CN112507406B - 一种钢框架结构智能设计系统中的智能计算模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢框架结构设计系统的智能设计系统的计算模块，该模块对钢框架结构计算前处理进行了研究总结并形成了前处理系列模板，该系列模块还形成了针对钢框架结构构件的截面库。另外，在系列模板中，针对钢框架结构，该智能计算模块还对抗体系划分、刚铰划分等设计经验参数进行了计算机化内嵌。在结构计算过程中，该智能计算模块自动对钢框架结构的三个结构体系进行迭代优化计算并最终优选出最优计算结果，在每个结构体系迭代优化计算过程中，开发了通过过应力比计算调整、位移计算调整、长细比计算调整等形成的大小迭代优化循环计算，保证了迭代优化的质量。

Description

一种钢框架结构智能设计系统中的智能计算模块

技术领域

本发明涉及一种钢框架结构的智能计算模块，具体涉及一种钢框架结构智能设计系统中的智能计算模块，此模块广泛适用于电力、钢铁、化工等行业的钢框架结构的智能计算方法，尤其适用于电力环保行业的钢框架结构的智能计算。

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。

在钢框架结构设计中，很多设计师-采用PKPM、MIDAS、STAAD.PRO、SAP2000、ANSYS、ABAQUS等大型有限元计算软件进行钢框架结构设计和计算工作时，鉴于钢框架结构构件复杂和大型有限元软件操作复杂，这种设计也仅限于部分设计师能够掌握，此种结构设计方式结构建模还比较复杂，设计效率有待提高。

整体来将，钢框架结构设计，目前技术主要存在以下问题：

1、大型有限元结构计算仅能针对一个结构模型，钢框架结构在常规计算时往往需要设计师在不断人工调整模型才能进行下一次结构计算，过程比较复杂。结构计算和结构模型调整不能进行计算机自动后台自行联动；

2、在每次结构计算时，用户需要自行设置计算的有关设计参数，比如构件连接信息、荷载组合等有关计算前处理信息需要设计师自行设置，这些设置比较繁琐且容易设置不合理以至影响到最终的计算结果。

上述问题是目前常规钢框架结构采用有限元计算时普遍存在的问题，这些问题因为采用大型有限元软件计算，在结构计算时需要用户进行大量的计算前处理工作，这些前处理工作具有开放性，可以按设计师的经验及理解进行设置，方便了人工的干预，但这也加大了设计师的工作量，并且同时为结构计算带来了安全和经济上的风险。

发明内容

-根据背景技术目前存在缺点，根据钢框架结构具有相对规则的特点，提出了钢框架结构智能优化设计系统中的一种钢框架结构智能设计系统中的智能计算模块。

根据大量设计经验，钢框架结构类型相对比较规则，钢框架结构计算前处理参数设置也基本类似，根据钢框架结构的这些特点，在本发明中，将常规钢框架结构计算前的前处理工作进行了系列封装，并将结构计算和结构建模及结构后处理进行了联动，实现了无人工干预的结构计算功能，并且本发明还可根据计算结果与智能建模模块和后续的智能后处理模块产生联动，将结构模型的计算结果与智能模块中的安全指标和经济指标进行对比，对比不满足的自动调整结构模型并再次计算，再次对比，从而形成迭代循环，直至结构计算结果满足安全指标和经济指标为止。

智能计算模块整体来将包括前处理封装系列模板和迭代优化计算联动调整模板；

前处理封装包括构件优化截面库和设计参数模板固化模块；

迭代优化计算连动调整模块包括：结构体系选择模块、结构模型计算模块、应力比构件截面调整模块、位移构件截面调整模块、长细比构件截面调整模块、宽厚比构件截面调整模块、模型最大位移构件截面调整模块、震型构件截面调整模块、层间位移比构件截面调整模块、周期比构件截面调整模块、刚度比构件截面调整模块、承载力比构件截面调整模块、剪重比构件截面调整模块和刚重比构件截面调整模块；

