基于Auto LISP的程序化繪制橋梁承臺施工圖的應(yīng)用開發(fā)

葛新廣，劉宇樺，蘇發(fā)財

（廣西科技大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，廣西柳州545006）

基于Auto LISP的程序化繪制橋梁承臺施工圖的應(yīng)用開發(fā)

葛新廣，劉宇樺，蘇發(fā)財

（廣西科技大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，廣西柳州545006）

利用Auto LISP程序化繪圖功能對解決橋梁矩形承臺快速準(zhǔn)確繪圖的問題進(jìn)行了研究.首先分析了橋梁承臺施工圖的特點(diǎn)；其次對基于Auto LISP的橋梁承臺施工圖繪制程序塊進(jìn)行研究，尋找最有效的編程模塊；最后利用菜單定義功能將該程序塊添加到Auto CAD的專用菜單中.由于該方法利用Auto CAD的菜單及對話框，只需輸入少量關(guān)鍵參數(shù)就能繪制符合制圖規(guī)范要求的橋梁承臺工程圖紙，具有交互性好、繪制質(zhì)量及效率高的特點(diǎn).

Auto LISP；承臺施工圖；程序化繪制；參數(shù)化繪圖

0　引言

橋梁工程由于其具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，構(gòu)件種類樣式繁多的特點(diǎn)，工程師需要面對大量的繪圖和工程量計算的工作，因此急需一種能快速準(zhǔn)確繪圖的方法.目前，土木工程繪圖常用軟件為由美國歐特克公司（Auto DESK）開發(fā)的具有二次開發(fā)接口Auto CAD繪圖程序［1－3］.利用內(nèi)嵌的Auto LISP工具進(jìn)行AutoCAD二次開發(fā)［3－4］，因其編程簡單、子程序容易設(shè)置及易學(xué)的特點(diǎn)，應(yīng)用比較廣泛［5－6］.

AutoLISP語言作為嵌入AutoCAD內(nèi)部的具有智能特點(diǎn)的編程語言，是開發(fā)應(yīng)用AutoCAD繪圖不可缺少的工具［7－9］.AutoCAD軟件包中包含大多數(shù)用于產(chǎn)生圖元的命令，這些命令只能繪制簡單的圖形和文字，無法進(jìn)行格式化的工程圖紙繪制和編輯；因此，有必要研究及利用Auto LISP編程繪圖來提高繪圖效率.

矩形承臺因其施工簡單，布筋方便，在橋梁工程中大量采用，其工程圖的繪制及工程量的計算比較重要，需尋找一種快速繪制并計量的方法.本文首先分析了矩形承臺的制圖特點(diǎn)及圖樣要求，通過編寫對應(yīng)的程序段，實(shí)現(xiàn)在對話框給定的簡單少量參數(shù)的情況下進(jìn)行繪圖；利用Auto CAD軟件的菜單自定義功能，把程序段添加到AutoCAD繪圖軟件界面的主菜單中，供隨時調(diào)用，進(jìn)而形成高效快捷的智能繪圖方法.

1　橋梁承臺施工圖的特點(diǎn)

承臺是橋梁工程基礎(chǔ)中非常重要的組成部分，結(jié)構(gòu)上起著承上啟下的作用，即將所有的樁連成一個整體以支撐橋墩的作用.從力學(xué)上來說，承臺的內(nèi)力有雙向彎矩、軸力和剪力，其鋼筋布置有承受雙向彎矩的水平方向鋼筋，承受軸力的豎向鋼筋，承受剪力的箍筋以及滿足施工需要的構(gòu)造鋼筋.承臺下部為樁基礎(chǔ)，繪圖時要繪制樁鋼筋深入承臺的一定深度；上部為橋墩，橋墩的鋼筋要預(yù)先布置于承臺中；因此，橋梁矩形承臺施工圖具有以下特點(diǎn)：

