上，并且与近端点以捆扎筋的筋半径间隔开；d3计算弧中心，所述弧中心位于迹线在近端点处的切线的垂直线上，并且与远端点以弯曲半径间隔开；d4通过执行远端点围绕通过弧中心的草图平面的法线以预定义角度的旋转来计算圆弧的至少一个起点和或终点。-计算至少一个起点和或终点的步骤d4可以进一步包括约束分解的执行以便确保圆弧与根据预定义顺序被连接到圆弧的各片段的最大正切值。-对于根据预定义顺序位于第一连接线和第二连接线的自相交点之后的子集迹线，计算一组片段和一组圆弧的步骤可以在成角度地偏移的草图平面中执行。-成角度地偏移的草图平面可以是草图平面围绕第二连接线之前的片段的轴线以一个旋转角度的旋转的结果，所述旋转角度被计算以防止中心曲线的各片段的交叉。-旋转角度可以基于筋半径和自相交点之前的片段的轴线与对应于第一连接线的片段上的自相交点的接触点投影之间的距离相除的反正切来计算。-接触点投影可以位于对应于第一连接线一定距离处的片段上，该距离是第一连接线的两个迹线中心之间的自相交点的位置的函数。本发明的另一个目的是一种制造至少两根混凝土钢筋和至少一根具有筋半径的捆扎筋的组件的方法，所述捆扎筋被构造成以预定义弯曲半径包围所述混凝土钢筋，该方法包括以下步骤：-根据给定布局定位所述混凝土钢筋；-通过如上所述的方法设计所述捆扎筋；-物理地制造所述组件，其包括用所述捆扎筋包围所述混凝土钢筋。本发明的另一个目的是通过如上定义的制造方法获得的至少两根混凝土钢筋和至少一根捆扎筋的组件。本发明的又一个目的是存储在非暂时计算机可读数据存储介质上的计算机程序产品，其包括计算机可执行指令以造成计算机系统执行如上定义的方法。本发明的再一个目的是一种非暂时计算机可读数据存储介质，其包含计算机可执行指令以造成计算机系统执行如上定义的方法。本发明的还一个目的是一种计算机系统，其包括耦合到存储器和图形用户界面的处理器，该存储器存储计算机可执行指令以造成计算机系统执行如上定义的方法。附图说明借助于通过非限制性示例的方式描述并且通过附图示出的一些实施例，将更好地理解本发明，其中：-图1至3B示出了捆扎筋的不同类型；-图4至16示出了捆扎筋的构造的不同步骤；-图17至21示出了捆扎筋的构造期间自相交的管理；-图22和23示出了根据本发明的方法的不同步骤；-图24和25示出了适合于实施根据本发明的不同实施例的方法的相应计算机系统的框图。具体实施方式下文中，三维模型是允许三维表示的对象或其数字模型，其允许从所有角度对各部分的观察。下文中，三维或3D场景是虚拟环境，其由设置在三维空间中的多个3D对象组成。下文中，中心曲线指的是对象的3D模型的曲线表示。对于纵向延伸的对象，中心曲线的每个点利用对象在其横截面中的重心来计算。具体地，正圆柱体的3D模型的中心曲线是连接在横截面中计算的所有圆心的曲线。下文中，草图平面指的是包含中心曲线的至少一部分的平面，其包括至少一个弯曲。下文中，构造线是几何元素，其不是最终结果的一部分，而只是用于计算的临时元素。在图4中，提供了一组N根混凝土钢筋中三根连续的3D建模的混凝土钢筋RBi-1，RBi，RBi+1。计算混凝土钢筋RBi-1，RBi，RBi+1与草图平面P的相交点。草图平面P由RBi上截取的点和由在该点处与曲线RBi相切的向量构造。草图平面P通过该点并且平面的法线是该切向量。每根混凝土钢筋RBi-1，RBi，RBi+1的特征在于其中心曲线CCi-1，CCi，CCi+1，它们可以被存储在计算机系统的数据模型中，并且还在于其半径ri-1，ri，ri+1。