迭代优化计算连动调整模块中模块工作形成迭代计算循环，并通过分别对迭代优化计算连动调整模块中各模块调整工作将构件截面调整成即满足安全要求又满足经济要求的最优结构模型固定为中间结构模型结果，在完成第一次中间结构模型固定后，再重新进行循环，本发明的技术方案会自动选取另一个结构体系进行初始结构模型计算，再根据应力比构件截面调整、位移构件截面调整、长细比构件截面调整及后续系列的构件截面调整进行二次迭代优化计算，形成下一个结构体系的中间结构模型结果，最后根据三个体系的中间结构模型结果经济性指标进行对比，选择最优经济性指标的中间结构模型作为最终结构模型。

钢框架结构构件包括框架柱、框架梁、各级次梁、水平支撑和竖向支撑。

框架梁、框架柱、各级次梁截面库设置为成品H型钢、水平支撑截面库、竖向支撑截面库设置为成品H型钢或钢管。本发明中的构件截面库，支持用户截面的输入，每次用户截面的输入，相应截面信息自动录入截面库中。

在钢结构设计中，在结构计算前，往往需要对一些设计参数等一些前处理数据进行选择和调整。钢框架结构计算中，鉴于钢框架结构的相对规则性，本发明中对这些设计参数根据地震信息进行了设计参数固化，形成了相对固定的设计参数模板，当用户在智能建模模块选择了工程地震信息后，智能计算模块自动匹配相关的设计参数进行结构计算的对应。

迭代优化计算联动调整模块部分包括结构体系选择模块、结构模型计算模块、应力比构件截面调整模块、位移构件截面调整模块、长细比构件截面调整模块、宽厚比构件截面调整模块、模型最大位移构件截面调整模块、震型构件截面调整模块、层间位移比构件截面调整模块、周期比构件截面调整、刚度比构件截面调整模块、承载力比构件截面调整模块、剪重比构件截面调整模块和刚重比构件截面调整，其中，结构体系选择包括三个结构体系，这三个结构体系用户自行设置确定；

在智能建模模块形成钢框架初步结构模型时后，此初步结构模型也首选体系一的结构体系，本发明的技术方案根据此结构体系的初步结构模型进行结构计算，形成第一次计算结果后处理内容(模型安全性和经济性计算结果)，在第一次计算完成后，本发明的技术方案调用智能后处理计算结果，首先将结构各个构件的应力比与智能建模模块中的安全目标进行对比分析，并将应力比较大的超过安全指标的构件截面规格进行上调，将应力比较小的受力富裕度较大的构件截面规格下调，调整时自动修改智能建模模块中的智能修改信息菜单中内容。通过第一次结构构件截面调整后，智能计算模块再根据调用修改后的智能建模模块结构模型进行二次计算形成新的构件安全性及经济性后处理结果，对不满足应力比安全指标要求的结构模型构件进行二次调整，如此反复，形成钢框架结构模型应力比指标符合安全性指标的结构模型；

在结构应力比指标安全性指标满足要求后，再进行结构位移安全性指标对比和模型调整及结构计算，步骤同应力比指标调整。位移指标主要为框架梁及各级次梁的局部挠度位移。在结构模型通过不断调整计算后使位移安全指标满足要求后，再进行结构模型钢框架结构模型长细比安全指标的对比和模型调整及结构计算，步骤亦同应力比指标调整。在每次模型计算后，均形成结构模型的安全信息及经济信息后处理结果。同以上内容相似，后续进行宽厚比、模型最大位移、震型、层间位移比、周期比、刚度比、承载力比、剪重比、刚重比等相关构件截面调整工作。

其中应力比构件截面调整、位移构件截面调整和长细比构件截面调整等截面调整工作形成迭代计算循环，将通过构件截面调整成即满足安全要求又满足经济要求的最优结构模型固定为中间结构模型结果，在完成第一次中间结构模型固定后，再重新进行循环，智能计算模块自动选取另一个结构体系进行初始结构模型计算，再根据应力比构件截面调整、位移构件截面调整、长细比构件截面调整进行二次迭代优化计算，形成下一个结构体系的中间结构模型结果，最后根据三个体系的中间结构模型结果经济性指标进行对比，选择最优经济性指标的体系结构模型作为最终结构模型，在上述迭代优化计算过程中，构件截面优化调正不但调整应力比过大、位移过大等安全指标不满足要求的构件，还调整应力比过小、位移过小等安全指标富裕较大的构件截面，即构件截面优化调整是同时进行安全性调整和经济性调整，在调整过程中，根据上一次计算结果，将构件截面较小的构件调大，将构件截面较大的构件截面规格调小，最终优化调整成安全性和经济性均较优的最终结构模型。最终结构模型的计算结果传递给智能后处理模块形成最终的计算书成果，智能计算模块计算完成的最终的结构模型信息再传递给智能绘图模块，形成最终的图纸成品。

