基于AutoLISP的AutoCAD二次開(kāi)發(fā)在風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)施工圖中的應(yīng)用

張浩

施工圖紙是施工的指導(dǎo)性文件，其繪制工作是工程設(shè)計(jì)組成的重要一環(huán)。目前，大多數(shù)設(shè)計(jì)院采用AutoCAD軟件進(jìn)行施工圖繪制，并根據(jù)不同專業(yè)采取不同AutoCAD二次開(kāi)發(fā)程序，以提高繪圖質(zhì)量及效率，如天正公司開(kāi)發(fā)的天正建筑繪圖系列軟件，探索者公司開(kāi)發(fā)的探索者機(jī)械繪圖系列軟件，中望龍騰公司開(kāi)發(fā)的中望電氣繪圖系列軟件。除此之外，有些設(shè)計(jì)院還會(huì)根據(jù)繪圖特點(diǎn)及習(xí)慣開(kāi)發(fā)適合自身的輔助程序。

由于目前市場(chǎng)上并沒(méi)有一款針對(duì)風(fēng)電基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的商用繪圖軟件，為了節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作中的一些重復(fù)性工作，有必要通過(guò)對(duì)施工圖繪制順序、方法進(jìn)行分析，編寫(xiě)出針對(duì)風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工圖繪制的程序。本文基于AutoCAD平臺(tái)采用AutoLISP語(yǔ)言進(jìn)行程序的編制，通過(guò)該程序，設(shè)計(jì)人員輸入少量基礎(chǔ)參數(shù)即可自動(dòng)繪制符合規(guī)范的風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)圖紙。

程序設(shè)計(jì)流程

AutoCAD是Autodesk公司于1982年開(kāi)發(fā)的一款計(jì)算機(jī)繪圖軟件，因其具有強(qiáng)大的圖形處理能力、兼容性、易用性而在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，支持AutoCAD開(kāi)發(fā)的程序也很多，有LISP、VBA、ObjectARX、ActiveX自動(dòng)化等。AutoCAD平臺(tái)內(nèi)嵌了基于LISP語(yǔ)言的AutoLISP工具，該工具語(yǔ)言編程簡(jiǎn)單、子程序容易設(shè)置且易學(xué)，應(yīng)用較為廣泛。因此，本文采用LISP編程語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

本程序采用在源代碼中直接輸入基礎(chǔ)相關(guān)參數(shù)，這些參數(shù)作為全局變量，在程序運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)發(fā)生變化，程序中函數(shù)可隨時(shí)調(diào)用這些變量，逐步完成風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)尺寸繪制、鋼筋圖繪制、鋼筋表繪制，最終達(dá)到自動(dòng)繪制圖紙的目的。程序流程如圖1所示。

在AutoLISP中編譯繪制程序需要熟練運(yùn)用“圖元”，“圖元”就是在AutoCAD模板中的各個(gè)繪制數(shù)據(jù)，如直線、多段線、圓弧、文字等。每一個(gè)“圖元”都有不同的屬性，包括坐標(biāo)、顏色、厚度等。而對(duì)于AutoLISP源文件的編譯就是把一行行的源代碼轉(zhuǎn)換為AutoCAD模板上看得見(jiàn)的實(shí)體，轉(zhuǎn)換通過(guò)函數(shù)（entmake[list]…）或者函數(shù)（command[arguments]…）實(shí)現(xiàn)。前者可以直接創(chuàng)建圖元，后者可以實(shí)現(xiàn)AutoCAD的所有命令，但是生成圖紙的速度會(huì)有所降低。直接創(chuàng)建圖元雖然編碼更復(fù)雜，卻讓程序運(yùn)行更快，因此，本次程序化繪圖都采用（entmake[list]）創(chuàng)建圖元（見(jiàn)表1）。

風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)軟件設(shè)計(jì)過(guò)程

某風(fēng)電場(chǎng)已知基礎(chǔ)頂部荷載如表 2所示，場(chǎng)地位于山區(qū)，地基土整體均勻性較好，地層結(jié)構(gòu)、工程區(qū)構(gòu)造及巖性均較為簡(jiǎn)單，各擬建風(fēng)電機(jī)組機(jī)位處未見(jiàn)滑坡、泥石流、崩塌、地裂縫、洞穴、地面塌陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象，自然斜坡較穩(wěn)定。設(shè)計(jì)機(jī)位開(kāi)挖深度場(chǎng)平后，機(jī)位基巖直接出露。出露基巖分布連續(xù)、場(chǎng)地穩(wěn)定，為風(fēng)電機(jī)組理想地基持力層。工程區(qū)地震活動(dòng)較弱，屬相對(duì)穩(wěn)定地區(qū)。風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，反應(yīng)譜特征周期為0.35s，相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅵ度。本文以該風(fēng)電場(chǎng)為例說(shuō)明基礎(chǔ)軟件的具體設(shè)計(jì)過(guò)程。