不是执行2D平面草图平面与3D体积混凝土钢筋的相交，而是执行2D平面草图平面与1D曲线中心曲线之间的相交，这就计算速度而言要快得多。从这组相交点Ii-1，Ii，Ii+1，必须建立会从平面与筋的相交所得到的圆或椭圆。图5示出了所有中心曲线CCi-1，CCi，CCi+1在相交点Ii-1，Ii，Ii+1处的切向量Tz-1，Tz，Tz+1，以及草图平面P的法向量N。图6A具体示出了在草图平面P上一条中心曲线CCi在相交点Ii处的切向量Tz，以及草图平面P的法向量N。在图6B中，在草图平面P的垂直视图中也示出了这些元素。如果切向量Tz平行于法向量N，则创建了原点Ii和半径ri的圆。否则即，如果切向量Tz不平行于法向量N，并且不平行于草图平面P，则创建了原点Ii的椭圆。椭圆的副半径等于ri，并且其主半径等于ricos角度Tz，N，其中角度Tz，N是切向量Tz与法向量N之间的角度。对应于草图平面P上的不同混凝土钢筋RBi-1，RBi，RBi+1的圆和椭圆在图7中示出。这些圆和椭圆被指定为迹线TRi-1，TRi，TRi+1。通过构造，每个相交点Ii-1，Ii，Ii+1是迹线中心。图8示出了先前已经计算的迹线中心Ii-1，Ii，Ii+1。根据预定义顺序执行混凝土钢筋RBi-1，RBi，RBi+1的包围。预定义顺序对应于混凝土钢筋RBi-1，RBi，RBi+1的捆束的顺序。该顺序可以由计算机辅助设计系统的用户输入。该顺序可以可替代地由计算机辅助设计系统建议。从预定义顺序开始，计算一组连接线Li-1，Li，Li+1。每条连接线Li-1，Li，Li+1连接两个连续的迹线中心Ii-1，Ii，Ii+1。对于每条迹线TRi-1，TRi，TRi+1，计算了在草图平面P中至少部分地围绕相应迹线TRi-1，TRi，TRi+1的圆弧Ci-1，Ci，Ci+1。捆扎筋在草图平面中的中心曲线包括一组圆弧Ci-1，Ci，Ci+1。基于近端点Mi计算了每个圆弧Ci，该近端点位于其相应迹线TRi上。图9A和9B分别示出了待系紧的第一混凝土钢筋RB1的近端点M1的构造以及待系紧的最后混凝土钢筋RBn的近端点Mn的构造。对于待系紧的第一混凝土钢筋RB1，如由图9A所示，计算了第一中间点M11和第二中间点M12。中间点M11，M12是第一迹线TR1与第一连接线L1的相交点。要提醒的是，第一连接线L1连接第一迹线中心I1和第二迹线中心I2。连接向量21具有第二迹线中心I2作为原点以及第二迹线中心I2与第一迹线中心I1之间的距离作为范数。向量在图中被示意性地示出：具体地，为了附图的清楚起见，减小了表示向量的范数的箭头。第一方向向量1M11具有第一迹线中心I1作为原点以及第一迹线中心I1与第一中间点M11之间的距离作为范数。第二方向向量1M12具有第一迹线中心I1作为原点以及第一迹线中心I1与第二中间点M12之间的距离作为范数。相应方向向量1M11，1M12与连接向量21的标量积为正的中间点被认为是第一混凝土钢筋RB1的近端点M1。这同样适用于最后混凝土钢筋RBn的近端点Mn的计算，该计算利用第一中间点Mn1和第二中间点Mn2以及连接向量n-1n。图10和11示出了根据预定义顺序其既不是第一也不是最后的混凝土钢筋RBi的近端点Mi的确定。要提醒的是，连接线Li-1，Li在迹线TRi的迹线中心Ii处相交。计算了连接线Li-1，Li的等分线Bi。两个中间近端点Mi1，Mi2由等分线Bi与迹线TRi的相交得到。定义了第一中间向量ii-1。该第一中间向量ii-1具有迹线中心Ii作为原点以及迹线中心Ii与前一迹线中心Ii-1之间的距离作为范数。定义了第二中间向量ii+1。