因钢框架结构是一种类型较规则的结构，在钢框架结构按常规有限元计算时，计算前每个结构模型都需要设计师进行模型人工前处理工作，计算后还需设计师自行人工查看模型的后处理结果，设计师再根据模型计算的后处理结果进行手动模型调整并再次计算。因为此过程的复杂性，通常情况下，进行的模型计算基本在5次以下，最终工程计算结果往往都有较大的结构安全富裕度并还可能存在个别结构构件有安全隐患的情况出现。常规结构模型计算，设计师人工参与较多，设计效率较低，并且极易出现用钢量较大工程浪费的情况，还容易出现个别构件结构受力较大，出现安全隐患情况。通过本发明的技术方案，将钢框架结构模型计算前的所有前处理工作进行了模板固化，并且智能计算模块还可以通过计算结果自行进行安全和经济性检查对比，并能自动调整结构模型构件截面和模型体系，可以一次计算多个结构模型并迭代优化计算出最终的即安全又经济的结构模型计算结果，当中过程无需设计师人工干预，大幅提升了计算效率。另外，因模型计算前处理工作我们根据大量经验总结进行了模板固化，避免了计算过程参数选取出错的情况，大幅提升了工程的计算准确性和精度。再有，智能计算模块内嵌的迭代优化计算循环功能，通过不断自动调整后的大量模型的结构计算对比，优化调整出了最终结构模型，大幅提升了结构的安全性和经济性。智能计算模块是钢框架结构智能优化设计系统的核心模块。

在常规有限元结构计算时，设计师对钢框架结构不断进行模型调整和计算，人工设计出较满意的计算结果，往往需要设计师数天的人工参与。通过智能计算模块，则省却了设计师此部分的工作量，在设计师通过智能建模模块人工输入工程信息后，智能计算模块则可以自动进行上百个模型的计算和调整工作，此过程一般一小时内完成。

同智能建模模块相适应，在智能计算模块中，钢框架智能优化设计系统的开发平台可以是在PKPM、MIDAS、SAP2000、STAAD.PRO等大型有限元计算软件基础上开发，原大型有限元计算软件所有功能予以保留，智能计算模块中前处理系列模板不但可以直接选用，还可以对系列模板进行修改形成新的模板，构件截面库也支持人工增删功能形成新的构件截面库。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1钢框架结构智能计算模块系统流程图；

图2钢框架结构智能计算模块智能优化计算迭代循环流程图；

附图标记说明：

1-智能建模模块；2-智能计算模块；3-智能后处理模块；

4-智能绘图模块；5-构件截面调整；2a-前处理系列模板；2b-迭代优化计算联动调整模块；

2aa-构件优化截面库；2ab-设计参数模板固化模块；

2ba-结构体系选择模块；2bb-结构模型计算模块2bc-应力比计算调整模块；2bd-位移计算构件调整模块；2be-长细比计算构件调整模块；2bn-刚重比计算构件调整模块；

2aaa-框架柱截面库；2aab-框架梁截面库；2aac-各级次梁截面库；

2aad-水平支撑截面库；2aae-竖向支撑截面库；

2baa-体系一；2bab-体系二；2bac-体系三；

2bca-应力比指标对比分析模块；2bda-位移指标对比分析模块；2bea-长细比指标对比分析模块2bna-刚重比指标对比分析模块；

6-自行设置体系一；7-自行设置体系二；8-自行设置体系三；9-经济指标对比分析；10-最终结构模型2ac-构件优化截面库；6a-体系一应力比计算调整后结构模型；6b-体系一位移计算调整后结构模型；6c-体系一长细比计算调整后结构模型；6c-体系一长细比计算调整后结构模型；6k-体系一刚重比计算调整后结构模型；

