三維鋼結(jié)構(gòu)CAD系統(tǒng)膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究與開(kāi)發(fā)

1引言計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，41爪作為新代制造技術(shù)的核心，推動(dòng)了幾乎切領(lǐng)域的設(shè)計(jì)和制造不命，從根本上改變了過(guò)去的手工繪發(fā)交互設(shè)計(jì)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(jìn)行設(shè)計(jì)打樣分析計(jì)算工藝計(jì)劃工藝裝備設(shè)計(jì)數(shù)控加工質(zhì)貴控制編印維護(hù)手冊(cè)并組織構(gòu)件定貨等。

　　鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的典型特點(diǎn)是設(shè)訃仟?jiǎng)?wù)，艱巨計(jì)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(qiáng)項(xiàng)。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(jì)項(xiàng)目中使用到的大多都是完全標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)件，構(gòu)件的制造任務(wù)不象機(jī)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(gòu)標(biāo)準(zhǔn)原材料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行簡(jiǎn)單的加工來(lái)完成。

　　隨著世界各國(guó)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(jì)進(jìn)程，對(duì)市場(chǎng)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(xué)院南路輔尼公公司網(wǎng)址1沖認(rèn)柬，叫的陽(yáng)。，1；產(chǎn)品網(wǎng)2048江辦南京市人；區(qū)揚(yáng)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(jì)方案與風(fēng)格因國(guó)家因領(lǐng)域因行業(yè)而有所不同?？v觀(guān)國(guó)外鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)六，軟件，逐步暴露出國(guó)外軟件的許多不足之處，主要集中在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不同。國(guó)外軟件均采用美國(guó)歐洲或日本等國(guó)的通用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，而國(guó)內(nèi)的工廠(chǎng)設(shè)計(jì)行業(yè)在進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，既可能采用國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，也可能采用國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，而大多數(shù)情況下是以國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)為主。

　　型鋼等材料類(lèi)型規(guī)格不適應(yīng)國(guó)內(nèi)工程設(shè)計(jì)要余。國(guó)外軟件所提供的形，有很多與國(guó)內(nèi)的方法不致。

　　繪制的工程紙不符合國(guó)內(nèi)行業(yè)習(xí)慣。

　　國(guó)外普遍采用兩段式設(shè)計(jì)方法，即設(shè)計(jì)階段和詳階段，因此軟件沒(méi)有節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)或有種類(lèi)有限的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。

　　伴隨著國(guó)外系統(tǒng)的引進(jìn)和吸收，國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的研究與丌發(fā)也致在進(jìn)行中，涌現(xiàn)出些比較好的系統(tǒng)，如中國(guó)建筑工程總公司研制結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等。就國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研究與開(kāi)發(fā)，可以發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)考慮到我國(guó)的具體情況，國(guó)內(nèi)的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)主要是微機(jī)版的，這為小設(shè)計(jì)院的推廣打下了基礎(chǔ)。

　　些大的設(shè)計(jì)單位和科研院所對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算力學(xué)分析有較多的研究，針對(duì)建筑行業(yè)的軟件，從標(biāo)準(zhǔn)到設(shè)計(jì)習(xí)慣與工業(yè)行業(yè)有定的差距。

　　對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)的詳細(xì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方面，目前還未形成完整的解決方案。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的屬本策略是事先固定做好幾種節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)形，供設(shè)計(jì)者選用套用。

　　對(duì)節(jié)點(diǎn)施工的標(biāo)注問(wèn)需要做深入地研究。實(shí)際上，節(jié)點(diǎn)施工的尺寸和工藝參數(shù)的標(biāo)注是項(xiàng)十分艱巨的任務(wù)。