该第二中间向量ii+1具有迹线中心Ii作为原点以及迹线中心Ii与后一迹线中心Ii+1之间的距离作为范数。然后连接向量被定义为：定义了第一方向向量IiMi1。其具有迹线中心Ii作为原点以及迹线中心Ii与第一中间点Mi1之间的距离作为范数。定义了第二方向向量IiMi2。其具有迹线中心Ii作为原点以及迹线中心Ii与第二中间点Mi2之间的距离作为范数。相应方向向量IiMi1，IiMi2与连接向量的标量积为正的中间点被认为是相应混凝土钢筋RBi的近端点Mi。因此，对于每条迹线TRi，计算了近端点Mi。图12和13示出了远端点mi的计算。图12示出了远端点mi的计算的初始化步骤。第一构造线Ti垂直于等分线Bi并且通过近端点Mi。第二构造线Ti平行于第一构造线Ti，并且距离第一构造线Ti捆扎筋的筋半径RA。第三构造线Ti┴垂直于第一构造线Ti并且通过近端点Mi。然后基于初始化步骤和以下约束构造远端点mi：-固定迹线TRi、等分线Bi和近端点Mi；-第一构造线Ti与迹线TRi相切；-第一构造线Ti与迹线TRi在近端点Mi重合；-第二构造线Ti平行于第一构造线Ti；-第二构造线Ti距离第一构造线Ti捆扎筋的筋半径RA；-第三构造线Ti┴垂直于第一构造线Ti；-远端点mi重合于第二构造线Ti和第三构造线Ti┴。然后考虑初始化步骤的几何形状和先前列出的约束来启动约束解析。图13示出了约束解析的结果。计算出的远端点mi的最终位置确保捆扎筋将与迹线TRi在近端点Mi相切。约束解析由约束求解器求解，该约束求解器是求解非线性代数方程的系统的一组软件算法。求解器输入是初始化步骤的上述几何形状以及上述约束。在这种情况下，可以执行几何形状的更新：约束求解器移动远端点mi以满足所有约束。图14和15示出了一组圆弧Ci和一组片段Ei的计算。每个圆弧Ci至少部分地围绕草图平面P中的相应迹线TRi并且通过相应迹线TRi的远端点mi。每个片段Ei近似平行于相应连接线Li并连接连续的圆弧Ci。图14示出了一组圆弧Ci和一组片段Ei的计算的初始化步骤。对于每条迹线TRi，定义弧中心I'i。该弧中心I'i位于迹线TRi在近端点Mi处的切线Ti的垂直线Ti┴上。弧中心I'i与远端点mi间隔开混凝土钢筋RBi的弯曲半径BRi。每一根混凝土钢筋RBi的弯曲半径BRi的值可以由用户输入。可替代地，可以向用户建议默认值，并且默认值可选地由用户修改。在初始化步骤中，为迹线TRi计算起点si和终点ei。这些点通过远端点mi围绕草图平面P的通过弧中心I'i的法线以预定义角度的旋转得到。因此，通过构造，圆弧Ci的中心是圆弧中心I'i并且该圆弧Ci的半径是弯曲半径BRi。根据一个实施例，预定义角度对于起点si和终点ei可以具有相同的绝对值。预定义角度对于起点si可以是负的，并且对于终点ei可以是正的。根据一个实施例，预定义角度对于起点si可以是-π4，并且对于终点ei可以是π4，但是可以选择其它值。如果捆扎筋没有环例如系带，则对于第一迹线TR1和对于最后迹线TRn仅计算终点和起点中的一个点。根据捆扎筋的预定义顺序构造一组片段Ei。每个片段Ei是根据预定顺序将前一迹线TRi-1的终点ei连接到其相应迹线TRi的起点si的线。起点si和终点ei的定位基于初始化步骤并且基于以下约束统一：-仍然设定在构造远端点mi的步骤定义的约束；-圆弧Ci在远端点mi重合于第二构造线Ti；-圆弧Ci与第二构造线Ti相切；-圆弧Ci的半径被固定为BR；-片段Ei和圆弧Ci在终点ei相切；-前一迹线TRi-1的片段Ei-1与圆弧Ci在起点si相切。然后执行约束解析以关于初始化步骤的几何形状和先前列出的约束给出最终结果曲线。