7a-体系二应力比计算调整后结构模型；7b-体系二位移计算调整后结构模型；7c-体系二长细比计算调整后结构模型；7k-体系二刚重比计算调整后结构模型；

8a-体系三应力比计算调整后结构模型；8b-体系三位移计算调整后结构模型；8c-体系三长细比计算调整后结构模型8k-体系三刚重比计算调整后结构模型；

2bb6-体系一结构模型计算模块；2bc6-体系一应力比计算调整模块；2bd6-体系一位移计算调整模块；2be6-体系一长细比计算调整模块；2bn6-体系一刚重比计算调整模块；2bb7-体系二结构模型计算模块；2bc7-体系二应力比计算调整模块

2bd7-体系二位移计算调整模块2be7-体系二长细比计算调整模块；2bn7-体系二刚重比计算调整模块；2bb8-体系二结构模型计算模块；2bc8-体系二应力比计算调整模块；2bd8-体系二位移计算调整模块；2be8-体系二长细比计算调整模块；2bn8-体系二刚重比计算调整模块。

附图中的文字需要与说明书附图中的文字对应。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-2所示，本发明提出的一种钢框架结构智能设计系统中的智能计算模块，包括：

智能计算模块2是核心模块，该模块前承智能建模模块1，后接智能后处理模块3及智能绘图模块4，在整个钢框架智能优化设计系统中处于结构核心位置，具有迭代优化计算功能，该模块可自动智能运行，并能在一次运行过程中进行钢框架结构模型的体系优化和杆件优化，自动智能完成钢框架结构的设计优化工作，不但大幅提升了工作效率，还提升了计算的安全性和经济性，提升了设计精度和质量。

智能计算模块2集成了我们在钢框架结构日常设计过程中形成的设计经验和钢框架结构优化计算理论并进行了计算机化处理，可以使智能计算模块代替设计师自动进行结构迭代优化计算，达到了结构智能体系优化和构件优化的效果，实现了钢框架结构的自动后台运行，节省了时间、避免了设计差错并大幅提升了设计的安全性和经济性。

钢框架结构的智能计算模块2包括前处理系列模板2a及迭代优化计算联动调整模块2b两大部分。前处理系列模板2a包括材构件优化截面库2aa、设计参数模板固化模块2ab两部分。迭代优化计算联动调整模块2b包括结构体系选择模块2ba、结构模型计算模块2bb、应力比计算调整模块2bc、位移计算构件调整模块2bd、长细比计算构件调整模块2be、刚重比计算构件调整模块2bn。构件优化截面库2aa包括框架柱截面库2aaa、框架梁截面库2aab、各级次梁截面库2aac、水平支撑截面库2aad、竖向支撑截面库2aae五部分。结构体系选择模块2ba包括体系一2baa、体系二2bab、体系三2bac三部分。

在智能计算模块2中，使用迭代优化计算理论并在钢框架结构中进行了软件化处理形成了迭代优化计算联动调整模块2b成果内容。在迭代优化计算过程中，在智能建模模块中软件化了结构体系选择模块2ba、结构模型计算模块2bb、应力比计算调整模块2bc、位移计算构件调整模块2bd、长细比计算构件调整模块2be和刚重比计算构件调整模块2bn等部分内容并形成迭代优化循环计算。在初次结构计算时，智能建模模块1首选以体系一的主体系初步结构模型6进行该体系下的结构模型优化计算，在该体系优化出结构模型后再进行体系二为主体系初步结构模型7体系下的结构模型优化计算。在钢框架结构三个结构体系下均迭代优化计算出结构模型后，再通过经济指标对比分析8对两个模型的面积用钢量等指标进行对比，选择用钢量最小的体系结构模型为最终结构模型9，然后调用智能后处理模块3下该最终模型9的后处理结果形成计算书，再调用智能绘图模块4绘制工程施工图纸。

