[发明专利]一种钢框架结构智能优化设计系统的智能建模模块

说明书

本发明提供了一种钢框架结构智能设计系统的智能建模模块和方法，该模块包括人机交互信息单元、人机模型修改单元、内嵌规则及设计经验、智能修改信息单元。本发明的技术方案适用各种开发性的钢框架结构形式。采用此智能建模模块，通过人机交互信息单元几十个参数输入和选择即可将后续工作交给软件自动运行，智能构建出初始结构模型并可根据后续智能模块的互联互通自动迭代优化出最终结构模型，采用此智能建模模块，省却了设计师在钢框架结构设计过程中模型人工搭建、构件截面选择和布置、荷载布置、材料力学性能调整、参数设置等诸多工作量，大幅提升了设计效率和设计质量。

技术领域

本发明涉及一种钢框架结构的智能建模模块，具体涉及一种钢框架结构智能优化设计系统中的智能建模模块，此方法广泛适用于民用、钢铁、化工等钢框架结构的智能建模方法，尤其适用于电力行业的钢框架结构智能建模设计和方法。

背景技术

在钢结构设计领域，钢结构框架是应用较为广泛的一种结构形式。框架式的钢结构广泛应用在工业及民用建筑的各种用途当中，诸如民用项目的钢结构框架办公楼，工业项目中的各种钢结构框架工业厂房及各种钢结构框架支架平台等均是这种结构形式的应用体现。

在钢结构框架结构中，结构构件主要框架梁、框架柱、各级次梁、水平支撑、竖向支撑、支座等构件组成，结构受力主要有功能荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载等结构载荷。钢结构框架结构设计的依据主要有《钢结构设计标准》等相关规范规程。

在钢结构框架设计中，设计师目前广泛使用的有限元软件主要有PKPM、3D3S、STAAD.pro、MIDAS、SAP2000等大型有限元计算软件。但基于钢结构框架这种结构形式的特点和有限元软件的特点，设计师在进行钢结构框架设计时候，对于比较复杂的钢结构框架，其模型构建比较费时费力且容易出错，钢结构框架的结构构件截面需要设计师自己进行选取，在结构计算后，其计算结果文件内容繁多复杂，设计师需要在这些繁杂的结果文件中对计算结果进行人工查看梳理，并根据人工查看梳理结果进行结构模型体系及构件截面调整以求获得一个即安全又相对经济的结构模型。因此部分工作太过于繁杂，钢结构框架结构模型调整工作往往设计师在进行两三次调整满足安全要求后就不在进行结构优化工作，从而造成诸多钢结构框架工程设计结果出现用钢量较大的情况，甚至还有不少工程存在安全隐患问题。在钢结构框架图纸绘制过程中，常规设计时，设计师需利用有限元计算软件进行节点设计，然后才能进行图纸绘制工作。在图纸绘制中，PKPM、3D3S、STAAD.pro、MIDAS、SAP2000等自身软件绘制的图纸比较凌乱，需要设计师自己进行筛选和人工编辑等工作，图纸绘制工作量相对较大，影响设计效率。

基于钢结构框架结构设计计算的现有技术背景，我们开发了钢结构框架结构智能优化设计系统中的智能建模模块，该模块和智能计算、智能后处理、智能绘图三大智能模块相互联动，实现了钢结构框架结构结构方案计算机自动优化的功能并能快速绘图，全面解决了现有技术中的问题，钢结构框架结构设计计算效率大幅提升，工程安全性及经济性获得了很好的平衡。

发明内容

根据背景技术目前存在缺点，本发明在大型有限元计算软件上二次开发了一款钢框架结构智能优化设计系统，此系统以安全和经济目标要求为统领，由智能建模模块、智能计算模块、智能后处理模块、智能绘图模块四部分组成实现。四大智能模块之间参数信息互联互通，可以根据每次计算出的结果自动智能调整各个模块中的参数信息，最终迭代智能优化设计出钢框架结构即安全又经济的最终设计成果，达到既能大幅提高设计效率，又能提升钢框架结构安全性和经济性的多重目的。在智能建模模块中，钢框架结构智能建模模块主要按结构层为基础进行模型搭建，各层信息中包括框架柱、框架梁、各级次梁、水平支撑和竖向支撑。