[發(fā)明專利]鋼結構框架結構智能優(yōu)化系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112287447B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設計）人: 曹東;宋濤;夏緒勇;李欣;朱恒;張莉若
• 申請（專利權）人: 大唐環(huán)境產業(yè)集團股份有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06F111/06
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 秦瑩

1.一種鋼結構框架結構智能優(yōu)化設計系統(tǒng)，其特征在于，基于現(xiàn)有PKPM、MIDAS大型有限元結構計算軟件平臺上進行二次開發(fā)，所述系統(tǒng)包括智能建模、智能計算、智能后處理、智能繪圖四大模塊：

智能建模模塊，與智能計算模塊、智能后處理模塊、智能繪圖模塊連接，用于鋼結構框架結構的初始化參數(shù)建模；內嵌有框架層構建模板，用于自動辨別主次梁級別并自動進行構建初步截面選取；此鋼結構框架結構為開放性框架結構，通過結構層進行整體結構構建；智能建模模塊設置諸多參數(shù)化菜單，這些菜單通過各種具體參數(shù)將鋼結構框架梁柱支撐詳細構件截面參數(shù)化、支座參數(shù)化、荷載設置參數(shù)化、工程條件參數(shù)化；這些參數(shù)菜單填畢后，一鍵生成鋼結構框架結構計算模型，此結構模型已在智能建模菜單中內嵌了工程條件信息、荷載信息內容，直接進行結構計算；智能建模模塊填寫參數(shù)后一鍵形成模型或者手動進行修改編輯；智能建模模塊同后續(xù)智能計算、智能后處理、智能出圖相聯(lián)結，信息聯(lián)動；智能建模模塊與智能計算、智能后處理模塊通過構件體系變化、截面變化優(yōu)化措施進行聯(lián)動和迭代優(yōu)化，智能建模模塊與智能繪圖模塊通過構件信息進行聯(lián)結；

智能計算模塊，與所述智能建模模塊和智能后處理模塊聯(lián)接，當智能參數(shù)化模型結構計算判斷結果顯示安全指標和用鋼指標不滿足時，調用所述智能建模模塊通過自動體系調整和構件截面調整方法進行模型迭代優(yōu)化計算，然后再調用所述智能后處理模塊進行綜合判斷，直至所述智能后處理模塊的判斷結果為安全指標和用鋼指標均滿足時，停止進行迭代優(yōu)化計算，最后再對比所有體系模式的鋼結構框架結構模型的用鋼量，當所述判斷結果顯示安全指標和用鋼指標均滿足時，再對比所有體系模式的鋼結構框架結構模型的用鋼量，直接輸出用鋼量最小的鋼結構框架結構模型作為最終的建模結果并將迭代優(yōu)化后的構件和體系賦予最終模型；

智能后處理模塊，用于對所述智能建模模塊的計算結果及優(yōu)化過程中每一次迭代優(yōu)化后的模型計算結果進行綜合，并根據(jù)預先輸入的安全指標和用鋼指標對所有鋼結構框架結構模型的綜合結果進行判斷，將判斷結果輸入到智能建模和智能優(yōu)化計算模塊，在安全前提下，根據(jù)后處理計算結果，對工程模型中的構件截面進行組合修改后進行自動智能優(yōu)化計算，最終達到安全前提下工程模型中的各個結構體系下的所有構件截面均達到最優(yōu)值、使整個工程模型用鋼量達到最小的效果；此智能后處理模塊根據(jù)智能優(yōu)化計算階段設置的優(yōu)化次數(shù)進行一次次組合試算，并將最終安全前提下的最優(yōu)用鋼量結果的結構模型數(shù)據(jù)聯(lián)動到智能建模模塊進行定型，對此定型后的模型進行計算結果輸出，此計算結果輸出是安全前提下的計算模型計算書；

智能繪圖模塊，與所述智能建模模塊、智能優(yōu)化計算模塊及智能后處理模塊連接，用于基于現(xiàn)有鋼結構軟件計算平臺，根據(jù)所述計算及后處理結果進行自動定制繪圖，對計算結果按單線圖形式進行自動繪圖和智能拼圖并根據(jù)參數(shù)化內容自動選擇節(jié)點大樣進行施工圖紙繪制。

2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述鋼結構框架智能優(yōu)化設計系統(tǒng)通過安全指標和經濟指標進行控制，安全指標包括結構模型整體方面的模型最大位移比、震型、層間位移比、周期比，剛度比，承載力比、剪重比和剛重比，還包括構件層面的應力比、梁撓度、長細比、寬厚比指標，經濟指標是體積用鋼量進行控制，鋼結構優(yōu)化方法包括體系優(yōu)化和桿件截面優(yōu)化。

3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述迭代的次數(shù)可以根據(jù)設計師對項目的精度要求進行參數(shù)設置，為5-10次；

所述智能優(yōu)化計算模塊進一步用于：在完成所述迭代次數(shù)后，如果判斷結果顯示安全指標或用鋼指標仍不滿足時，提示進行人工干預。