1）承臺的鋼筋布置圖分為端部及中間位置，具體為頂面，底面、正面及側(cè)面的鋼筋網(wǎng)；平面、正面及側(cè)面中部的鋼筋骨架圖；

2）根據(jù)鋼筋在承臺里的作用、布置方向并考慮施工要求，承臺的鋼筋一般由5種組成，分別命名為N1～N5；N1和N2為承臺底部受力鋼筋，N3和N4為頂部受力鋼筋，N5為水平箍筋；

3）組成頂面鋼筋網(wǎng)的鋼筋由N3和N4正交放置，同時也是組成側(cè)面和正面鋼筋網(wǎng)的豎向鋼筋，因此，N3和N4采用U型；

4）組成側(cè)面和正面的鋼筋網(wǎng)由N5分別與N3和N4正交布置，因此，N5為封閉式鋼筋；

5）底面的鋼筋網(wǎng)由受力鋼筋N1和N2正交設(shè)置，其需要錨入上部混凝土中，因此，采用直線加彎鉤型樣式；其下部由于樁的鋼筋深入承臺內(nèi)，其位置一般距離承臺底比較大，且根據(jù)受力要求，N1及N2會布置多層；

6）為了準(zhǔn)確表示圖樣內(nèi)容，承臺圖中存在大量的注釋內(nèi)容，為保證圖紙質(zhì)量，需要給定恰當(dāng)?shù)淖⑨屛恢茫?/p>

7）橋梁的圖樣需要計算工程數(shù)量，因此需要對各種鋼筋進(jìn)行分類計量；

8）A3圖幅攜帶方便，繪制內(nèi)容相對A4較大，廣泛用于橋梁工程中，圖幅的繪制也是工程制圖的重要內(nèi)容.

2　基于程序化設(shè)計的承臺圖樣特點(diǎn)

程序化繪圖需根據(jù)圖樣的特點(diǎn)進(jìn)行編程，以保證程序的穩(wěn)定性及較高的工作效率.根據(jù)程序化繪圖的要求，對矩形承臺的鋼筋圖進(jìn)行分析，其基本組成部分如下：

1）線條組：承臺各端面圖是由相互正交的鋼筋網(wǎng)組成，其可簡化為2組互相平行的線條組及相關(guān)注釋內(nèi)容，如圖1所示.對線條組進(jìn)行編程，完成線條組及鋼筋注釋線條的繪制和注釋內(nèi)容的書寫，并自動設(shè)定鋼筋線為粗線型，注釋線條為細(xì)線型；

2）線條與圓點(diǎn)：承臺的橫斷面、縱斷面和水平斷面是由一條線加若干圓點(diǎn)組成，如圖2所示.以線條和圓點(diǎn)為單位進(jìn)行編程繪制，完成鋼筋圖及注釋內(nèi)容的繪制和尺寸的標(biāo)注，并自動設(shè)定鋼筋圖為粗線型，注釋及尺寸標(biāo)注為細(xì)線性；

圖1　線條組示意圖Fig．1 Sketches of line groups

圖2　線條與圓點(diǎn)示意圖Fig．2 Sketches of one line and points

3）承臺輪廓線及尺寸標(biāo)注：承臺鋼筋圖中均需要矩形承臺的外圍邊界線及尺寸標(biāo)注，如圖3所示.為優(yōu)化程序運(yùn)行，對其進(jìn)行編程繪制，并自動設(shè)定承臺輪廓線及尺寸標(biāo)注為細(xì)線；

4）圖名繪制：圖名是工程圖樣中比較重要的內(nèi)容，其組成如圖4所示，為優(yōu)化程序運(yùn)行，對其進(jìn)行編程，完成圖名內(nèi)容、比例尺及下劃線的繪制；

5）工程數(shù)量表：根據(jù)圖紙設(shè)計深度要求，橋梁承臺圖中需要提供詳細(xì)的鋼筋參數(shù)，包括根數(shù)，鋼筋下料長度及重量等.如圖5所示，為優(yōu)化程序運(yùn)行，對上述內(nèi)容進(jìn)行編程繪制.

