三維鋼結(jié)構(gòu)CAD系統(tǒng)膜結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究與開發(fā)

1引言計算機輔助設(shè)計，41爪作為新代制造技術(shù)的核心，推動了幾乎切領(lǐng)域的設(shè)計和制造不命，從根本上改變了過去的手工繪發(fā)交互設(shè)計用數(shù)據(jù)文件發(fā)送產(chǎn)品定義在統(tǒng)的數(shù)字化產(chǎn)品模型下進行設(shè)計打樣分析計算工藝計劃工藝裝備設(shè)計數(shù)控加工質(zhì)貴控制編印維護手冊并組織構(gòu)件定貨等。

　　鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)設(shè)計的典型特點是設(shè)訃仟務(wù)，艱巨計算煩瑣需要管理的信息量龐大。這樣的工作正是，技術(shù)的強項。同以產(chǎn)品制造為主的行業(yè)不同，鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)設(shè)計項目中使用到的大多都是完全標準化的構(gòu)件，構(gòu)件的制造任務(wù)不象機械零件的生產(chǎn)加工任務(wù)那樣繁雜，基本上都可以在外購標準原材料的基礎(chǔ)上，進行簡單的加工來完成。

　　隨著世界各國鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)工程的應(yīng)用如火如荼，為加速設(shè)計進程，對市場作出快速反應(yīng)，鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)，六，系統(tǒng)的撲發(fā)及，用就顯得尤為重100080北京2704儕箱中關(guān)村科學院南路輔尼公公司網(wǎng)址1沖認柬，叫的陽。，1；產(chǎn)品網(wǎng)2048江辦南京市人；區(qū)揚子石油化丁議汁院成1仙，1屯以0257783581要。鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案與風格因國家因領(lǐng)域因行業(yè)而有所不同。縱觀國外鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)六，軟件，逐步暴露出國外軟件的許多不足之處，主要集中在工業(yè)標準不同。國外軟件均采用美國歐洲或日本等國的通用國際標準，而國內(nèi)的工廠設(shè)計行業(yè)在進行具體的設(shè)計過程中，既可能采用國內(nèi)標準，也可能采用國外標準，而大多數(shù)情況下是以國內(nèi)標準為主。

　　型鋼等材料類型規(guī)格不適應(yīng)國內(nèi)工程設(shè)計要余。國外軟件所提供的形，有很多與國內(nèi)的方法不致。

　　繪制的工程紙不符合國內(nèi)行業(yè)習慣。

　　國外普遍采用兩段式設(shè)計方法，即設(shè)計階段和詳階段，因此軟件沒有節(jié)點設(shè)計或有種類有限的節(jié)點設(shè)計。

　　伴隨著國外系統(tǒng)的引進和吸收，國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)計算機輔助設(shè)計軟件的研究與丌發(fā)也致在進行中，涌現(xiàn)出些比較好的系統(tǒng)，如中國建筑工程總公司研制結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等。就國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)計算機輔助設(shè)計的研究與開發(fā)，可以發(fā)現(xiàn)以下幾點考慮到我國的具體情況，國內(nèi)的應(yīng)用軟件開發(fā)主要是微機版的，這為小設(shè)計院的推廣打下了基礎(chǔ)。

　　些大的設(shè)計單位和科研院所對結(jié)構(gòu)計算力學分析有較多的研究，針對建筑行業(yè)的軟件，從標準到設(shè)計習慣與工業(yè)行業(yè)有定的差距。

　　對于鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)的詳細節(jié)點設(shè)計方面，目前還未形成完整的解決方案。節(jié)點設(shè)計的屬本策略是事先固定做好幾種節(jié)點設(shè)計形，供設(shè)計者選用套用。