利用该模型化，起点si和终点ei在圆弧Ci上滚动以调节片段Ei的位置。图15示出了约束解析的结果。在约束解析之后，捆扎筋的中心曲线由所有迹线TRi的片段Ei和圆弧Ci构成。约束解析由约束求解器求解。求解器输入是初始化步骤的前述几何形状，以及前述约束。在这种情况下，可以执行几何形状的更新：约束求解器移动起点si和终点ei的定位以满足所有约束。然后，基于捆扎筋RA的中心曲线和半径构造捆扎筋，如由图16所示。图17至21示出了捆扎筋TB的自相交的情况。在图17中，捆扎筋TB根据顺序捆束第一混凝土钢筋RBi-1、第二混凝土钢筋RBi、第三混凝土钢筋RBi+1和第四混凝土钢筋RBi+2。在这种情况下，捆扎筋TB在自身上折叠，并且在该过程期间必须引入角度偏移，以便尽可能真实地模拟物理捆扎筋。通过计算新平面引入该角度偏移。目标是创建一个平面以延伸草图使得筋的折叠通向避免自相交的区域中的接触点。自动计算偏移的位置和值，但是它们可以容易地暴露给终端用户以给出设计的更多灵活性和参数化。当非直接连续的连接线Li相交时，检测到自相交。如由图18所示，连接线Li-1和Li+1在自相交点I处相交。如果找到这样的自相交，则捆扎筋的构造在当前草图平面P中在该相交之前停止。在由图18示出的示例中，捆扎筋被构造直到并且包括对应于连接线Li的片段Ei，如由图19所示，使用从自相交连接线Li-1，Li+1的相交获得的距离比来计算接触点投影J。距离比DR等于：DR＝[Ii-1,I][Ii-1,Ii]其中[Ii-1,I]是迹线中心Ii-1与自相交点I之间的距离，并且[Ii-1,Ii]是迹线中心Ii-1与迹线中心Ii之间的距离。因此，在待在成角度地偏移的平面上构造的片段之前，将距离比DR应用于倒数第二片段Ei-1。因此，接触点投影J位于倒数第二片段Ei-1上，在与终点ei相距一定距离处，根据距离比DR：[ei-1,J]＝DR*[ei-1,si]图20和21示出了基于接触点投影J的成角度地偏移的草图平面P'的构造。图20表示成角度地偏移的草图平面P'的视图，而图21表示在垂直视图中草图平面P和成角度地偏移的草图平面P'的视图。成角度地偏移的草图平面P'是草图平面P围绕待在成角度地偏移的平面上构造的片段之前的片段Ei的轴线以旋转角度α旋转的结果。旋转角度α根据以下公式计算：α＝2*ArctanRAh,其中Arctan是反正切函数，RA是捆扎筋的半径，并且h是接触点投影J与草图平面P的最后片段Ei之间的距离，该片段Ei也是成角度地偏移的草图平面P'的第一片段Ei'。对应于自相交之前的最后圆弧Ci+1'的近端点Mi+1'、远端点mi+1'、起点si+1'和终点ei+1'在成角度地偏移的草图平面P'中被计算。这些点以与在草图平面P中相同的方式计算。接触点J'是捆扎筋在成角度地偏移的草图平面P'中的自相交点的估计，其通过接触点投影J围绕片段Ei'的轴线以角度α的旋转确定。可以通过使用优化算法来改进估计的计算，该优化算法在于找到使捆扎筋自相交处的间隙最小化的最佳角度。如果在成角度地偏移的草图平面P'中检测到自相交，则以相同方式计算另一个成角度地偏移的草图平面P″。最终捆扎筋的中心曲线通过将在不同平面中的构造的不同求解的所有几何形状结果的片段连在一起制得。然后可以用标准工具对该中心曲线进行修整以构建筋的延伸部、钩和体积形状。图22示意性地示出了该方法的前述主要步骤。具体地，在步骤a中，提供了混凝土钢筋的三维模型。在步骤b中，计算混凝土钢筋中每一根的迹线。在步骤c中，计算连接迹线中心的连接线。