圖3　輪廓線及尺寸標(biāo)注示意圖Fig．3 Sketch of a contour and dimensions

圖4　圖名示意圖Fig．4 Sketch of a drawing name

圖5　工程數(shù)量表示意圖Fig．5 Sketch of engineering quantities

3　矩形承臺繪圖程序化編制的關(guān)鍵問題

整個繪圖程序分為一個1級程序和7個2級子程序，11個3級子程序，2個對話框（合用一個文件），如表1所示.

表1　繪圖程序構(gòu)成一覽表Tab．1 Draw ing program com position list

3．1程序等級劃分的原則

計算機(jī)編程繪圖，主要針對重復(fù)性的繪圖工作才有效，計算機(jī)的運(yùn)行時間與程序的編制方法密切相關(guān)，為此要提高程序的運(yùn)行效率，將程序分為若干等級，是非常有效的.針對矩形承臺鋼筋圖中各類鋼筋在不同圖中存在密切關(guān)聯(lián)的特點(diǎn)，將程序段分為3個等級.第3等級的程序，完成繪制線條組、線條與圓點(diǎn)，承臺輪廓線、繪制標(biāo)題及子對話框的啟動等基本操作，其作為子程序供第2級程序調(diào)用.第2等級程序，完成啟動主對話框、繪圖環(huán)境、繪制平面圖及斷面圖等工作，其作為子程序供第1級程序調(diào)用.第1等級程序，為主程序，給定繪圖控制點(diǎn)坐標(biāo)，調(diào)用第2等級子程序，完成全部圖的繪制.

3．2繪圖環(huán)境的設(shè)置

為了方便CAD繪制及管理，需要利用圖層、文字樣式、尺寸標(biāo)注樣式等進(jìn)行設(shè)定.利用Auto LISP語言編程對上述內(nèi)容進(jìn)行設(shè)定，以初始繪圖環(huán)境.其命令格式如下：

1）設(shè)定繪制線的類型

（command＂linetype＂＂L＂arg＂＂＂＂）；其中“arg”為Auto CAD中存在的線型名稱，必須是Auto CAD自帶的線型名稱，如“dashed”表示虛線.

2）設(shè)定圖層

（command＂layer＂＂M＂＂arg1＂＂c＂arg2＂＂＂L＂＂arg3＂＂＂＂＂）；其中arg1為圖層名稱；arg2為用數(shù)字表示的顏色名稱，范圍為1～255；arg3為用線型名稱，必須是Auto CAD自帶的線型名稱；

3）設(shè)定字體樣式

（command＂style＂＂arg1＂＂arg2＂＂0＂＂0．7＂＂＂＂＂＂＂）；其中arg1為文字樣式名稱；arg2為Auto CAD字體庫中存在的字體樣式名稱，可以利用Auto CAD在安裝目錄下“Fonts”文件下的字體名稱，若采用大字體，則arg2設(shè)定樣式為“shx字體名，大字體名”.

《饑餓藝術(shù)家》更像是關(guān)于拯救的一個恰如其分的喻體。饑餓藝術(shù)家把自己像一只動物一樣關(guān)在籠子里不吃不喝，以這種自虐展覽作為自己的饑餓藝術(shù)。剛開始，好奇的人們還像舉行盛大儀式那樣圍在他籠子前觀看。很快，熱情褪去的人們就開始對他熟視無睹，沒有幾個人愿意在他的籠子前停留；即使是專門為他饑餓藝術(shù)記數(shù)的工作人員都忘記了他的存在，直到他死去了才被人發(fā)現(xiàn)。