　　對節(jié)點施工的標注問需要做深入地研究。實際上，節(jié)點施工的尺寸和工藝參數(shù)的標注是項十分艱巨的任務(wù)。

　　2.鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)計算機輔助設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計者所使用的構(gòu)件往往都己經(jīng)標準化系列化規(guī)格化，即使足非標準構(gòu)件，其形狀也比較規(guī)則，對應(yīng)的加工方式種類也有限。因此，鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)研究的重點更多聚集在模型建立和適應(yīng)工廠行業(yè)特征的設(shè)計方法探索方面。丁程上要求用最優(yōu)的模型簡化問的求解過程，以期避開具休的技術(shù)難，私能地將實現(xiàn)落到成熟穩(wěn)定的方法之上。開發(fā)適合我國國情建模技術(shù)建模技術(shù)是，主要研究問之，模型建立的好壞直接關(guān)系到軟件的性能和功能。對鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)，軟件來說，模型應(yīng)能描述如下幾個方面構(gòu)件結(jié)構(gòu)的所有元素，包括元素的工程屬性幾何屬性內(nèi)部數(shù)據(jù)關(guān)系等；元素之間的關(guān)系；設(shè)計規(guī)范和經(jīng)驗約束維建模是目前，建模的主流，鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)0人0維模型主要包括個方面結(jié)構(gòu)模型計算模型節(jié)點模型。

　　結(jié)構(gòu)模型包括幾何模型和拓撲建模，幾何模型主要描述桿件板件支架欄桿樓梯等鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾何和工程信息拓撲模型主要描述構(gòu)件間的拓撲關(guān)系。

　　計算模型描述結(jié)構(gòu)分析計算所需要的數(shù)據(jù)和生成的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)主要有約束荷載信息和結(jié)構(gòu)分析后的內(nèi)力位移信息。

　　節(jié)點模型描述構(gòu)件間的物理連接，主要有節(jié)點板加勁肋螺栓焊縫等。

　　分析計算分析計算主要包括將荷載導算有限元內(nèi)力分析內(nèi)力不利組合極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)驗算結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算書生成等過程。如果能夠?qū)崿F(xiàn)如上所說的體化結(jié)構(gòu)計燈，將火大減輕設(shè)計人員的工作量。

　　節(jié)點設(shè)計節(jié)點設(shè)計包括節(jié)點選型計算形設(shè)計組合碰撞處理歸并等功能。

　　0動完成節(jié)點設(shè)計是自動完成上述瑣碎而費，的節(jié)點設(shè)計過程。節(jié)點類型繁多，流程難于用計算機語言描述，沒有統(tǒng)的設(shè)計標準，規(guī)則難于提煉是制約節(jié)點自動設(shè)計的關(guān)鍵問。

　　鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)紙中存在許多編號的管理，而這些編號的管理是紙管理中最難解決的問。所有編號實際上分為兩類類是模型中的編號，類是紙中件岑件紙剖而等在整套紙，也即組中的編號。紙管理與項目管理類似，通過0080中間件對各類格進行創(chuàng)建修改刪除等操作，也可對因此，個方便適用的鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)就是要在上述幾點上有所芡破。這也是所有進行這方面研究的單位特別關(guān)注的問。

　　3.應(yīng)用實例七05丁5166，3系統(tǒng)030丁3以，±5是中科輔龍計算機技術(shù)有限公司同揚子石化設(shè)計院聯(lián)合開發(fā)的具有自主版權(quán)的軟件。它在提供強大便捷的維建模能力的同時，強調(diào)系統(tǒng)對不同行業(yè)標準企業(yè)慣例以及設(shè)計人員習慣的適應(yīng)能力；強調(diào)滿足國內(nèi)爪戶對節(jié)點設(shè)汁和出等環(huán)節(jié)的特殊需求，實現(xiàn)了可定制的個性化節(jié)點設(shè)計以及全而的模型節(jié)點以及構(gòu)件紙的自動生成功能。系統(tǒng)還廣泛應(yīng)用基于模板的設(shè)計技術(shù)，致力于為提供用戶深入到系統(tǒng)的設(shè)計環(huán)節(jié)中的開放渠道，將設(shè)計人員的經(jīng)驗方便地添加到系統(tǒng)當中，使軟件產(chǎn)品在實踐的應(yīng)用中不斷增值。

