轻型钢结构节点板三维设计方法的研究
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摘要
本文提出一种轻型钢结构的三维设计方法，着重研究节点和节点
板的智能设计方法。在该方法中，首先通过交互手段输入轻型钢结构
的三维线框简图、自动确定结构的几何和拓朴信息，根据设计要求输
入各杆件的型钢类型和在结构中的功能；然后，根据型钢类型、杆件
功能、钢结构设计知识以及焊接知识自动确定杆件的搭配关系、建立
杆件的方位布置确定规则和节点板设计的规则；最后，利用这些规则
来决定节点秆件连接关系、连接位置，确定节点板的类型、布置方位
和位置，实现三维钢结构的结构自动设计。采用面向对象的技术建立
轻钢结构的计算机表示模型，利用ObjectARX开发平台开发了一个轻
钢结构自动设计的原型系统并通过了几个实例验证。
A design approach to the 3D design of light steelwork is presented in this thesis. The intelligent design of the steelwork joint type and joint plate are studied. The design process of the proposed method is described as follows: the input of the method is the 3D sketch of a light steelwork, and the geometry and topology information of the members in a steelwork are established automatically. The steel types and function of the linked members are determined by means of interactive scheme according to the design requirements. And the arrangement of the steel members and their orientation are built according to the steel member's type, the function of the steel member, the knowledge of the steelwork and welding technology. Based on the above requirements and design knowledge, the design rules of the steelwork joint plate are established, and the joint locations, the type and the orientation of the joint plate are determined according to the design rules. Based on the oriented-object technology, a computer model of the light steelwork is established and a software prototype system of the intelligent design for light steelwork is developed by ObjectARX2000.
板的智能设计方法。在该方法中，首先通过交互手段输入轻型钢结构
的三维线框简图、自动确定结构的几何和拓朴信息，根据设计要求输
入各杆件的型钢类型和在结构中的功能；然后，根据型钢类型、杆件
功能、钢结构设计知识以及焊接知识自动确定杆件的搭配关系、建立
杆件的方位布置确定规则和节点板设计的规则；最后，利用这些规则
来决定节点秆件连接关系、连接位置，确定节点板的类型、布置方位
和位置，实现三维钢结构的结构自动设计。采用面向对象的技术建立
轻钢结构的计算机表示模型，利用ObjectARX开发平台开发了一个轻
钢结构自动设计的原型系统并通过了几个实例验证。
A design approach to the 3D design of light steelwork is presented in this thesis. The intelligent design of the steelwork joint type and joint plate are studied. The design process of the proposed method is described as follows: the input of the method is the 3D sketch of a light steelwork, and the geometry and topology information of the members in a steelwork are established automatically. The steel types and function of the linked members are determined by means of interactive scheme according to the design requirements. And the arrangement of the steel members and their orientation are built according to the steel member's type, the function of the steel member, the knowledge of the steelwork and welding technology. Based on the above requirements and design knowledge, the design rules of the steelwork joint plate are established, and the joint locations, the type and the orientation of the joint plate are determined according to the design rules. Based on the oriented-object technology, a computer model of the light steelwork is established and a software prototype system of the intelligent design for light steelwork is developed by ObjectARX2000.
引文
1．王国周、瞿履谦主编，钢结构原理与设计，清华大学出版社，2001，1
2．李风、陈琳，轻钢结构建筑的应用与发展，工程建设与设计，2000，5
3．轻型钢结构设计手册编委编，轻型钢结构设计手册，出版社 1996，5
4．李士才，黄永红，戴肖峰等，基于AutoCAD对象技术的钢结构CAD软件模型的研究，计算机辅助设计与图形学学报，1999，3
5．孙家广，计算机辅助设计技术基础，清华大学出版社，2000，9
6．刘晓平，陶小云，胡学刚等，工程设计系统功能与框架分析研究(上篇)——国内外建筑钢结构及节点设计软件概述，安徽建造，2000，6
7．石永久，CAD技术在钢结构设计中的应用，四川建筑科学研究，1996，1
8．宿明彬，谭近，孙成疆等，当前钢结构设计软件的情况及自主开发软件的发展趋势，钢结构，2001，1
9. 3D3S homepage(http://www.tj3d3s.com).Shanghai Tongji Chuangdi Computer software Co.Ltd.
10．田景成，虎嵩林，刘晓平，钢结构节点设计中模板技术的研究和应用，计算机辅助设计与图形学学报，2000，9
11．钢结构设计 PDsoft SteelWorks,www.pdsoft.com.cn
12．吴玉光，郭俊，一种焊接机架的智能设计方法，计算机辅助设计与图形学学报，2001，12
13．葛雁平，于铁峰，尚凤武等，面向对象的建筑构件信息建模，工程图学学报，1997，1
14．葛雁平，姜卫杰，面向对象技术在建筑信息模型中的应用，山东建筑工程学院学报，1995，6
15．孙林夫，工程结构设计模型的建造，计算机辅助设计与制造，1995，7
16. Li Shi-Cai,et al.The Study of Steel Structure Modeling Based on Object-Oriented Technique in AutoCAD.Journal of Computer Aided Design & Computer Graphics,1999,11(3)
17．孙正兴，丁秋林，余晶等，基于特征的零件信息模型研究，计算机辅助设计与制造，1995，7
18．涂伯颜，王英基，黄永红，面向对象方法构造基于特征参数化的CAD系统的存储模型，计算机工程与应用，1998，10
19．郭俊，焊接机架智能设计的研究，河海大学硕士论文，2001，3
20．罗浩，陈立平，周济 基于约束的几何设计系统原理及实现，计算机应用研究，1996，5
21. Gross M D et al.Constraints:Knowledge representation in design.Design Studies,July 1988:133-143
22．李和华主编，钢结构连接节点设计手册，中国建筑工业出版社，1999，12
23．吴玉光，杨兵，一种角钢节点的自动设计方法，河海大学常州校区学报，2002，1
24．朱海东，刘良华，董海宁等，Visual C++6使用详解，1999，7
25．康博创作室，AutoCAD2000使用大全，清华大学出版社，1999，11
26．余承飞，方勇，AutoCAD2000二次开发技术(ObjectARX)，人民邮电出版设。1999，8
27．李世国，AutoCAD高级开发技术—ARX编程及应用，机械工业出版设，1999，9
28．殷人昆，陶永需，数据结构C++描述，清华大学出版设，1999，7
29．陈元琰，张晓竞，计算机图形学实用技术，科学出版社，2000，9
30．贾根莲，袁正刚，黄晓剑等，钢结构模型拓朴结构的智能点描述和约束布置，计算机学报，2000，9
2．李风、陈琳，轻钢结构建筑的应用与发展，工程建设与设计，2000，5
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29．陈元琰，张晓竞，计算机图形学实用技术，科学出版社，2000，9
30．贾根莲，袁正刚，黄晓剑等，钢结构模型拓朴结构的智能点描述和约束布置，计算机学报，2000，9