基于模型预测控制的多钢筋并行排布智能深化设计方法

传统钢筋深化设计的大量排布工作是基于手动或半自动化的方式完成的,时间及人工成本较高。目前基于单根钢筋的智能设计方法存在3个问题:同向钢筋没有共享机制,无法利用相似信息,造成大量重复性计算;钢筋之间不具备协同机制,无法保证钢筋前后左右间距的一致性;优化策略基于局部信息进行智能体轨迹规划,难以应对复杂和特殊的钢筋排布场景。为解决上述问题,提出基于模型预测控制(MPC)的多钢筋并行排布智能设计方法,以提高钢筋的排布效率及质量。MPC是一种可以兼顾全局信息和局部信息的寻优策略,通过滚动优化和最优解首元素的应用,提高钢筋应对复杂环境的能力,实现钢筋智能避障和长度优化。多钢筋并行排布策略采用领航跟随者模式实现信息共享和行为协同,利用同向钢筋的相似信息,可减少重复性工作并保证钢筋间距一致。为提高优化效率和质量,结合群体智能的优点进一步改进差分进化算法,并将其作为MPC的求解器。实验结果表明,通过与单钢筋排布方法在不同障碍物情形下的对比,提出的多钢筋并行排布方法能够有效提高钢筋排布的质量、优化效率和应对复杂障碍物场景,并以预制混凝土楼梯构件设计为示例,验证了所提方法的可行性和有效性。

预制混凝土框架结构建模及梁柱节点钢筋自动排布

预制混凝土框架结构是指全部或部分框架梁、柱采用预制构件构建成的混凝土结构。本文研究预制混凝土框架结构的参数化建模,利用已有的平法施工图,提取构件的几何和配筋数据,建立包含构件配筋数据的三维参数化模型;基于PSO(粒子群优化算法)和GA(遗传算法)编写代码求解,实现梁柱节点区域钢筋自动排布。测试结果表明GA能够大幅提高钢筋自动排布的效率。

型钢柱-梁节点钢筋排布优化设计及有限元分析

针对型钢高强度混凝土剪力墙-梁节点中梁钢筋难以锚入剪力墙中的问题,提出通过调整混凝土梁钢筋排布方式,配合使用锚固板,将梁钢筋锚入节点的优化方案。建立ABAQUS有限元模型,对比分析优化前后梁钢筋在设计荷载工况下的受力,验证了优化方案的可行性。对比分析结果表明:优化后方案中的型钢、钢筋在设计荷载工况下的应力均低于屈服应力,处于弹性工作状态,优化方案达到了既能使混凝土梁钢筋锚入节点,又能减少型钢穿孔的目的。

BIM技术在航天医院门诊外科大楼钢筋工程中的应用

湖南航天医院门诊外科大楼平面形状为"楔型",内部结构中部分梁柱节点存在有多根不同方向的梁交汇于柱节点的情况,节点处钢筋密集复杂。在项目实施过程中,项目部运用BIM技术通过分层着色、合理确定钢筋参数等方法实现了钢筋在三维模式下的空间位置精确定位、三维彩色显示、工序安排、钢筋原材定尺长度优化的目的,提高了钢筋施工质量与原材料利用率。

援科特迪瓦体育场结构设计及施工配合要点分析

针对援科特迪瓦共和国阿比让体育场看台结构超长、场地地势土层不均、异形混凝土结构造型复杂、施工难度大等特点,采取相应的结构措施解决设计和施工中的问题。桩基础根据地形采用不同桩长,满足承载力和变形要求;对超长的混凝土看台采取相应构造和施工措施避免开裂;对于外围异形框架体系采用有限元软件分析分缝处应力情况,确保不出现应力突变;结合施工可行性优化节点钢筋排布和预埋件形式,保证结构安全的同时,也实现了建筑功能和艺术形态。同时也对混凝土看台设计要点,钢结构罩棚设计要点及钢结构罩棚的施工安装模拟进行了介绍。