　　3.1050丁5166，43系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境在研究的薟礎(chǔ)上，選擇，59598環(huán)境的以，0014平臺作為軟件運行環(huán)境，實現(xiàn)了功能基本完整的鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)，軟件。軟件研制過程中，充分利用了，和7；5的10++等工具提供的面向?qū)ο蟮墓δ堋?/p>

　　3.2050丁5166叭，3的功能特點8.1說，5軟件功能上的主要特點包括零程序開發(fā)量對于般用戶來說，3，3166，1能滿足其要求，不需要進行次編程，發(fā)即可使用。該系統(tǒng)中提供了國標和行標的標準庫和國家規(guī)范中的計算節(jié)點模板庫，使設(shè)計人員能集中靜力進行設(shè)計，不丙進行其不熟悉的工作，從而提高設(shè)計和工作效率。

　　企維建?？稍谄矫媪⒚婕叭我饩S視上進行結(jié)構(gòu)約束及荷載布博荷載約束布置和節(jié)點設(shè)計建模，可以設(shè)計構(gòu)架管架塔架樓梯欄桿支架等結(jié)構(gòu)。軟件提供豐富的編輯功能，方便用戶對模型的陽10旋框架3某立面的約屯圇，靈活的顯方式由于鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)的桿件多，如果在個維中將所有桿件都顯出來勢必使面混亂，本軟件可以在另外的視區(qū)中僅僅顯某標準層或樓層立面的布置情況，這樣使面清晰，也便于平面和立面的布置。

　　全自動的節(jié)點設(shè)計軟件采用模板方式進行節(jié)點連接的自動選型設(shè)計，軟件預定義了豐富的節(jié)點模板庫，可以涵蓋桿件間接高強螺栓連接等數(shù)以力計的節(jié)點連接形式目前的節(jié)點的選型設(shè)計涵蓋了各種現(xiàn)場焊接的節(jié)點形式，在下版中將包括高強螺栓連接和工廠制作節(jié)點同時允許利用模板定制自己的節(jié)點連接形式系統(tǒng)具有自動完成節(jié)點設(shè)計所需要的數(shù)據(jù)采集節(jié)點選型計算歸并最終生成標注齊全系統(tǒng)提供節(jié)點形預覽功能，用戶可對節(jié)點形進行交互修改，也可通過修改桿端力來修改節(jié)點板尺寸，4是，050丁566也5設(shè)計囹4上蓋板模板在柱中凹面杵中平面柱頂?shù)牟煌F(xiàn)強關(guān)聯(lián)性的紙管理具有從工程+項目今子項目今單體式的項目管理功能；系統(tǒng)自動完成整套紙的統(tǒng)排序編號和構(gòu)件節(jié)點零件的詳細編號，當某個編號改變時，系統(tǒng)將對其所有關(guān)聯(lián)的紙編號等進行聯(lián)動處現(xiàn)，使其保持編號的完整準確系統(tǒng)還提供塊的智能編輯管理和塊的子分管理等功能。6是，050丁5661認，土3生成的立面詳。

　　3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程計算簡軟件加密校塊迮模于系統(tǒng)描板庫接口節(jié)點校板庫數(shù)庫接口節(jié)點設(shè)計框架訝，工程數(shù)據(jù)庫，數(shù)庫管理軸酬，圍節(jié)點渲染閣像，目庫接口I 1廠7理4.鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)計算機輔助設(shè)計軟件發(fā)展前景中科輔龍公司與揚子石化設(shè)汁院共同開發(fā)的鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)計算機輔助設(shè)計軟件03丁3161從，如己于2000年6月通過中科院與中石化的聯(lián)合鑒定，評價該軟件，達到了國際鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的同類產(chǎn)品的先進水平。

　　隨著我國鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展以及國家對基礎(chǔ)設(shè)施改造工作的深入。鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算機化將是必然的趨勢。鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)計算機輔。助設(shè)計系統(tǒng)具有更廣泛的應(yīng)用前景。