申请日20200429
公开(公告)日20200807
IPC分类号E03F11/00; E04G11/06; E04G17/065
摘要
本发明公开一种污水处理厂池体池壁模板及其建模方法，其建模方法为：将整体模型总体划分为外池壁单元、内池壁单元和对拉螺栓族三个部分，并将整个绘制步骤分为四步，首先创建整个模板体系的骨架，确定内、外池壁单元和对拉螺栓族的位置，然后绘制横楞、竖楞、支撑构件和对拉螺栓模型，根据这些构件的实际尺寸添加相应参数，再组合横楞、竖楞和支撑构件生成内、外池壁单元，最后将内、外池壁单元与对拉螺栓族组合，生成模板体系族;快速得到水厂池体模板体系的模型，提高模板系统的建模速度;避免重复建模工作，通过调整个别参数，实现模型快速生成，提高工作效率;其流程合理，有效提高工作效率，且建模直观，具有广泛推广应用的价值。
权利要求书
1.一种污水处理厂池体池壁模板，包括外池壁单元(2)、内池壁单元(1)和对拉螺栓族(3)，其特征在于，外池壁单元(2)和内池壁单元(1)均包括模板族(101)、竖楞族(102)、横楞族(103)，模板族(101)由模板构成，横楞族(103)由横楞构成，竖楞族(102)由竖楞构成;内池壁单元(1)和外池壁单元(2)中的横楞和竖楞相互垂直，且均匀分布，形成网格状骨架结构;内池壁单元(1)和外池壁单元(2)通过对拉螺栓族(3)的对拉螺栓连接;外池壁单元(2)上安装有倾斜的支撑构件族(104)，所述支撑构件族(104)的支撑构件一侧与横楞族(103)连接支撑，另一侧与底面固定连接构成三角形支撑结构。
2.如权利要求1所述的<a href="http://www.dowater.com/" style="text-decoration:none"><font color="#000000">污水</font></a>处理厂池体池壁模板，其特征在于，外池壁单元(2)和内池壁单元(1)的模板族(101)的所述模板为直线型模板或曲线型模板。
3.如权利要求1或2所述的污水处理厂池体池壁模板，其特征在于，支撑构件(104)为单个的上部斜向支撑结构(105)，上部斜向支撑结构(105)的上端与外池壁单元(2)上部的横楞族(103)的所述横楞连接。
4.如权利要求1或2所述的污水处理厂池体池壁模板，其特征在于，支撑构件(104)包括上部斜向支撑结构(105)和下部斜向支撑结构(106)，上部斜向支撑结构(105)和下部斜向支撑结构(106)的上端均与外池壁单元(2)上部的横楞族(103)的所述横楞连接。
5.如权利要求1-4中任一项所述的污水处理厂池体池壁模板的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，选择公制常规模型族样板创建模板体系族，在模板体系族创建池壁模板体系的骨架，包括内池壁单元(1)、外池壁单元(2)、对拉螺栓族(3)所在位置的参考线;
第二步，创建模板族(101)、竖楞族(102)、横楞族(103)、支撑构件族(104)，根据这些构件的实际尺寸创建参数和公式;
横楞族(103)参数公式逻辑：利用“是/否”参数，确定横楞采用的材料、截面形状和尺寸;
竖楞族(102)参数公式逻辑：利用“是/否”参数，确定竖楞采用的材料、截面界面和尺寸;采用if语句来确定各尺寸模板的竖楞间距离;
支撑构件族(104)参数公式逻辑：支撑构件有两种形式，一是具有两层支撑结构，即上部支撑结构(105)和下部支撑结构(106);二是仅有上部支撑结构(105)，通过设置“是/否”参数，控制下部支撑构件106的显隐，支撑构件的长度和角度通过参数<斜向支件的投影长度>和参数<斜向支件的角度>进行调节;