在步骤d中，计算与它们的相应迹线相切的圆弧，以及连接圆弧的片段。在步骤e中，基于中心曲线和捆扎筋的筋半径计算捆扎筋。图23示意性地示出了圆弧的计算的步骤d的前述主要子步骤组。具体地，在子步骤d1中，针对每条迹线计算近端点。在子步骤d2中，针对每条迹线计算远端点。在子步骤d3中，计算弧中心，以及在子步骤d4中，确定起点和或终点。该方法可应用于混凝土钢筋的捆束的任何构造，以及若干种类的布局，例如框架、箍筋和系带。该方法是一种“物理”解决方案意味着其为混凝土钢筋的实际接触建模。本发明方法可以由适当编程的通用计算机或计算机系统执行，所述通用计算机或计算机系统可能包括计算机网络，以非易失性形式将合适的程序存储在计算机可读介质例如硬盘、固态盘或CD-ROM上并且使用其微处理器多个微处理器和存储器执行所述程序。参考图24描述了适合于执行根据本发明的一个示例性实施例的方法的计算机。在图24中，该计算机包括中央处理单元CPUCP，其在运行存储在存储器装置中的或者被远程存储的可执行程序即一组计算机可读指令时执行上述方法步骤，所述存储器装置例如RAMMEM1或ROMMEM2或硬盘驱动器HDDMEM3、DVDCD驱动器MEM4。此外，定义混凝土钢筋的一个或多个计算机文件也可以被存储在存储器装置MEM1至MEM4中的一个或多个上或者被远程存储。所要求保护的本发明不受本发明方法的计算机可读指令存储其上的计算机可读介质的形式的限制。例如，指令和文件可以被存储在CD、DVD上，在FLASH存储器、RAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、硬盘或计算机与之通信的任何其它信息处理装置例如服务器或计算机中。程序可以被存储在同一存储装置上或者在不同存储装置上。此外，适合于执行本发明方法的计算机程序可以被提供为实用应用程序、后台守护程序或操作系统的部件或者其组合，与CPUCP和诸如MicrosoftVISTA、MicrosoftWindows8、UNIX、Solaris、LINUX、AppleMAC-OS以及本领域技术人员已知的其它系统的操作系统相结合地执行。CPUCP可以是来自IntelofAmerica的Xenon处理器或来自AMDofAmerica的Opteron处理器，或者可以是其它处理器类型，例如来自FreescaleCorporationofAmerica的FreescaleColdFire、IMX或ARM处理器。可替代地，CPU可以是诸如来自IntelCorporationofAmerica的Core2Duo的处理器，或者可以在FPGA、ASIC、PLD上或使用分立逻辑电路实现，如本领域普通技术人员会认识到的。此外，CPU可以被实现为协同工作以执行上述本发明方法的计算机可读指令的多个处理器。图24中的计算机还包括网络接口NI，例如来自IntelCorporationofAmerica的IntelEthernetPRO网络接口卡，其用于与诸如局域网LAN、广域网WAN、英特网及类似物的网络交互。该计算机还包括显示控制器DC，例如来自NVIDIACorporationofAmerica的NVIDIAGeForceGTX图形适配器，其用于与诸如HewlettPackardHPL2445wLCD监视器的显示器DY交互。通用IO接口IF与键盘KB和指示装置PD例如滚球、鼠标、触摸板及类似物交互。显示器、键盘、用于触摸模式的敏感表面以及指示装置与显示控制器和IO接口一起形成图形用户界面，该图形用户界面由用户使用来提供输入命令——例如移动指针——以及通过计算机来显示三维场景和图形工具。