　　2.鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者所使用的構(gòu)件往往都己經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化系列化規(guī)格化，即使足非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，其形狀也比較規(guī)則，對(duì)應(yīng)的加工方式種類(lèi)也有限。因此，鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)研究的重點(diǎn)更多聚集在模型建立和適應(yīng)工廠(chǎng)行業(yè)特征的設(shè)計(jì)方法探索方面。丁程上要求用最優(yōu)的模型簡(jiǎn)化問(wèn)的求解過(guò)程，以期避開(kāi)具休的技術(shù)難，私能地將實(shí)現(xiàn)落到成熟穩(wěn)定的方法之上。開(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)情建模技術(shù)建模技術(shù)是，主要研究問(wèn)之，模型建立的好壞直接關(guān)系到軟件的性能和功能。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)，軟件來(lái)說(shuō)，模型應(yīng)能描述如下幾個(gè)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?xún)?nèi)部數(shù)據(jù)關(guān)系等；元素之間的關(guān)系；設(shè)計(jì)規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)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(gè)方面結(jié)構(gòu)模型計(jì)算模型節(jié)點(diǎn)模型。

　　結(jié)構(gòu)模型包括幾何模型和拓?fù)浣?，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?fù)淠Ｐ椭饕枋鰳?gòu)件間的拓?fù)潢P(guān)系。

　　計(jì)算模型描述結(jié)構(gòu)分析計(jì)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(diǎn)模型描述構(gòu)件間的物理連接，主要有節(jié)點(diǎn)板加勁肋螺栓焊縫等。

　　分析計(jì)算分析計(jì)算主要包括將荷載導(dǎo)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(yàn)算結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算書(shū)生成等過(guò)程。如果能夠?qū)崿F(xiàn)如上所說(shuō)的體化結(jié)構(gòu)計(jì)燈，將火大減輕設(shè)計(jì)人員的工作量。

　　節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)包括節(jié)點(diǎn)選型計(jì)算形設(shè)計(jì)組合碰撞處理歸并等功能。

　　0動(dòng)完成節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是自動(dòng)完成上述瑣碎而費(fèi)，的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程。節(jié)點(diǎn)類(lèi)型繁多，流程難于用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言描述，沒(méi)有統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)則難于提煉是制約節(jié)點(diǎn)自動(dòng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)。

　　鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)紙中存在許多編號(hào)的管理，而這些編號(hào)的管理是紙管理中最難解決的問(wèn)。所有編號(hào)實(shí)際上分為兩類(lèi)類(lèi)是模型中的編號(hào)，類(lèi)是紙中件岑件紙剖而等在整套紙，也即組中的編號(hào)。紙管理與項(xiàng)目管理類(lèi)似，通過(guò)0080中間件對(duì)各類(lèi)格進(jìn)行創(chuàng)建修改刪除等操作，也可對(duì)因此，個(gè)方便適用的鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)就是要在上述幾點(diǎn)上有所芡破。這也是所有進(jìn)行這方面研究的單位特別關(guān)注的問(wèn)。

　　3.應(yīng)用實(shí)例七05丁5166，3系統(tǒng)030丁3以，±5是中科輔龍計(jì)算機(jī)技術(shù)有限公司同揚(yáng)子石化設(shè)計(jì)院聯(lián)合開(kāi)發(fā)的具有自主版權(quán)的軟件。它在提供強(qiáng)大便捷的維建模能力的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)對(duì)不同行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)慣例以及設(shè)計(jì)人員習(xí)慣的適應(yīng)能力；強(qiáng)調(diào)滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)爪戶(hù)對(duì)節(jié)點(diǎn)設(shè)汁和出等環(huán)節(jié)的特殊需求，實(shí)現(xiàn)了可定制的個(gè)性化節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)以及全而的模型節(jié)點(diǎn)以及構(gòu)件紙的自動(dòng)生成功能。系統(tǒng)還廣泛應(yīng)用基于模板的設(shè)計(jì)技術(shù)，致力于為提供用戶(hù)深入到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的開(kāi)放渠道，將設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)方便地添加到系統(tǒng)當(dāng)中，使軟件產(chǎn)品在實(shí)踐的應(yīng)用中不斷增值。

