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三維鋼結構CAD系統膜結構設計的研究與開發

1引言計算機輔助設計，41爪作為新代制造技術的核心，推動了幾乎切領域的設計和制造不命，從根本上改變了過去的手工繪發交互設計用數據文件發送產品定義在統的數字化產品模型下進行設計打樣分析計算工藝計劃工藝裝備設計數控加工質貴控制編印維護手冊并組織構件定貨等。

　　鋼結構膜結構設計的典型特點是設訃仟務，艱巨計算煩瑣需要管理的信息量龐大。這樣的工作正是，技術的強項。同以產品制造為主的行業不同，鋼結構膜結構設計項目中使用到的大多都是完全標準化的構件，構件的制造任務不象機械零件的生產加工任務那樣繁雜，基本上都可以在外購標準原材料的基礎上，進行簡單的加工來完成。

　　隨著世界各國鋼鐵工業的飛速發展，鋼結構膜結構工程的應用如火如荼，為加速設計進程，對市場作出快速反應，鋼結構膜結構，六，系統的撲發及，用就顯得尤為重100080北京2704儕箱中關村科學院南路輔尼公公司網址1沖認柬，叫的陽。，1；產品網2048江辦南京市人；區揚子石油化丁議汁院成1仙，1屯以0257783581要。鋼結構膜結構的設計方案與風格因國家因領域因行業而有所不同?？v觀國外鋼結構膜結構六，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，而國內的工廠設計行業在進行具體的設計過程中，既可能采用國內標準，也可能采用國外標準，而大多數情況下是以國內標準為主。

　　型鋼等材料類型規格不適應國內工程設計要余。國外軟件所提供的形，有很多與國內的方法不致。

　　繪制的工程紙不符合國內行業習慣。

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

　　伴隨著國外系統的引進和吸收，國內鋼結構膜結構計算機輔助設計軟件的研究與丌發也致在進行中，涌現出些比較好的系統，如中國建筑工程總公司研制結構系統等。就國內鋼結構膜結構計算機輔助設計的研究與開發，可以發現以下幾點考慮到我國的具體情況，國內的應用軟件開發主要是微機版的，這為小設計院的推廣打下了基礎。

　　些大的設計單位和科研院所對結構計算力學分析有較多的研究，針對建筑行業的軟件，從標準到設計習慣與工業行業有定的差距。

　　對于鋼結構膜結構的詳細節點設計方面，目前還未形成完整的解決方案。節點設計的屬本策略是事先固定做好幾種節點設計形，供設計者選用套用。

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

　　2.鋼結構膜結構計算機輔助設計中的關鍵技術在鋼結構膜結構設計中，設計者所使用的構件往往都己經標準化系列化規格化，即使足非標準構件，其形狀也比較規則，對應的加工方式種類也有限。因此，鋼結構膜結構，系統研究的重點更多聚集在模型建立和適應工廠行業特征的設計方法探索方面。丁程上要求用最優的模型簡化問的求解過程，以期避開具休的技術難，私能地將實現落到成熟穩定的方法之上。開發適合我國國情建模技術建模技術是，主要研究問之，模型建立的好壞直接關系到軟件的性能和功能。對鋼結構膜結構，軟件來說，模型應能描述如下幾個方面構件結構的所有元素，包括元素的工程屬性幾何屬性內部數據關系等；元素之間的關系；設計規范和經驗約束維建模是目前，建模的主流，鋼結構膜結構0人0維模型主要包括個方面結構模型計算模型節點模型。

　　結構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構膜結構構件的幾何和工程信息拓撲模型主要描述構件間的拓撲關系。

　　計算模型描述結構分析計算所需要的數據和生成的數據。這些數據主要有約束荷載信息和結構分析后的內力位移信息。

　　節點模型描述構件間的物理連接，主要有節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力分析內力不利組合極限狀態結構驗算結構優化計算書生成等過程。如果能夠實現如上所說的體化結構計燈，將火大減輕設計人員的工作量。

　　節點設計節點設計包括節點選型計算形設計組合碰撞處理歸并等功能。

　　0動完成節點設計是自動完成上述瑣碎而費，的節點設計過程。節點類型繁多，流程難于用計算機語言描述，沒有統的設計標準，規則難于提煉是制約節點自動設計的關鍵問。

　　鋼結構膜結構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建修改刪除等操作，也可對因此，個方便適用的鋼結構膜結構計算機輔助設計系統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注的問。

　　3.應用實例七05丁5166，3系統030丁3以，±5是中科輔龍計算機技術有限公司同揚子石化設計院聯合開發的具有自主版權的軟件。它在提供強大便捷的維建模能力的同時，強調系統對不同行業標準企業慣例以及設計人員習慣的適應能力；強調滿足國內爪戶對節點設汁和出等環節的特殊需求，實現了可定制的個性化節點設計以及全而的模型節點以及構件紙的自動生成功能。系統還廣泛應用基于模板的設計技術，致力于為提供用戶深入到系統的設計環節中的開放渠道，將設計人員的經驗方便地添加到系統當中，使軟件產品在實踐的應用中不斷增值。

　　3.1050丁5166，43系統開發環境在研究的薟礎上，選擇，59598環境的以，0014平臺作為軟件運行環境，實現了功能基本完整的鋼結構膜結構，軟件。軟件研制過程中，充分利用了，和7；5的10++等工具提供的面向對象的功能。

　　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，發即可使用。該系統中提供了國標和行標的標準庫和國家規范中的計算節點模板庫，使設計人員能集中靜力進行設計，不丙進行其不熟悉的工作，從而提高設計和工作效率。

　　企維建?？稍谄矫媪⒚婕叭我饩S視上進行結構約束及荷載布博荷載約束布置和節點設計建模，可以設計構架管架塔架樓梯欄桿支架等結構。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構膜結構的桿件多，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。

　　全自動的節點設計軟件采用模板方式進行節點連接的自動選型設計，軟件預定義了豐富的節點模板庫，可以涵蓋桿件間接高強螺栓連接等數以力計的節點連接形式目前的節點的選型設計涵蓋了各種現場焊接的節點形式，在下版中將包括高強螺栓連接和工廠制作節點同時允許利用模板定制自己的節點連接形式系統具有自動完成節點設計所需要的數據采集節點選型計算歸并最終生成標注齊全系統提供節點形預覽功能，用戶可對節點形進行交互修改，也可通過修改桿端力來修改節點板尺寸，4是，050丁566也5設計囹4上蓋板模板在柱中凹面杵中平面柱頂的不同現強關聯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；系統自動完成整套紙的統排序編號和構件節點零件的詳細編號，當某個編號改變時，系統將對其所有關聯的紙編號等進行聯動處現，使其保持編號的完整準確系統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系統結構流程計算簡軟件加密校塊迮模于系統描板庫接口節點校板庫數庫接口節點設計框架訝，工程數據庫，數庫管理軸酬，圍節點渲染閣像，目庫接口I 1廠7理4.鋼結構膜結構計算機輔助設計軟件發展前景中科輔龍公司與揚子石化設汁院共同開發的鋼結構膜結構計算機輔助設計軟件03丁3161從，如己于2000年6月通過中科院與中石化的聯合鑒定，評價該軟件，達到了國際鋼結構膜結構領域的同類產品的先進水平。

　　隨著我國鋼鐵工業的飛速發展以及國家對基礎設施改造工作的深入。鋼結構膜結構設計的計算機化將是必然的趨勢。鋼結構膜結構計算機輔。助設計系統具有更廣泛的應用前景。