磁盘控制器DKC将HDDMEM3和DVDCDMEM4与通信总线CBS连接，该通信总线CBS可以是ISA、EISA、VESA、PCI或类似物，其用于使计算机的所有部件互连。为简洁起见，本文中省略了对显示器、键盘、指示装置以及显示控制器、磁盘控制器、网络接口和IO接口的总体特征和功能的描述，因为这些特征是已知的。图25是适合于执行根据本发明的一个不同示例性实施例的方法的计算机系统的框图。在图25中，定义混凝土钢筋的可执行程序EXP和计算机文件被存储在连接到服务器SC的存储器装置上。存储器装置和服务器的总体架构可以与上面参考图24所讨论的相同，除了可能在服务器中省略显示控制器、敏感表面、显示器、键盘和或指示装置。然后，服务器SC经由网络NW被连接到管理员系统ADS和终端用户计算机EUC。管理员系统和终端用户计算机的总体架构可以与上面参考图24所讨论的相同，除了管理员系统和终端用户计算机的存储器装置不存储定义混凝土钢筋的可执行程序EXP和或计算机文件。然而，终端用户计算机确实存储了被设计用于与服务器的可执行程序协作的客户端程序，如将在下面讨论的。如可以理解的，网络NW可以是公共网络，例如因特网，或者是私人网络，例如LAN或WAN网络，或者是其任意组合，并且还可以包括PSTN或ISDN子网络。网络NW也可以是有线的，例如以太网，或者可以是无线的，例如包括EDGE、3G和4G无线蜂窝系统的蜂窝网络。无线网络还可以是Wi-Fi、蓝牙或已知的任何其它通信的无线形式。因此，网络NW仅是示例性的并且决不限制本发明的范围。存储在终端用户计算机的存储器装置中并由该终端用户计算机的CPU执行的客户端程序经由网络NW访问由服务器SC存储并且包含定义混凝土钢筋的文件的数据库DB。该服务器执行如上所述的方法，并且再次使用网络NW向终端用户计算机发送与包括混凝土钢筋和捆扎筋的场景的期望表示相对应的文件。尽管仅示出了一个管理员系统ADS和一个终端用户系统EUX，但是系统可以支持任意数量的管理员系统和或终端用户系统而没有限制。类似地，在不脱离本发明的范围的情况下，也可以在系统中实现多个服务器。本文中描述的任何方法步骤应该被理解为表示包括用于实现特定逻辑功能或方法中的步骤的一个或多个可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且可替代的实施方案被包括在本发明的示例性实施例的范围内。

权利要求：1.一种用于在计算机辅助设计系统的3D场景中设计包围多根混凝土钢筋的捆扎筋的计算机实现的方法，所述方法包括以下步骤：-a提供待由捆扎筋根据预定义顺序以预定义弯曲半径BRi包围的混凝土钢筋的三维模型，所述捆扎筋具有筋半径RA；-b计算所述混凝土钢筋中的每一根在3D场景的横向草图平面P中的一组迹线TRi，每条迹线TRi具有迹线中心Ii；-c计算一组连接线Li，每条连接线Li根据所述预定义顺序连接所述迹线中心Ii；-d计算一组圆弧Ci，每个圆弧Ci至少部分地围绕所述草图平面P中的相应迹线TRi，以及计算一组片段Ei，每个片段Ei近似平行于相应连接线Li并且根据所述预定义顺序连接连续的圆弧Ci，所述片段Ei和所述圆弧Ci在所述草图平面P中形成所述捆扎筋的中心曲线；-e基于所述捆扎筋的所述中心曲线和所述筋半径RA设计所述捆扎筋。2.