对拉螺栓族(3)参数及公式逻辑：将对拉螺栓构件根据模板形状向横向和竖向两个方向进行阵列;
第三步，将绘制好的模板族(101)、横楞族(103)、竖楞族(102)、支撑构件族(104)进行组合，并将相关参数进行关联，生成内池壁单元(1)和外池壁单元(2);内池壁单元(1)包括：模板族(101)、横楞族(103)和竖楞族(102)，外池壁单元(2)包括：模板族(101)、横楞族(103)、竖楞族(102)和支撑构件族(104);
第四步，将组合好的内池壁单元(1)、外池壁单元(2)、对拉螺栓族(3)载入到第一步完成的所述模板体系族中，将内池壁单元(1)、外池壁单元(2)、对拉螺栓族(3)中的参数分别与所述模板体系族中的参数进行关联，修改模板体系族中的各个参数，确定参数有效性。
6.如权利要求5所述的污水处理厂池体池壁模板的建模方法，其特征在于，外池壁单元(2)和内池壁单元(1)的模板族(101)的模板为直线型模板或曲线型模板。
7.如权利要求6所述的污水处理厂池体池壁模板的建模方法，其特征在于，第二步中，模板族(101)、竖楞族(102)、横楞族(103)、支撑构件族(104)需要添加的参数包括尺寸和角度参数、材质参数、是否参数和整数参数;具体包括：
模板族(101)需要添加的尺寸和角度参数包括板厚BH、板长BL、板高BG、外池壁单元(2)和内池壁单元(1)的模板(101)为曲线型模板时添加的参数：半径BR、模板整体弧长角度A、半幅模板角度A1;材质参数为模板材质;是否参数包括直线模板和曲线模板;整数参数为直线/曲线模板控制参数X;
公式为：X=1or2，直线模板=not(X=2)，曲线模板=not(X=1);
其中，X为直线模板、曲线模板的显隐;not为否;当X=2时，模板形状为直线，当X=1时模板形状为曲线;
横楞族(103)需要添加的参数包括尺寸参数、材质参数、是否参数、整数参数;尺寸参数包括宽度HW、高度HH、长度HL，当池壁模板为圆形时需要添加的参数：半径HR;材质参数包括钢材质、木材质;是否参数包括方木构件、圆钢管构件、直钢管构件;整数参数包括方木/钢管控制参数X;
公式为：X=1or2or3，方木构件=not(or(X=1,X=3))，圆钢管构件=not(or(X=1,X=2))，直钢管构件=not(or(X=2,X=3));
其中，X为钢管、方木构件的显隐，not为否，Or为逻辑或;当X=1或3时，方木构件为假，不可见，即X=2时，方木构件可见;当X=1或2时，圆钢管为假，不可见，即X=3时，圆钢管可见;当X=2或3时，直钢管为假，不可见，即X=1时，直钢管可见;
竖楞族(102)需要添加的参数包括尺寸、角度参数、材质参数、是否参数和整数参数，尺寸、角度参数包括材料控制参数X、宽度SW、高度SH、长度SL;当池壁为圆形时需要添加的参数：钢管半径HR;材质参数包括钢材质、木材质;是否参数包括方木、钢管;整数参数包括方木/钢管控制参数X;
公式为：X=if(BH<5000mm,2,1)，方木=not(X=1)，钢管=not(X=2);
X为方木、钢管的显隐，not为否，BH为板高;当板高小于限值时，X=2，即竖楞采用木构件，否则X=1，竖楞采用钢管竖楞;
支撑构件族(104)需要添加的参数包括尺寸、角度参数、材质参数、是否参数和整数参数;尺寸、角度参数包括钢管半径R、钢管投影长度L、上部斜钢管长度和下部斜钢管长度L4、上部钢管角度α、下部钢管角度α1;材质参数包括钢材质;是否参数包括下部钢管、下部卡扣;整数参数包括下部钢管及相关构件的显隐X;