一、確定基礎(chǔ)參數(shù)

設(shè)計(jì)人員依據(jù)《陸上風(fēng)電場(chǎng)工程風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第六章及第七章對(duì)風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)抗彎、抗剪、抗沖切、穩(wěn)定、地基承載力、抗裂、變形進(jìn)行計(jì)算，最終由設(shè)計(jì)人員確定風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的尺寸及配筋參數(shù)。荷載可以采用商業(yè)軟件直接計(jì)算，也可以通過(guò)手算得出。本文采用商業(yè)軟件直接計(jì)算，以確定最優(yōu)基礎(chǔ)尺寸。

（一）選擇基礎(chǔ)類型

風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)類型一般分為擴(kuò)展基礎(chǔ)、梁板基礎(chǔ)、巖石預(yù)應(yīng)力錨桿基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)，形狀宜采用圓形。因?yàn)槭┕ぶ芷陂L(zhǎng)、施工難度較大，梁板基礎(chǔ)在一般工程設(shè)計(jì)中已漸漸淘汰。錨桿基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)的承臺(tái)與擴(kuò)展基礎(chǔ)承臺(tái)基本一致（見(jiàn)圖2-圖4）。根據(jù)各基礎(chǔ)類型優(yōu)缺點(diǎn)（見(jiàn)表3）及場(chǎng)地地質(zhì)情況，本案例選用擴(kuò)展基礎(chǔ)型式。

（二）確定基礎(chǔ)尺寸

根據(jù)軟件的計(jì)算結(jié)果確定最優(yōu)基礎(chǔ)尺寸如下：

臺(tái)柱半徑r1=3000mm，基礎(chǔ)底板半徑R=9500mm，底板高h(yuǎn)1=1000mm，棱臺(tái)高h(yuǎn)2=1600mm，臺(tái)柱高h(yuǎn)3=1440mm。

（三）確定配筋參數(shù)

風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)底板底部及頂部需配置放射狀縱向及環(huán)向受力鋼筋（見(jiàn)圖5、圖6），以滿足基礎(chǔ)抗彎性能。基礎(chǔ)與塔筒采取錨籠形式連接，需在錨籠周圍配置抗剪及局部受壓鋼筋（見(jiàn)圖7）。受力鋼筋同樣由商業(yè)軟件計(jì)算得出最優(yōu)解：基礎(chǔ)底板頂面及底面徑向受力鋼筋直徑為28mm，基礎(chǔ)底板頂面及底面環(huán)向受力鋼筋直徑為22mm，錨籠局壓鋼筋直徑為16mm。

基礎(chǔ)還需要配置一定數(shù)量的構(gòu)造鋼筋，包括拉結(jié)筋、架立筋、溫度抗裂鋼筋。構(gòu)造鋼筋間距及直徑需要滿足《陸上風(fēng)電場(chǎng)工程風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)給出合適的配筋間距及直徑，使得鋼筋量最小，滿足經(jīng)濟(jì)性要求。

二、程序初始定義

（一） 定義圖層

進(jìn)行程序繪圖工作時(shí)，首先要對(duì)繪圖模板進(jìn)行初始設(shè)定，定義施工圖中的各個(gè)圖層。圖層總計(jì)29個(gè)，每個(gè)圖層主要有顏色、線寬、線型三個(gè)差異點(diǎn)。設(shè)置不同顏色是為了便于圖紙內(nèi)容的區(qū)分和修改，此外，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》第2.0.3條規(guī)定設(shè)置線寬和線型。

定義名為“圖框” 的圖層：

（entmake（list（0."LAYER"）（100."AcDbSymbolTableRecor d"）（100."AcDbLayerTableRecord"） （70 . 0） （6 . "Continuous"）（cons 2 "圖框"）））

定義名為“軸線”的圖層：

（entmake（list（0."LAYER"）（100."AcDbSymbolTableReco rd"） （100."AcDbLayerTableRecord"） （70.0） （6."center"） （62.9）（cons 2 "軸線"）））