根据权利要求1所述的方法，其中计算一组圆弧Ci的步骤d包括以下子步骤：-d1计算近端点Mi，所述近端点Mi位于所述迹线TRi与根据所述预定义顺序的前一连接线Li-1和后一连接线Li+1的等分线Bi的一个相交点处；-d2计算远端点mi，所述远端点mi位于所述迹线TRi在所述近端点Mi处的切线Ti的垂直线Ti┴上，并且所述远端点mi以所述捆扎筋的筋半径RA与所述近端点Mi间隔开；-d3计算圆弧中心I'i，所述圆弧中心I'i位于所述迹线TRi在所述近端点Mi处的所述切线Ti的垂直线Ti┴上，并且所述圆弧中心I'i以所述弯曲半径BRi与所述远端点mi间隔开；-d4通过执行所述远端点mi围绕通过所述圆弧中心I'i的所述草图平面p的法线以预定义角度的旋转来计算所述圆弧Ci的至少一个起点Si和或终点Ei。3.根据权利要求2所述的方法，其中计算至少一个起点si和或终点ei的步骤d4包括约束解析的执行以便确保所述圆弧Ci与根据所述预定义顺序被连接到所述圆弧Ci的片段Ei-1，Ei的最大正切值。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对于根据所述预定义顺序位于第一连接线Li-1和第二连接线Li+1的自相交点I之后的子集迹线TRi，在成角度地偏移的草图平面P'中执行计算一组片段Ei+1'和一组圆弧Ci+1'的步骤。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述成角度地偏移的草图平面P'是所述草图平面P围绕在所述第二连接线Li+1之前的所述片段Ei的轴线以旋转角度α旋转的结果，计算所述旋转角度α以防止所述中心曲线的片段Ei-1，Ei+1'的交叉。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述旋转角度α基于所述筋半径RA和在所述自相交点I之前的所述片段Ei的轴线与对应于所述第一连接线Li-1的片段Ei-1上的所述自相交点I的接触点投影J之间的距离相除的反正切计算。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述接触点投影J位于对应于所述第一连接线Li-1一定距离处的所述片段Ei-1上，所述距离是所述第一连接线Li-1的两个迹线中心Ii-1，Ii之间的所述自相交点I的位置的函数。8.一种制造至少两根混凝土钢筋和至少一根具有筋半径RA的捆扎筋的组件的方法，所述捆扎筋被构造成以预定义弯曲半径BRi包围所述混凝土钢筋，所述方法包括以下步骤：-根据给定布局定位所述混凝土钢筋；-通过根据权利要求1至7中任一项所述的方法设计所述捆扎筋；-物理地制造所述组件，其包括用所述捆扎筋包围所述混凝土钢筋。9.一种通过根据权利要求8所述的制造方法获得的至少两根混凝土钢筋和至少一根捆扎筋的组件。10.一种存储在非暂时性计算机可读数据存储介质MEM1-MEM4上的计算机程序产品，其包括计算机可执行指令以造成计算机系统执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。11.一种非暂时性计算机可读数据存储介质MEM1-MEM4，其包含计算机可执行指令EXP以造成计算机系统执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。12.一种计算机系统，其包括耦合到存储器MEM1-MEM4和图形用户界面KB，PD，DC，DY的处理器CP，所述存储器存储计算机可执行指令EXP以造成所述计算机系统执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。

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