对拉螺栓族(3)需要添加的参数包括尺寸、角度参数、材质参数和对拉螺栓长度DL控制参数;尺寸、角度参数包括对拉螺栓螺杆半径DR、对拉螺栓长度DL、对拉螺栓扣件与螺母之间的距离DD、模板外侧距螺栓边缘距离D、池壁厚;材质参数包括钢材质;
公式为：DL=池壁厚+2×DD+2×D;
其中，DD为对拉螺栓扣件与螺母之间的距离，D为模板外侧距螺栓边缘距离。
8.如权利要求7所述的污水处理厂池体池壁模板的建模方法，其特征在于，第三步中，模板族(101)、竖楞族(102)和横楞族(103)组合生成内池壁单元(1)，模板族(101)、竖楞族(102)、横楞族(103)和支撑构件族(104)组合生成外池壁单元(2)时各构件参数之间的公式关系如下：
创建内池壁单元(1);
首先，在模板族(101)中添加竖楞族(102)：
模板体系族内创建的定位竖楞族(102)的参数包括：阵列距离SZ、阵列数量SN、距离模板边缘距离L2、竖楞纵向位置L0;
确定竖楞族(102)纵向位置参数L0的公式为：L0=if(X=1,SR,SW/2);
其中X为方木、钢管的显隐(1or2)，SR为钢管半径，SW为竖楞宽度;
当X=1，即竖楞采用钢管时，L0等于钢管半径;当X=2，即竖楞采用方木是L0等于方木宽度的一半;
竖楞族(102)数量控制参数为：当模板为直线时，
公式为SN=if(BL-((rounddown((BL-L2)/SZ)-1)×SZ+L2)>SZ,(rounddown((BL-L2)/SZ)+1),rounddown((BL-L2)/SZ))
其中SN为竖楞阵列数，BL为板长，Rounddown为向下取整，SZ为阵列距离，L2为距离模板边缘距离;
当模板为曲线时，通过调整阵列起始至重点、起始至中点和中点至中点的角度，将曲线模板的弧线呈对称形式放置在水平约束线两端;
其次，添加横楞族(103)，
定位横楞族(103)的参数包括阵列距离HZ、阵列数量HN、横楞距边缘垂直距离L1、横楞距边缘水平距离L2、并排横楞的距离L、钢管半径HR;
公式为：l=2×HR+14mm
其中，HR为钢管半径，14mm为对拉螺栓直径;
构建外池壁单元(2)时，在内池壁单元(1)的基础上添加支撑构件族(104)以完成外池壁单元(2)的绘制;
添加支撑构件族(104);
模板体系族内创建的定位支撑构件族的参数为支撑构件距模板边缘的距离L3、阵列距离Z、阵列数N、钢管投影长度L、上部钢管角度α、下部钢管角度α1;设置支撑构件高度定位参数：
公式为：α=atan((L1+3×HZ-0.5×l)/L);
α1=atan((L1+HZ-0.5×l)/(L-80mm))。
9.如权利要求8所述的污水处理厂池体异形池壁模板的建模方法，其特征在于，将绘制好的内池壁单元(1)、外池壁单元(2)和对拉螺栓族(3)载入到模板整体族中，将相关参数进行关联嵌套，最终完成整个模板体系族;
将内池壁单元(1)、外池壁单元(2)载入到模板整体族中，将模板族(101)内侧与参考线进行对其锁定，利用参数<池壁厚>驱动两个构件之间的距离;
对拉螺栓族(3)是以阵列组的形式载入到模板体系族中，因此需要添加参数：横向阵列距离HDZ、横向阵列总长HZL、横向阵列数HDN;
模板体系中定位上述对拉螺栓阵列需要添加的参数为：对拉螺栓阵列的水平起始位置DL1、对拉螺栓阵列的垂直起始位置DL2、对拉螺栓阵列的纵向阵列距离ZDZ、对拉螺栓阵列的纵向阵列数ZDN。
说明书
一种污水处理厂池体池壁模板及其建模方法
技术领域