　　3.1050丁5166，43系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境在研究的薟礎(chǔ)上，選擇，59598環(huán)境的以，0014平臺(tái)作為軟件運(yùn)行環(huán)境，實(shí)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(guò)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(diǎn)8.1說(shuō)，5軟件功能上的主要特點(diǎn)包括零程序開(kāi)發(fā)量對(duì)于般用戶(hù)來(lái)說(shuō)，3，3166，1能滿(mǎn)足其要求，不需要進(jìn)行次編程，發(fā)即可使用。該系統(tǒng)中提供了國(guó)標(biāo)和行標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和國(guó)家規(guī)范中的計(jì)算節(jié)點(diǎn)模板庫(kù)，使設(shè)計(jì)人員能集中靜力進(jìn)行設(shè)計(jì)，不丙進(jìn)行其不熟悉的工作，從而提高設(shè)計(jì)和工作效率。

　　企維建模可在平面立面及任意維視上進(jìn)行結(jié)構(gòu)約束及荷載布博荷載約束布置和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)建模，可以設(shè)計(jì)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(hù)對(duì)模型的陽(yáng)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(gè)維中將所有桿件都顯出來(lái)勢(shì)必使面混亂，本軟件可以在另外的視區(qū)中僅僅顯某標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)軟件采用模板方式進(jìn)行節(jié)點(diǎn)連接的自動(dòng)選型設(shè)計(jì)，軟件預(yù)定義了豐富的節(jié)點(diǎn)模板庫(kù)，可以涵蓋桿件間接高強(qiáng)螺栓連接等數(shù)以力計(jì)的節(jié)點(diǎn)連接形式目前的節(jié)點(diǎn)的選型設(shè)計(jì)涵蓋了各種現(xiàn)場(chǎng)焊接的節(jié)點(diǎn)形式，在下版中將包括高強(qiáng)螺栓連接和工廠(chǎng)制作節(jié)點(diǎn)同時(shí)允許利用模板定制自己的節(jié)點(diǎn)連接形式系統(tǒng)具有自動(dòng)完成節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)所需要的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)選型計(jì)算歸并最終生成標(biāo)注齊全系統(tǒng)提供節(jié)點(diǎn)形預(yù)覽功能，用戶(hù)可對(duì)節(jié)點(diǎn)形進(jìn)行交互修改，也可通過(guò)修改桿端力來(lái)修改節(jié)點(diǎn)板尺寸，4是，050丁566也5設(shè)計(jì)囹4上蓋板模板在柱中凹面杵中平面柱頂?shù)牟煌F(xiàn)強(qiáng)關(guān)聯(lián)性的紙管理具有從工程+項(xiàng)目今子項(xiàng)目今單體式的項(xiàng)目管理功能；系統(tǒng)自動(dòng)完成整套紙的統(tǒng)排序編號(hào)和構(gòu)件節(jié)點(diǎn)零件的詳細(xì)編號(hào)，當(dāng)某個(gè)編號(hào)改變時(shí)，系統(tǒng)將對(duì)其所有關(guān)聯(lián)的紙編號(hào)等進(jìn)行聯(lián)動(dòng)處現(xiàn)，使其保持編號(hào)的完整準(zhǔn)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(rèn)，土3生成的立面詳。

　　3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程計(jì)算簡(jiǎn)軟件加密校塊迮模于系統(tǒng)描板庫(kù)接口節(jié)點(diǎn)校板庫(kù)數(shù)庫(kù)接口節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)框架訝，工程數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)庫(kù)管理軸酬，圍節(jié)點(diǎn)渲染閣像，目庫(kù)接口I 1廠(chǎng)7理4.鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件發(fā)展前景中科輔龍公司與揚(yáng)子石化設(shè)汁院共同開(kāi)發(fā)的鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件03丁3161從，如己于2000年6月通過(guò)中科院與中石化的聯(lián)合鑒定，評(píng)價(jià)該軟件，達(dá)到了國(guó)際鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平。

　　隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展以及國(guó)家對(duì)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(jì)的計(jì)算機(jī)化將是必然的趨勢(shì)。鋼結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔。助設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有更廣泛的應(yīng)用前景。