在迭代优化计算联动调整2b过程中，每个结构体系下的迭代优化计算都包括应力比计算调整2bc、位移计算构件调整2bd和长细比计算构件调整2be等部分优化调整内容，这些部分计算调整每次都调用构件截面库2ac对智能建模模块1中的智能修改信息菜单中的参数根据对比分析调整的结果进行模型构件截面调整并形成12个循环调整内容。如在体系一为主体系初步结构模型6进行结构优化计算调整时，先以结构体系一下的智能建模模块1中形成的初步结构模型进行体系一结构模型计算模块2bb6，根据计算结果，再进行体系一应力比计算调整模块2bc6，在进行体系一应力比计算调整模块2bc6时，根据构件截面库2ac及智能建模模块1对初步结构模型构件进行截面调整成满足应力比要求的结构模型，即体系一应力比计算调整后结构模型6a，在形成系一应力比计算调整后结构模型6a过程中，体系一应力比计算调整模块2bc6、构件截面库2ac及智能建模模块1形成应力比计算调整的小循环，此小循环为优化调整出应力比满足要求的结构模型为目的。在模型应力计算结果满足要求后，再进行体系一位移计算调整模块2bd6，进行位移计算调整时，同应力比构件截面调整一样，调用根据构件截面库2ac及智能建模模块1再次形成一个小循环，之后形成体系一位移计算调整后结构模型6b，此次模型位移满足要求，但应力比可能会因为位移调整的因素造成部分构件应力不符合要求，此时再将模型进行应力比调整和位移调整，形成一次大循环，形成即符合应力要求又符合位移要求的结构模型，之后，再进行体系一长细比计算调整模块2be6，同之前一样，进行长细比调整时，调用构件截面库2ac及智能建模模块1形成一个小循环，小循环后形成体系一长细比计算调整后结构模型6c，如此，完成12项计算调整工作。此后，模型基本已经满足安全需求，为更进一步优化，此次结构模型6k再进行应力比调整、位移调整、长细比调整形成又一次大循环，直至形成应力比、位移、长细比均符合要求的结构模型。在大循环和小循环结构构件调整过程中，构件截面会根据对比分析结果同时进行构件截面调大和调小的工作，即大小循环的构件截面调整过程，结构模型不但根据计算结果进行过安全调整，还进行经济调整。在体系一为主体系初步结构模型6迭代优化计算调整后形成中间结构模型，智能计算模块将进行体系二为主体系初步结构模型7的迭代优化计算调整后形成中间结构模型。体系二的迭代优化计算过程同体系一的迭代优化计算过程。体系三的迭代优化计算过程也同体系一的迭代优化计算过程。在三个结构体系形成的三个中间结构模型后，根据经济指标对比分析8内容，判断出用钢量最小的结构体系模型，形成工程的最终结构模型9，然后再调用智能后处理模块3，形成计算书等模型计算后处理成果，再调用智能绘图模块4形成工程施工图纸。

根据智能计算模块2，我们可以将钢框架结构计算工作量减少95％以上，通过该智能计算模块2，可以在不需要设计师参与的情况下将智能建模模块1形成的结构模型进行几百次的迭代优化计算，省却了设计师人工调整模型和计算的工作量，并且能使最终计算结果大部分结构构件应力比控制在0.6～0.9之间，充分发挥了钢框架结构结构构件的受力性能，还可以将大部分钢框架结构体积用钢量控制在20～30kg/m3之内，不但提高了工作效率，还提高了结构的安全性和经济性。

举例1：一600MW机组钢框架，长15米、宽12米，高30米，基本风压0.40KN/m2,地震基本烈度7度，地震加速度0.05g,进行结构计算。

根据工程实例，我们打开钢框架结构智能优化设计系统，通过智能建模模块人机交互信息菜单完成此工程实例的结构初步模型构建。

在此工程实例中，通常需要人工进行模型调整构件截面的构件截面规格型号固化在了各种杆件截面库中，当智能计算模块迭代优化计算调整结构模型时，模型构件截面将只在这些截面库中选择，提高了选择效率。根据此工程实例，加劲肋截面自动选择工字钢截面库进行计算优化调整，内撑杆自动给选择钢管截面库进行计算优化调整。

在此工程项目中，工程结构构件抗震等级、道体壁板网格划分等相关设计参数会根据内嵌规则自动智能判断给出。

在进行结构计算时，此项目先根据智能建模模块形成的初步结构模型形成体系一结构模型进行计算，再根据计算结果进行应力比指标对比分析，然后调整结构构件截面信息，之后再进行位移计算分析调整和长细比计算分析调整，经过11次大循环和12次小循环迭代优化计算后形成体系一的计算结果模型。在完成体系一迭代优化计算后，再进行体系二的结构模型优化迭代计算，再进行体系三的结构模型优化迭代计算。最后再将三个体系的模型进行用钢量经济性对比分析，选出最终的结构模型，并以此结构模型计算结果为最终结构计算结果。