本发明属于市政技术领域，具体涉及一种污水处理厂池体池壁模板及其建模方法。
背景技术
目前，对于市政工程污、净水厂池体的池壁模板及支撑结构建模过程中，多存在如下问题：(1)水厂池体的结构与水厂的工艺相关，工艺相同池体的主要结构相似，但尺寸会根据水厂规模有所不同，因此模板及支撑结构的模型也随池体的变化而变化，由此容易造成重复建模，导致建模工作量大;(2)其模板及支撑结构构件繁多，建模繁琐;(3)传统建模方法创建的模型只适合当前池体的要求，不能满足同一类型的池体要求，无法根据池体的大小调整尺寸，不能实现联动要求。
发明内容
本发明提供一种污水处理厂池体池壁模板及其建模方法，解决现有技术中所存在的容易造成重复建模，导致建模工作量大，模板及支撑结构构件繁多，建模繁琐，及创建的模型只适合当前池体的要求，不能满足同一类型的池体要求，无法根据池体的大小调整尺寸，不能实现联动要求等问题。
本发明提供一种污水处理厂池体池壁模板，包括外池壁单元(2)、内池壁单元(1)和对拉螺栓族(3)，外池壁单元(2)和内池壁单元(1)均包括模板族(101)、竖楞族(102)、横楞族(103)，模板族(101)由模板构成，横楞族(103)由横楞构成，竖楞族(102)由竖楞构成;内池壁单元(1)和外池壁单元(2)中的横楞和竖楞相互垂直，且均匀分布，形成网格状骨架结构;内池壁单元(1)和外池壁单元(2)通过对拉螺栓族(3)的对拉螺栓连接;外池壁单元(2)上安装有倾斜的支撑构件族(104)，所述支撑构件族(104)的支撑构件一侧与横楞族(103)连接支撑，另一侧与底面固定连接构成三角形支撑结构。
在以上方案中优选的是，外池壁单元(2)和内池壁单元(1)的模板族(101)的所述模板为直线型模板或曲线型模板。
还可以优选的是，支撑构件(104)为单个的上部斜向支撑结构(105)，上部斜向支撑结构(105)的上端与外池壁单元(2)上部的横楞族(103)的所述横楞连接。
还可以优选的是，支撑构件(104)包括上部斜向支撑结构(105)和下部斜向支撑结构(106)，上部斜向支撑结构(105)和下部斜向支撑结构(106)的上端均与外池壁单元(2)上部的横楞族(103)的所述横楞连接。
上述污水处理厂池体池壁模板的建模方法，包括以下步骤：
第一步，选择公制常规模型族样板创建模板体系族，在模板体系族创建池壁模板体系的骨架，包括内池壁单元(1)、外池壁单元(2)、对拉螺栓族(3)所在位置的参考线;
第二步，创建模板族(101)、竖楞族(102)、横楞族(103)、支撑构件族(104)，根据这些构件的实际尺寸创建参数和公式;
横楞族(103)参数公式逻辑：利用“是/否”参数，确定横楞采用的材料、截面形状和尺寸;
竖楞族(102)参数公式逻辑：利用“是/否”参数，确定竖楞采用的材料、截面界面和尺寸;采用if语句来确定各尺寸模板的竖楞间距离;
支撑构件族(104)参数公式逻辑：支撑构件有两种形式，一是具有两层支撑结构，即上部支撑结构(105)和下部支撑结构(106);二是仅有上部支撑结构(105)，通过设置“是/否”参数，控制下部支撑构件106的显隐，支撑构件的长度和角度通过参数<斜向支件的投影长度>和参数<斜向支件的角度>进行调节;
对拉螺栓族(3)参数及公式逻辑：将对拉螺栓构件根据模板形状向横向和竖向两个方向进行阵列;
第三步，将绘制好的模板族(101)、横楞族(103)、竖楞族(102)、支撑构件族(104)进行组合，并将相关参数进行关联，生成内池壁单元(1)和外池壁单元(2);内池壁单元(1)包括：模板族(101)、横楞族(103)和竖楞族(102)，外池壁单元(2)包括：模板族(101)、横楞族(103)、竖楞族(102)和支撑构件族(104);