4）設(shè)定尺寸樣式

尺寸樣式包含的內(nèi)容很多，采用設(shè)置系統(tǒng)變量的方法進(jìn)行編程設(shè)定．樣式如下：

（command＂arg1＂arg2），其中arg1為尺寸樣式細(xì)部的系統(tǒng)變量名稱；arg2為對應(yīng)的系統(tǒng)變量值，其決定尺寸的細(xì)部樣式．可以在Auto CAD幫助文件中，找到arg1及arg2．

3．3基本繪圖命令的編程格式：

Auto CAD圖樣是由基本的直線、圓及文字組成，其編程樣式如下：

繪圖主要是繪制直線和圓弧，其命令如下：

繪制直線：（command＂line＂zb1 zb2＂＂），zb1，zb2為直線起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)．

繪制圓?。海╟ommand＂circle＂s1 s2），s1為圓心坐標(biāo)，s2為半徑．

選擇剛繪制的對象：（setq e1（entlast）），e1為所選對象的名稱．

復(fù)制已選的對象：（command＂copy＂e1＂＂zb1 zb2），復(fù)制選擇后的對象e1，zb1為任意點(diǎn)坐標(biāo)，zb2為新坐標(biāo)．

標(biāo)注尺寸：（command＂dimlinear＂zb1 zb2＂v＂zb），zb1為起點(diǎn)坐標(biāo)，zb2為終點(diǎn)坐標(biāo)，v代表垂直標(biāo)注，h代表水平標(biāo)注，zb3代表尺寸線的坐標(biāo)．

書寫文字（command＂text＂＂s＂＂s1＂zb zg jd＂wz＂），s1代表文字樣式，zb代表文字起點(diǎn)坐標(biāo)，zg代表文字高度，jd代表文字選擇角度，wz代表文字內(nèi)容.

繪制粗直線（command＂pline＂zb1＂w＂xk＂＂zb2＂＂），zb1為起點(diǎn)坐標(biāo)，zb2為終點(diǎn)坐標(biāo)，xk代表線寬度．

3．4設(shè)置對話框

對話框是人機(jī)交互最方便的工具之一.程序化繪圖，需要為軟件提供最基本的參數(shù)，采用對話框非常有效．根據(jù)繪圖對象的復(fù)雜程度，對話框可以設(shè)置一個或者多個．承臺繪制的對話框設(shè)置3個，為此需要提供對話框驅(qū)動程序．

Auto LISP對話框的語法為a：dialog｛程序段｝，a為具有唯一性對話框名稱；程序段，使用者可以根據(jù)使用要求，設(shè)定文本框，選項(xiàng)等部分．

對話框的驅(qū)動程序，一般按照加載對話框、設(shè)置對話框默認(rèn)值、空間動作設(shè)定，啟動對話框，卸載對話框及生成所需數(shù)據(jù)幾個部分．

本程序的對話框有主對話框和2個子對話框，具體如下：

圖6　主對話框Fig．6 Sketch ofa primary dialog

圖7　基本參數(shù)對話框Fig．7 Sketch ofa basic parametersdialog

圖8　鋼筋參數(shù)對話框Fig．8 Sketch of parametersdialog for steelbar

3．5下拉菜單設(shè)定

為方便程序調(diào)用，下拉菜單是直接工具.在CDA中設(shè)定下拉菜單的方法：

3.5.1設(shè)定自動加載程序段

自動加載程序段，就是把編寫的承臺繪圖程序段與普通的Auto CAD內(nèi)置的命令一樣自動調(diào)用.為此，首先把程序段及對話框所需要的文件放置在安裝目錄下“SUPPORT”文件中;其次修改“SUPPORT”文件中的“acad＊doc.lsp”文件，即在該文件的末尾增加以下語句：（autoload＂chthtrj.lsp＂'（＂ct＂）），其中，chthtrj.lsp為承臺程序段文件名稱；ct為程序在CAD中的命令字段.