在本工程实例中，通过智能计算模块，通过迭代优化计算，所有构件应力比为0.9以下(80％构件应力比控制在0.6至0.85之间)，体积用钢量为25kg/m2。钢框架结构智能建模用时两分钟，智能计算用时10分钟，大大提高了工作效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种钢框架结构智能设计系统中的智能计算模块，其特征在于，包括：

前处理封装系列模板和迭代优化计算联动调整模板；

其中，

迭代优化计算联动调整模块包括：

结构体系选择模块、结构模型计算模块、应力比构件截面调整模块、位移构件截面调整模块、长细比构件截面调整模块、宽厚比构件截面调整模块、模型最大位移构件截面调整模块、震型构件截面调整模块、层间位移比构件截面调整模块、周期比构件截面调整、刚度比构件截面调整模块、承载力比构件截面调整模块、剪重比构件截面调整模块和刚重比构件截面调整模块；

结构体系选择模块包括三个结构体系，迭代优化计算连动调整模块中模块工作形成迭代计算循环，并通过分别对迭代优化计算连动调整模块中各模块调整工作将构件截面调整成即满足安全要求又满足经济要求的最优结构模型固定为中间结构模型结果，在完成第一次中间结构模型固定后，再重新进行循环，自动选取另一个结构体系进行初始结构模型计算，再根据应力比构件截面调整、位移构件截面调整、长细比构件截面调整及后续系列的构件截面调整进行二次迭代优化计算，形成下一个结构体系的中间结构模型结果，最后根据三个体系的中间结构模型结果经济性指标进行对比，选择最优经济性指标的中间结构模型作为最终结构模型；

钢框架结构系统智能建模、前处理封装系列模板、迭代优化计算联动调整模板、智能后处理模块和智能绘图模块之间信息互联互通，并能计算机后台智能迭代优化出最终较优结构模型；

前处理封装系列模板包括构件优化截面库和设计参数模板固化模块。

2.如权利要求1所述钢框架结构智能设计系统中的智能计算模块，其特征在于，构件优化截面库包括：

框架柱截面库、框架梁截面库、各级次梁截面库、水平支撑截面库和竖向支撑截面库。

3.如权利要求1所述钢框架结构智能设计系统中的智能计算模块，其特征在于，智能计算模块通过结构体系选择模块、结构模型计算模块、应力比构件截面调整模块、位移构件截面调整模块、长细比构件截面调整模块、宽厚比构件截面调整模块、模型最大位移构件截面调整模块、震型构件截面调整模块、层间位移比构件截面调整模块、周期比构件截面调整、刚度比构件截面调整模块、承载力比构件截面调整模块、剪重比构件截面调整模块和刚重比构件截面调整模块计算调整完成结构模型的迭代优化计算联动调整。

4.如权利要求3所述钢框架结构智能设计系统中的智能计算模块，其特征在于，迭代优化计算时，结构体系选择模块、结构模型计算模块、应力比构件截面调整模块、位移构件截面调整模块、长细比构件截面调整模块、宽厚比构件截面调整模块、模型最大位移构件截面调整模块、震型构件截面调整模块、层间位移比构件截面调整模块、周期比构件截面调整、刚度比构件截面调整模块、承载力比构件截面调整模块、剪重比构件截面调整模块和刚重比构件截面调整模块计算调整工作根据计算结果和钢框架智能建模模块中的安全指标和经济指标对比，不断调用构件截面库和智能建模模块调整结构构件截面型号进行迭代优化计算并形成迭代优化计算循环。

5.如权利要求1所述钢框架结构智能设计系统中的智能计算模块，其特征在于，还包括：前处理系列模板可以不用修改前处理系列模板参数直接进行计算，或者通过原基础大型有限元软件对参数进行修改。

6.如权利要求1所述钢框架结构智能设计系统中的智能计算模块，其特征在于，还包括：记忆和自动学习模块，通过若干的工程实例形成新的结构计算前处理系列模板并丰富构件优化截面库，并能在智能计算时进行效率提升。

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