探讨CAD技术在钢结构设计中的应用

刘 红 徐志强

（辽宁 沈阳 110000）

1 钢结构中CAD技术的应用现状

1.1 制造集成化以及计算机的辅助设计

一些较为发达的国家，研究钢结构中的CAD系统中，是制造集成化以及计算机辅助设计时期，对于三维模型技术的合理利用，可以将较为繁琐的结构实体生成，同时可以对标准节点以及结构构件的设计自动完成，然后会将工厂车间中所加工的图纸产生，能够和数控机床结合，将数据交换实现，结果文件的加工能够在加工方面使用，设计者还能够按照自身的具体需求来把节点细致修改。就三维技术而言，实体结构模型的形态，设计者能够在屏幕上观看，可以在第一时间对问题分析，同时对其修改。

1.2 计算机的辅助分析

应用有限元技术可以在结构设计过程中，将计算机辅助技术有效推动。所谓有限元技术就是将求解区域的复杂性，分割成一些形状较为简单的小型单元，将这样离散化的方式有效应用，就能够将温度、压力、位移以及应力等问题，衍变成几个单元节点的场变量值。这样的方式可以将代数方程组获得。在精度的求解方面所使用的是单元、单元类型以及数量的插值函数。并且，已经普及到工程技术中，例如：MARC、ANSYS、ABAQUS等软件，都能够开展结构的复合材料力学分析、断裂分析以及弹塑分析、动力分析以及静力分析等。这些软件的应用，一方面能够将结构分析设计完成，还能够按照设计者的需求来将节点的大样图纸，和工程的设计图纸完整绘制。

1.3 计算机的辅助设计

结构设计软件可以把不同性质的材料特点以及设计规范完善考虑，按照工程设计的具体要求，CAD系统得以形成。国内的一些钢筋混凝土的CAD系统，在开发问题上较为灵活，一方面能够开展基本构件的设计，以及结构的计算分析流程，另一方面还能够按照不同的要求对施工的图纸自动生成。一些钢结构的分析能够应用在CAD系统中，可是和钢结构的具体需求上，还是会存在着一定的差异性，不能够细致的考虑到整体的结构设计。钢结构在设计方面，当前所使用的方式要将专用软件或者通用软件所完成的构件设计、结构的分析设计放在首位，此外，还要使用AutoCAD等绘图系统对图纸进行全面的绘制。例如：梁支撑节点、柱间支撑、吊车梁的牛腿节点、柱脚的节点、柱与梁的拼装节点等都是手工对其完成的。

2 CAD技术在钢结构设计中的应用

2.1 结构CAD和结构CAD的系列化

在设计行业中，应用的十分普遍的则为结构CAD，在理想化上结构CAD也有着一定的效果。结构CAD系列在开发的过程中，拥有着较大的工作量，一方面会存在着图形的现实，另一方面还会包含不同的规范要求和计算理论，同时还会要求在绘制施工图纸方面，要应用较为高端的自动化程度来完成。在当前，国内的CAD系列软件，在使用的过程中较为普遍的为TBSA、PKPM系列等，这些类似的软件，在推广应用的阶段，都将建筑结构的设计水平有所提升，让建筑业在发展的过程中，体现出了显著的推动性作用。

2.2 结构的分析计算

在早期，计算机的数据计算应用在了建筑工程领域中，进行了结构的设计和分析。在结构的设计和分析中的软件，可以在输出和熟人中使用数据文件形式，在工程中的一次结构分析中，有必要进行许多次的设计流程，在每一次都需要修改其数据文件，在应用方面不是非常便利，误差经常会出现。

2.3 前后处理的结构计算

数据的文件想要将修改的频率有效降低，前后处理的结果分析软件得到了全面的研究。此计算软件使用了人和机交互的方法，把数据准确熟人，可以变得准确、直观、简便，同时还能够将工作效率大大提高，可是此计算软件在结构的处理方面相对是较为规则性的，针对繁琐的结构形式在使用方面，存在着一定的制约性。

3 CAD系统的展望

我国的网络技术在不断的发展，那么CAD系统在应用方面会在最大程度上将新型的基于得到提供，会将工程项目作为主体，对其分散给不同的设计人员，成功的让一个虚拟群体组成，不同的障碍会达到超越的功效。例如：不同形式的计算机应用系统、应用领域以及地理位置等，进行协同性的工程项目设计。同时，这样的方面能够让不同领域中的专家把工作的结果清晰了解，还会拥有同一个目标对其努力。在CAD技术和计算机技术的普遍应用，一些有关的不同专业以及结构设计，一定会让集成化系统有效形成，在系统的功能方面也会逐渐增强，能够将整体的效率在设计方面逐渐提升。

4 总结

根据以上的论述，钢结构是我国应用较为广泛的工程，那么在分析实用化、商品化的CAD系统是非常重要的。在研究CAD技术的过程中，一定要将计算机硬件透彻了解，才可以把钢结构的设计需求有效掌握。施工图中的自动生成能力是CAD技术的基本性能，要把专业类库有效建立，钢结构能够组成的基本对象为型钢、焊缝、螺栓以及钢板，CAD能够让具有实际意义的结构对象得出，让手工的设计和系统设计保持统一。因此，要力求在钢结构设计中普及CAD技术的应用。

[1]武贵中，陈伯芳，章军，刘正元.CAD技术在钢结构设计中的应用[J].鸡西大学学报，2004（06）.

[2]章军，陈宏，徐霞，刘正元，陆祥生.钢结构设计中CAD技术的发展[J].钢结构工程研究（四）——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2002年学术交流会论文集，2002（11）.