钢结构构件设计的CAD技术

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1、第３０卷第４期东南大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ３０Ｎｏ４２０００年７月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｊｕｌｙ２０００钢结构构件设计的ＣＡＤ技术舒赣平范圣刚（东南大学土木工程学院，南京２１００９６）摘要介绍了在钢结构构件设计中的一些ＣＡＤ技术．主要是通过利用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ来编制钢结构软件，并与建筑结构设计软件（如ＰＫＰＭ，ＴＢＳＡ，ＳＡＰ９３等）接口，使钢结构的构件计算与截面选择均由计算机来自动完成，从而大大减少了在钢结构设计中的大量繁琐计算，进而提高了

2、钢结构的设计效率．为了便于计算机直接选择钢结构构件截面，该过程还将利用ＡＣＣＥＳＳ９７来编制钢结构材料库．关键词钢结构；建筑结构设计软件；构件计算；材料库分类号　ＴＵ３１１４１国内有关钢结构设计方面的软件较少，除了少数比较专业化的钢结构软件外（如同济大［１］学开发的３Ｄ３Ｓ空间杆系钢结构ＣＡＤ软件），国内几乎没有关于钢结构设计方面的软件，尤其是关于钢结构构件设计方面的软件．在钢结构设计中，构件计算（如构件强度、稳定及刚度计算）和构件截面选择等方面均是一项比较繁琐的工作，有关钢结构构件设计计算的软件有待开发．目前，随着计算机技术的迅猛

3、发展，出现了ＶｉｓｕａｌＣ＋＋和ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ等面向对象式的高级语言，这些高级语言均克服了过去过程化语言（如Ｃ，ＦＯＲＴＲＡＮ，ＰＡＳＣＡＬ等语言）的缺陷，即克服了所谓的“软件危机”的缺陷．在ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ语言中主要是以对象为实体，利用这种语言来编程可以非常容易地使程序实现界面化，再通过截面窗体很方便地将结构设计计算的结果提供给用户．因此，可以在钢结构设计计算中引入ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ来编制一套钢结构软件．该软件编制主要通过利用ＰＫＰＭ，ＴＢＳＡ，ＳＡＰ９３等建筑结构软件作为前处理过程，调用它们计算出的数据结果．然后

4、，再通过由ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ编制的程序进行钢结构构件的强度、稳定及刚度等计算，并从材料库中选出构件的型号，同时将该型号构件的截面尺寸和截面特性以一定格式［２］输出到某一输出文件中．最后再利用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ中ＯＬＥ（对象链接与嵌固）技术将该结果连接到ＡｕｔｏＣＡＤ中，从而实现与ＡｕｔｏＣＡＤ接口．１　程序编制的思路过程首先，利用建筑结构软件（如ＰＫＰＭ，ＴＢＳＡ，ＳＡＰ９３等）计算出钢结构中的各种构件内力及一些计算信息；然后，将这些信息以一定格式读取到该程序的界面部分中．在程序的界面部分，通过一定的人机对话方式来利用这些内力

5、及计算信息进行截面设计计算，并根据计算结果从事先编制好的钢结构材料数据库中选择一个较接近的截面尺寸；同时，以窗体的方式向用户提收稿日期：２０００－０３－２７．　第一作者：男，１９６４年生，博士，副教授．第４期舒赣平等：钢结构构件设计的ＣＡＤ技术５５供该截面的截面尺寸和一些截面特性．在所有构件截面均已设计计算完之后，该程序又以２种方式向用户提供查询截面信息：一种方式是以一定格式将计算结果输出到指定的数据文件中；另一种方式是通过ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ中ＯＬＥ技术将计算结果以图形形式在ＡｕｔｏＣＡＤ中显示出．通常用户是比较喜欢后者，因为该方

6、式很直观．该程序编制的整个思路可以用图１直接显示．图１　程序编制思路图２　数据库的编制要想用计算机来实现自动选择截面，必须要用数据库软件编制出钢材的材料库．目前，常用的数据库软件有ＡＣＣＥＳＳ９７，ＤＢＡＳＥ，ＦｏｘＢＡＳＥ等．材料库的编制可以说是用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ进行数据库编程的基础．同时，在材料库的编制过程中还要利用ＯＬＥ技术，通过该技术可以在材料库中形成钢结构各种构件的截面几何尺寸图形．目前，国内使用的钢结构构件截面形式主要有：热扎工字型截面、槽钢截面、槽钢组合截面、角钢截面、角钢组合截面、Ｈ型截面、圆管截面、方管截面．［

7、３］针对上述各种不同截面形式，在材料库的编制过程中，采用了ＡＣＣＥＳＳ９７数据库软件来编制出其对应的钢结构截面材料库，并在各种截面的材料库中，按一定的顺序将各种不同的截面型号、截面尺寸、截面特性排列起来，以方便在ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ中采用数据库编程技术并按一定的判别条件从材料库中选择一个最佳的截面型号．３　建筑结构设计软件的接口技术该程序的编制思路是：首先，利用建筑结构设计软件计算出钢结构中的各种构件内力及信息．其次，如何将这些内力及信息读取到本程序中来．这将涉及到ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ与建筑结构设计软件的接口技术．该接口技术主要是

8、利用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ中没有启动窗体的启动过程，在ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ编制的应用程序启动时不加载任何窗体，即利用ＳｕｂＭａｉｎ过程为启动过程．在ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ的标准模块（Ｍｏｄｕｌｅ）中创建一个名为ＳｕｂＭ