定義名為“標(biāo)注尺寸”的圖層：

（entmake（list（0."LAYER"）（100."AcDbSymbolTableReco rd"） （100."AcDbLayerTableRecord"） （70.0） （6."Continuous"）（62.3） （cons 2 "標(biāo)注尺寸"）））

定義名為“鋼筋表”的圖層：

（entmake（list（0."LAYER"）（100."AcDbSymbolTableReco rd"） （100."AcDbLayerTableRecord"） （70.0） （6."Continuous"）（62.7） （cons 2 "鋼筋表"）））

定義名為“輪廓線”的圖層：

（entmake（list（0."LAYER"）（100."AcDbSymbolTableReco rd"） （100."AcDbLayerTableRecord"） （70.0） （6."Continuous"）（62.4） （cons 2 "輪廓線"）））

定義名為“1號(hào)鋼筋”的圖層：

（entmake（list（0."LAYER"） （100."AcDbSymbolTableRecord"）（100."AcDbLayerTableRecord"） （70.0） （6."Continuous"） （62.1）（cons 2 "1號(hào)鋼筋"）））

……

（二）定義文字樣式

圖紙需要定義字體樣式、高寬比等，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》第2.0.23條規(guī)定，圖紙及說(shuō)明的漢字宜采用長(zhǎng)仿宋體，因此，本程序只定義一個(gè)字體樣式：長(zhǎng)仿宋體。

定義名為“Dimension”的文字樣式：

（Setq STYLE（entmakex （（0."STYLE"）

（100."AcDbSymbolTableRecord"） （100."AcDbTextStyleT ableRecord"） （2."Dimension"） （70.0） （40.0.0） （41.0.7） （50.0.0）（71.0） （42.0.0） （3."Tssdeng.shx"） （4."hztxt.shx"））））

（三）定義尺寸樣式

圖紙需要根據(jù)不同尺寸表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，不同比例的尺寸標(biāo)注樣式根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》第2.0.5條規(guī)定設(shè)置，本程序設(shè)置1：100、1：50及1：25三種尺寸樣式。對(duì)于1：100的尺寸樣式創(chuàng)建名為“CAD_100_100”的尺寸樣式：

（Setq DIMSTYLE（entmakex （（0."DIMSTYLE"）

（100."AcDbSymbolTableRecord"）

（100."AcDbDimStyleTableRecord"） （2."CAD_100_100"）（70.0） （41.100.0） （42.200.0） （43.0.0） （44.100.0） （73.0） （74.0）（77.1） （140.300.0） （141.0.0） （144.1.0） （147.100.0） （172.1）（174.1） （178.7） （271.0） （272.0） （279.2））））

三、定義變量

通過(guò)計(jì)算確定基礎(chǔ)尺寸及配筋參數(shù)后，將參數(shù)定義為全局變量。

（一）定義基礎(chǔ)尺寸變量

定義r1的變量為3000，r1為臺(tái)柱半徑：

（Setq r1 3000.0000）

定義R的變量為9500，R為基礎(chǔ)底板半徑：

（Setq R 9500.0000）

定義h1的變量為1000，h1為底板高：

（Setq h1 1000.0000）

定義h2的變量為1600，h2為棱臺(tái)高：

（Setq h2 1600.0000）

定義h3的變量為1440，h3為臺(tái)柱高：

（Setq h3 1440.0000）

（二）定義配筋參數(shù)變量

鋼筋參數(shù)是鋼筋直徑，定義該參數(shù)主要有兩個(gè)目的：一是在基礎(chǔ)圖中標(biāo)注21個(gè)鋼筋，二是在最后的鋼筋統(tǒng)計(jì)表中計(jì)算鋼筋量。

定義gangjinD1的變量為28，gangjinD1為1號(hào)鋼筋（底板底面徑向鋼筋）直徑：

（Setq gangjinD1 28.000）

定義gangjinD2的變量為28，gangjinD2為2號(hào)鋼筋（底板底面徑向鋼筋）直徑：

（Setq gangjinD2 28.000）

定義gangjinD3的變量為16，gangjinD3為3號(hào)鋼筋（抗裂鋼筋）直徑：

（Setq gangjinD3 16.000）

……

（三） 繪制多段線

程序中的基礎(chǔ)輪廓線、鋼筋線、標(biāo)注引線、表格線等均由多段線圖元?jiǎng)?chuàng)建。

繪制一條多段線函數(shù)如下：

（entmake（list （0."LWPOLYLINE"） （100."AcDbEntity"）（100."AcDbPolyline"） （90.2） （70.1） （cons 10 p1） （cons 10 p2）（cons 210 （0 0 ））））