第四步，将组合好的内池壁单元(1)、外池壁单元(2)、对拉螺栓族(3)载入到第一步完成的所述模板体系族中，将内池壁单元(1)、外池壁单元(2)、对拉螺栓族(3)中的参数分别与所述模板体系族中的参数进行关联，修改模板体系族中的各个参数，确定参数有效性。
在以上方案中还可以优选的是，外池壁单元(2)和内池壁单元(1)的模板族(101)的模板为直线型模板或曲线型模板。
还可以优选的是，第二步中，模板族(101)、竖楞族(102)、横楞族(103)、支撑构件族(104)需要添加的参数包括尺寸和角度参数、材质参数、是否参数和整数参数;具体包括：
模板族(101)需要添加的尺寸和角度参数包括板厚BH、板长BL、板高BG、外池壁单元(2)和内池壁单元(1)的模板(101)为曲线型模板时添加的参数：半径BR、模板整体弧长角度A、半幅模板角度A1;材质参数为模板材质;是否参数包括直线模板和曲线模板;整数参数为直线/曲线模板控制参数X;
公式为：X=1or2，直线模板=not(X=2)，曲线模板=not(X=1);
其中，X为直线模板、曲线模板的显隐;not为否;当X=2时，模板形状为直线，当X=1时模板形状为曲线;
横楞族(103)需要添加的参数包括尺寸参数、材质参数、是否参数、整数参数;尺寸参数包括宽度HW、高度HH、长度HL，当池壁模板为圆形时需要添加的参数：半径HR;材质参数包括钢材质、木材质;是否参数包括方木构件、圆钢管构件、直钢管构件;整数参数包括方木/钢管控制参数X;
公式为：X=1or2or3，方木构件=not(or(X=1,X=3))，圆钢管构件=not(or(X=1,X=2))，直钢管构件=not(or(X=2,X=3));
其中，X为钢管、方木构件的显隐，not为否，Or为逻辑或;当X=1或3时，方木构件为假，不可见，即X=2时，方木构件可见;当X=1或2时，圆钢管为假，不可见，即X=3时，圆钢管可见;当X=2或3时，直钢管为假，不可见，即X=1时，直钢管可见;
竖楞族(102)需要添加的参数包括尺寸、角度参数、材质参数、是否参数和整数参数，尺寸、角度参数包括材料控制参数X、宽度SW、高度SH、长度SL;当池壁为圆形时需要添加的参数：钢管半径HR;材质参数包括钢材质、木材质;是否参数包括方木、钢管;整数参数包括方木/钢管控制参数X;
公式为：X=if(BH<5000mm,2,1)，方木=not(X=1)，钢管=not(X=2);
X为方木、钢管的显隐，not为否，BH为板高;当板高小于限值时，X=2，即竖楞采用木构件，否则X=1，竖楞采用钢管竖楞;
支撑构件族(104)需要添加的参数包括尺寸、角度参数、材质参数、是否参数和整数参数;尺寸、角度参数包括钢管半径R、钢管投影长度L、上部斜钢管长度和下部斜钢管长度L4、上部钢管角度α、下部钢管角度α1;材质参数包括钢材质;是否参数包括下部钢管、下部卡扣;整数参数包括下部钢管及相关构件的显隐X;
对拉螺栓族(3)需要添加的参数包括尺寸、角度参数、材质参数和对拉螺栓长度DL控制参数;尺寸、角度参数包括对拉螺栓螺杆半径DR、对拉螺栓长度DL、对拉螺栓扣件与螺母之间的距离DD、模板外侧距螺栓边缘距离D、池壁厚;材质参数包括钢材质;
公式为：DL=池壁厚+2×DD+2×D;
其中，DD为对拉螺栓扣件与螺母之间的距离，D为模板外侧距螺栓边缘距离。
