钢结构三维设计平台研究—钢结构节点三维虚拟仿真系统

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1、摘要摘要目自F建筑钢结构设计生产中存在一个重要的问题，就是效率低下，重复劳动。钢结构的节点设计非常复杂，绘图工作量大，重复工作多，基于三维设计平台的钢结构设计详图系统是解决这个问题的良好方法。本文论述了大型钢结构CAD软件的功能、结构和丌发中的若干关键技术。该软件建立了符合钢结构特点的三维实体操作系统，引入虚拟设计，提供一整套符合工程师习惯的连接设计方法和单元、节点等操作功能。关键技术包括三维实体造型和显示，钢结构数据模型的定义，节点数据模型的定义和节点设计等。三维设计平台部分简述了软件的基本功能模块，包括：辅助视图操作、柱网和网格、实体添加

2、、编辑功能、节点添加和编辑、其它辅助工具等。在三维实体造型部分，介绍了实体造型的基本模型，着重介绍了边界模型的数据结构和实现方法。本软件中对半边结构进行了改进，利用欧拉算子实现三维实体的构造和切割、倒角、开洞等局部编辑。在三维实体的显示方面，利用OpenGL库函数，结合半边结构，实现三维实体的各种效果的显示，如光照和消隐等，以及平移、旋转、缩放等视图操作。钢结构数据结构定义部分，采用面向对象思想，建立了构件为中心的拓扑结构，构件是施工的最小单位，单元、连接件、焊缝、螺栓是构件的基本组成元素。连接件、焊缝、螺栓连接构件的不同部分，同时也形成构件

3、的一部分。刁i属于某个构件的连接什、焊缝、螺抡则被认为是游离的——现场纽装的。该结构‘I实际的发汁施工概念一致。节点设计部分，对连接件的连接形式进行了分类描述和特征分析，设计了用于节点设计的各个连接件，包括用于腹板翼缘的类垂直连接件、用于平接的类平行连接件、加劲肋系列、单元内的加劲肋等，运用这些连接件进行方便的组合，实现节点的灵活设计，极大的减少了软件开发量。节点设计采用的结构设计公式均按照国家规范，本文论述了三个典型的节点一檩托节点、刚接柱脚节点、大小柱牛腿连接的设计方法和过程。关键耐：钢结构，计算机辅助设计，实体造型，半边结构，OpenG

4、L节点设计AbstractABSTRACTNowadays，oneimportantproblemofsteelstructureproductionislowefficiencyanditerativework．Sincesteelpaneldesign，whichinvolvesheavydrawingworkloadanditerativework，iscomplicated，steelstructuredetaildesignsystembasedon3Ddesignplatformisabestwaytosolvetheproble

5、mstated．Inthedissertation，alarge—scalesteelstructureCADsoftwareisdiscussedaboutitsfunctions，structureandseveralkeytechnologiesinitsdevelopment．TheCADsoftwaresetupalarge-scale3Doperatingenvironment，whichsuitsthecharacteristicsofsteelstructures，thusitlaysafoundationfortheenti

6、resteelstructuresoftwaresystem．TheCADsoftwarealsofoundsacharacteristic—suited3Dgeometricoperatingsystem，introducesfictitiousdesign，andoffersawholesuitofconnectiondesignmethodsandoperatingfunctionsofmembersandpanelpointsaccordingtothepracticeofengineers．Thekeytechnologiesinv

7、olvedare3Dgeometricmodelinganddisplay，definitionofsteelstructuresdata-model，definitionofpanelpointsdata·model，panelpointsdesignandSOon．Thepartabout3DdesignplatformbrieflystatesthebasicfunctionmodulesoftheCADsoftware．Therelatedmodulesareaidingviewoperations，columngridandgrid

8、ding，geometricaccession，editfunctions，panelpointsaccessionandedit，andotheraidingto