其中， p1為多段線起點(diǎn)，p2為多段線終點(diǎn)。

（四）繪制文字

程序中的標(biāo)注文字、表格文字、圖名文字均由文字圖元?jiǎng)?chuàng)建。

例如，繪制名為“基礎(chǔ)底板底面鋼筋布置圖”的函數(shù)如下：

（entmake（list （0."TEXT"） （100."AcDbEntity"）（100."AcDbText"） （40.1350） （7."Dimension"） （41.0.7） （8."標(biāo)注符號(hào)"） （cons 10 （polar p （* 0.5 pi） 100）） （cons 1 "基礎(chǔ)底板底面鋼筋布置圖"）））

其中，p為繪制文字的坐標(biāo)點(diǎn)。

（五）鋼筋量計(jì)算

本程序中的鋼筋量即為鋼筋總重量，鋼筋重量計(jì)算采取長(zhǎng)度×鋼筋截面積×鋼筋密度，本程序設(shè)置鋼筋密度為7850kg/m3。

定義計(jì)算鋼筋工程量的函數(shù)如下：

（defun GJZ （ZC ZJ）

（Setq ZJM （* ZJ 0.001））

（Setq MJ （* （/ （* ZJM ZJM） 4） pi））

（* （* MJ ZC） 7850））

該函數(shù)中有兩個(gè)變量ZC和ZJ，ZC代表鋼筋長(zhǎng)度，ZJ代表鋼筋直徑，函數(shù)返回結(jié)果為長(zhǎng)度為ZC、直徑為ZJ的鋼筋重量。通過(guò)該函數(shù)，程序在繪制圖中不斷記錄鋼筋長(zhǎng)度及重量，存儲(chǔ)于各個(gè)變量當(dāng)中，最后繪制該基礎(chǔ)的鋼筋表。

程序?qū)崿F(xiàn)功能

本程序已經(jīng)在設(shè)計(jì)院內(nèi)部廣泛使用，實(shí)際工程應(yīng)用效果表明，程序顯著提高了出圖的效率和質(zhì)量。在代碼文件LSP中手動(dòng)輸入基礎(chǔ)尺寸參數(shù)與鋼筋參數(shù)后，本程序可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化繪制施工圖紙，也可根據(jù)設(shè)計(jì)人員的繪制習(xí)慣進(jìn)行調(diào)整，繪制的圖紙滿足施工圖的出圖要求，程序?qū)崿F(xiàn)了如下功能：

（1）風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)繪制3張圖紙，分別為“基礎(chǔ)底板底面鋼筋布置圖”“基礎(chǔ)底板頂面鋼筋布置圖”“基礎(chǔ)剖面圖”。圖9、圖10分別為風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)底板底面及頂面繪制徑環(huán)向鋼筋，鋼筋數(shù)量根據(jù)錨栓參數(shù)確定。

（2）錨栓處繪制局部加密鋼筋（見(jiàn)圖11），加密鋼筋數(shù)量根據(jù)錨栓數(shù)量確定。

（3）風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)底板底面鋼筋與頂面鋼筋之間配置拉結(jié)鋼筋與架立鋼筋（見(jiàn)圖11）。

（4）基礎(chǔ)表面和內(nèi)部配置抗裂鋼筋（見(jiàn)圖11）。

（5）所有基礎(chǔ)圖繪制完成后，程序根據(jù)之前繪制鋼筋時(shí)統(tǒng)計(jì)的各鋼筋量，繪制詳細(xì)鋼筋表（見(jiàn)表4）。該表是施工單位備料的重要依據(jù)，也是預(yù)算、決算的重要參考，因此，需要盡可能準(zhǔn)確計(jì)算。

結(jié)論

本文基于AutoLISP程序化繪圖的功能，對(duì)風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)施工圖的繪制進(jìn)行了程序編譯，使設(shè)計(jì)者可以高效、準(zhǔn)確地繪制風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)施工圖紙。此外，將編程與風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)相結(jié)合，可提高風(fēng)電設(shè)計(jì)的智能化水平。

[作者單位：龍?jiān)矗ū本╋L(fēng)電工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司]