还可以优选的是，第三步中，模板族(101)、竖楞族(102)和横楞族(103)组合生成内池壁单元(1)，模板族(101)、竖楞族(102)、横楞族(103)和支撑构件族(104)组合生成外池壁单元(2)时各构件参数之间的公式关系如下：
创建内池壁单元(1);
首先，在模板族(101)中添加竖楞族(102)：
模板体系族内创建的定位竖楞族(102)的参数包括：阵列距离SZ、阵列数量SN、距离模板边缘距离L2、竖楞纵向位置L0;
确定竖楞族(102)纵向位置参数L0的公式为：L0=if(X=1,SR,SW/2);
其中X为方木、钢管的显隐(1or2)，SR为钢管半径，SW为竖楞宽度;
当X=1，即竖楞采用钢管时，L0等于钢管半径;当X=2，即竖楞采用方木是L0等于方木宽度的一半;
竖楞族(102)数量控制参数为：当模板为直线时，
公式为SN=if(BL-((rounddown((BL-L2)/SZ)-1)×SZ+L2)>SZ,(rounddown((BL-L2)/SZ)+1),rounddown((BL-L2)/SZ))
其中SN为竖楞阵列数，BL为板长，Rounddown为向下取整，SZ为阵列距离，L2为距离模板边缘距离;
当模板为曲线时，通过调整阵列起始至重点、起始至中点和中点至中点的角度，将曲线模板的弧线呈对称形式放置在水平约束线两端;
其次，添加横楞族(103)，
定位横楞族(103)的参数包括阵列距离HZ、阵列数量HN、横楞距边缘垂直距离L1、横楞距边缘水平距离L2、并排横楞的距离L、钢管半径HR;
公式为：l=2×HR+14mm
其中，HR为钢管半径，14mm为对拉螺栓直径;
构建外池壁单元(2)时，在内池壁单元(1)的基础上添加支撑构件族(104)以完成外池壁单元(2)的绘制;
添加支撑构件族(104);
模板体系族内创建的定位支撑构件族的参数为支撑构件距模板边缘的距离L3、阵列距离Z、阵列数N、钢管投影长度L、上部钢管角度α、下部钢管角度α1;设置支撑构件高度定位参数：
公式为：α=atan((L1+3×HZ-0.5×l)/L);
α1=atan((L1+HZ-0.5×l)/(L-80mm))。
还可以优选的是，将绘制好的内池壁单元(1)、外池壁单元(2)和对拉螺栓族(3)载入到模板整体族中，将相关参数进行关联嵌套，最终完成整个模板体系族;
将内池壁单元(1)、外池壁单元(2)载入到模板整体族中，将模板族(101)内侧与参考线进行对其锁定，利用参数<池壁厚>驱动两个构件之间的距离;
对拉螺栓族(3)是以阵列组的形式载入到模板体系族中，因此需要添加参数：横向阵列距离HDZ、横向阵列总长HZL、横向阵列数HDN;
模板体系中定位上述对拉螺栓阵列需要添加的参数为：对拉螺栓阵列的水平起始位置DL1、对拉螺栓阵列的垂直起始位置DL2、对拉螺栓阵列的纵向阵列距离ZDZ、对拉螺栓阵列的纵向阵列数ZDN。
本发明能够达到以下有益效果：
本发明的污水处理厂池体池壁模板及其建模方法，能够解决现有技术中所存在的容易造成重复建模，导致建模工作量大，模板及支撑结构构件繁多，建模繁琐，及创建的模型只适合当前池体的要求，不能满足同一类型的池体要求，无法根据池体的大小调整尺寸，不能实现联动要求等问题，其具体具有如下优势：(1)利用Revit的参数化建模，将构件族相互嵌套，创建主要控制参数，通过对参数的调整，从而快速得到水厂池体模板体系的模型，大大提高了模板系统的建模速度;(2)避免了重复建模工作，水厂池体大体相似，但也略有差别，通过调整个别参数，实现模型快速生成，提高工作效率;(3)其流程合理、构思巧妙，有效提高工作效率，且建模直观，具有广泛推广应用的价值。