3.5.2修改菜單文件

修改Auto CAD安裝目錄下“SUPPORT”文件中的”acad.mnu”文件，其修改方法為在“POP11”的后面增加如下語句：

其中”Txlhz”為承臺繪圖程序的命令名稱.

3.5.3菜單更新及使用

修改菜單文件”acad.mnu”，在Auto CAD命令行中輸入命令“MENU”，在對話框中選擇上述修改后的菜單文件，則出現(xiàn)圖9所示菜單.

圖9　繪圖菜單示意圖Fig．9 Sketch of amenu for draw ings

點(diǎn)擊“繪圖”命令，即激活了矩形承臺施工圖繪制程序.

4　結(jié)論

利用Auto LISP程序化繪圖的功能，對矩形承臺鋼筋圖的繪制進(jìn)行了編程研究，程序很好地解決了該類承臺快速繪圖的問題，提高了效率.在日益重視互聯(lián)網(wǎng)＋的背景下，將編程與土木工程相結(jié)合，必將提高土木工程智能化的工作.

［1］王小波，侯英杰．Auto LISP編程在工程計算中的應(yīng)用［J］．巖土工程技術(shù)，2015，29（2）：55－58，64.

［2］王艷．基于AutoCAD參數(shù)化繪圖系統(tǒng)的開發(fā)與實(shí)踐［J］．武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2010，22（3）：38－41．

［3］鄧玉柳，孔令壯．如何在AutoCAD環(huán)境下利用AutoLISP語言建立符號庫［J］．經(jīng)濟(jì)技術(shù)協(xié)作信息，2013（18）：72－72．

［4］陳岳評，肖學(xué)勤，陳敏，等．用CAD軟件輔助求解旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯尺寸［J］．廣西工學(xué)院學(xué)報，2003，14（4）：42－44．

［5］馬鑫民，楊仁樹，張京泉，等．煤礦巷道錨桿支護(hù)智能繪圖系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用［J］．中國礦業(yè)，2010，19（11）：77－80．

［6］金石成，蒲紅克，于建華．AutoCAD2000二次開發(fā)與應(yīng)用［J］．四川建筑，2004（2）：84－86．

［7］葛新廣，韋喜逢，周琪．Auto LISP在T型梁工程圖紙智能繪制中的應(yīng)用研究［J］．四川建材，2014，40（3）：150－151，154.

［8］許淑慧，羅紅萍．基于AutoCAD的DCL與AutoLISP的有機(jī)整合［J］．煤礦機(jī)械，2011，32（4）：229－231.

［9］王軍．在AutoCAD中用菜單加載AutoLISP程序的方法與技巧［J］．機(jī)械工人冷加工，2006（3）：77－79．

（學(xué)科編輯：黎婭）

Development of AutoLISP-based construction drawing of the bridge pile cap

GE Xin－guang，LIU Yu－h(huán)ua，SU Fa－cai
（School of Civil Engineering and Architecture,Guangxi University of Science and Technology, Liuzhou 545006,China）

The application of AutoLISP program in quickly and accurately solving the drawing of the construction drawing of the rectangular pile cap of bridge is studied.Firstly,the characteristics of bridge pile cap construction drawings are analyzed.Secondly,based on the study of AutoLISP program blocks,the most effective programming module of drawing bridge pile cap construction diagrams is established;finally,a menu function to the block of AutoCAD is added to the special menu.So,only by using a small number of key parameters,a method of drawing pile cap of bridge engineering drawing is found,which is well interactive and highly efficient.

AutoLISP;pile cap construction drawing;program-based drawing;parameter-based drawing

U443.2

A

2095-7335（2016）04-0087-06

10.16375/j.cnki.cn45-1395/t.2016.04.016

2016－05－10

國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目（201410594033）；廣西區(qū)級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目（201410594048）資助．

葛新廣，碩士，講師，研究方向：建筑結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)抗震控制，橋梁智能繪圖，E-mail：gxgzlr．2008＠163．com.