[发明专利]钢结构框架结构智能优化系统及方法

权利要求书

1.一种钢结构框架结构智能优化设计系统，其特征在于，基于现有PKPM、MIDAS大型有限元结构计算软件平台上进行二次开发，所述系统包括智能建模、智能计算、智能后处理、智能绘图四大模块：

智能建模模块，与智能计算模块、智能后处理模块、智能绘图模块连接，用于钢结构框架结构的初始化参数建模；内嵌有框架层构建模板，用于自动辨别主次梁级别并自动进行构建初步截面选取；此钢结构框架结构为开放性框架结构，通过结构层进行整体结构构建；智能建模模块设置诸多参数化菜单，这些菜单通过各种具体参数将钢结构框架梁柱支撑详细构件截面参数化、支座参数化、荷载设置参数化、工程条件参数化；这些参数菜单填毕后，一键生成钢结构框架结构计算模型，此结构模型已在智能建模菜单中内嵌了工程条件信息、荷载信息内容，直接进行结构计算；智能建模模块填写参数后一键形成模型或者手动进行修改编辑；智能建模模块同后续智能计算、智能后处理、智能出图相联结，信息联动；智能建模模块与智能计算、智能后处理模块通过构件体系变化、截面变化优化措施进行联动和迭代优化，智能建模模块与智能绘图模块通过构件信息进行联结；

智能计算模块，与所述智能建模模块和智能后处理模块联接，当智能参数化模型结构计算判断结果显示安全指标和用钢指标不满足时，调用所述智能建模模块通过自动体系调整和构件截面调整方法进行模型迭代优化计算，然后再调用所述智能后处理模块进行综合判断，直至所述智能后处理模块的判断结果为安全指标和用钢指标均满足时，停止进行迭代优化计算，最后再对比所有体系模式的钢结构框架结构模型的用钢量，当所述判断结果显示安全指标和用钢指标均满足时，再对比所有体系模式的钢结构框架结构模型的用钢量，直接输出用钢量最小的钢结构框架结构模型作为最终的建模结果并将迭代优化后的构件和体系赋予最终模型；

智能后处理模块，用于对所述智能建模模块的计算结果及优化过程中每一次迭代优化后的模型计算结果进行综合，并根据预先输入的安全指标和用钢指标对所有钢结构框架结构模型的综合结果进行判断，将判断结果输入到智能建模和智能优化计算模块，在安全前提下，根据后处理计算结果，对工程模型中的构件截面进行组合修改后进行自动智能优化计算，最终达到安全前提下工程模型中的各个结构体系下的所有构件截面均达到最优值、使整个工程模型用钢量达到最小的效果；此智能后处理模块根据智能优化计算阶段设置的优化次数进行一次次组合试算，并将最终安全前提下的最优用钢量结果的结构模型数据联动到智能建模模块进行定型，对此定型后的模型进行计算结果输出，此计算结果输出是安全前提下的计算模型计算书；

智能绘图模块，与所述智能建模模块、智能优化计算模块及智能后处理模块连接，用于基于现有钢结构软件计算平台，根据所述计算及后处理结果进行自动定制绘图，对计算结果按单线图形式进行自动绘图和智能拼图并根据参数化内容自动选择节点大样进行施工图纸绘制。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述钢结构框架智能优化设计系统通过安全指标和经济指标进行控制，安全指标包括结构模型整体方面的模型最大位移比、震型、层间位移比、周期比，刚度比，承载力比、剪重比和刚重比，还包括构件层面的应力比、梁挠度、长细比、宽厚比指标，经济指标是体积用钢量进行控制，钢结构优化方法包括体系优化和杆件截面优化。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述迭代的次数可以根据设计师对项目的精度要求进行参数设置，为5-10次；

所述智能优化计算模块进一步用于：在完成所述迭代次数后，如果判断结果显示安全指标或用钢指标仍不满足时，提示进行人工干预。