天津水泥工业设计研究院有限公司郭可骍获国家专利权
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龙图腾网获悉天津水泥工业设计研究院有限公司申请的专利一种混凝土框架构件钢筋自动选配方法及系统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:CN119903720B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18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:202411724873.7,技术领域涉及:G06F30/27;该发明授权一种混凝土框架构件钢筋自动选配方法及系统是由郭可骍;胡亚东;郑彬;杨帆;徐凤娇;张振宇;耿宁宁;冯永涛;伊丁;王汝贤设计研发完成,并于2024-11-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种混凝土框架构件钢筋自动选配方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种混凝土框架构件钢筋自动选配方法及系统,属于混凝土结构设计技术领域,包括:选配混凝土梁箍筋;选配混凝土梁纵筋;选配混凝土梁腰筋;选配混凝土柱钢筋;选配混凝土楼板钢筋;选配混凝土基础钢筋。本发明融合了遗传算法、启发式算法等多种优化方法,通过合理划分钢筋选配过程的六个关键步骤,显著提升了选配效率和精确度。与以往方法相比,该技术在成本控制、施工适配性、计算效率等方面具有明显优势,不仅缩短了计算时间,还能够更好地贴合实际施工需求,有效减少了设计结果与施工现场不符导致的返工问题。
本发明授权一种混凝土框架构件钢筋自动选配方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种混凝土框架构件钢筋自动选配方法,其特征在于,包括: 选配混凝土梁箍筋:根据工程设计要求和规范,确定箍筋的最大和最小直径范围,并按照一定步长生成箍筋直径选择列表;根据梁的受力特性、跨度和荷载分布判断梁的类型;结合梁的类型及受力特性,利用遗传算法对箍筋的直径、肢数和根数进行优化选配;具体为: S101、构建箍筋直径选择列表; S10101、将箍筋直径库按半径从大到小排序并存为列表; S10102、将优选直径增加到列表首部; S102、判断梁的类型,所述梁的类型包括框架梁和非框架梁; S10201、按照计算加密区、非加密区顺序进行选筋; S1020101、按照加密区最大间距、最小间距及间距模数,生成从大到小的间距列表; S1020102、将优选间距加入到列表首部,并将不符合间距要求的值剔除; S103、构建遗传算法; S10301、将直径、根数和肢数范围作为遗传算法的输入; S10302、构建目标函数,其中,表示计算配筋面积,为惩罚系数; S10303、设置迭代次数,通过选择、交叉和变异操作,记录迭代过程的最优解,得到加密区箍筋根数、直径型号和肢数; S104、当前梁为框架梁时,非加密区的肢数和直径与加密区保持一致,仅试算间距,直至满足计算配筋要求为止,当前梁为非框架梁或当前梁一端无支座时,加密区和非加密区配置相同,加密区计算结果即为最终选配结果; 选配混凝土梁纵筋:明确梁中部纵筋的搭接方式,并进行支座合并处理;针对各单跨支座部位,按照设计规范筛选适用的钢筋直径,基于规则选择通长纵筋、跨中上部筋、支座负筋等的型号和数量;通过基于规则的算法计算确保每个部分的钢筋配置符合结构设计要求,对于跨中下部筋的选配,采用独立计算的方式,使用遗传算法优化直径和根数的组合;记录各模块实际配筋面积与计算配筋面积的比值,控制选筋超配率,并分配钢筋排数; 选配混凝土梁腰筋:根据计算配筋面积,判断是否需要搭配抗扭腰筋;如果需要,则通过启发式算法优化直径型号和根数组合,选择配置;若配筋面积为零,则根据梁的高度决定是否搭配构造腰筋;具体为: S301、根据当前跨腰筋计算配筋面积,划分腰筋类型; S302、若腰筋计算配筋面积为0,则为构造腰筋; S30201、根据梁有效高度要求判断是否需要配置构造腰筋; S3020101、若有效高度H为0,不予配置构造腰筋; S3020102、若有效高度不为0,按照最小直径作为钢筋型号,按照公式:计算根数,其中H代表梁高,S代表间距,N代表根数; S30202、根据腰筋计算配筋面积,设置抗扭腰筋; S3020201、将直径按照优选直径、直径选筋库进行排序; S3020202、按照增加直径、增加根数的顺序试算,选择出满足要求的直径型号和根数; 选配混凝土柱钢筋:根据设计要求和受力分析,选择混凝土柱横向和纵向钢筋中所需肢数较少的方向进行初步配筋计算,记录该方向的钢筋直径、肢数及根数等配筋参数,依据已计算的横向或纵向配筋信息,确定另一个方向的箍筋配置; 选配混凝土楼板钢筋:对钢筋的直径列表进行排序,对楼板中钢筋的间距列表进行排序,按照优先调整钢筋直径,再调整钢筋间距的原则进行配置调整,直到楼板的钢筋配置满足设计要求为止; 选配混凝土基础钢筋:根据基础的结构将钢筋配置划分为顶部横向、顶部纵向、底部横向和底部纵向四个方向,分别对四个方向应用选配混凝土楼板钢筋算法,记录各方向的钢筋直径、型号和间距,并将配置信息返回。
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