日前,钢结构建筑市场不断扩大,钢结构设计CAD软什BN 得到越来越多的应用,对钢结构领域的发展起到了巨大的推动作用。众所周知.钢结构设计中最重要也是最繁杂的环节之一足节点设计,但山于钢结构连接节点的多样性和复杂性,针对每一种情况都设计出相应的节点类型必然导致组合爆炸,根本达不到实用的日的。现有商品化的钢结构cAD软什中,在连接节点方面做得比较好的都是钢结构详图软件,但它们均不提供南系统自动匹配连接节点的功能,而是由用户首先指定连接节点类型,然后再依序指定所需要的构件,软件本身,甚至不检查其合理性。目前国内外相关软件巾,尚未见到一款可由CAD系统自身自动匹配连接节点的软件,也许这正是连接节点白动匹配功能实现的复杂性使然。针对这一现状,本文在详细分析钢结构连接节点特征的基础上,提出一种分类方法并采用基十规则的专家系统技术,采用逆向推理机制.在给出需要连接的构什后,系统可以自动推理出合适的连接节点类型。
l连接节点特征与分类
为实现连接节点自动匹配,提…连接节点的特征并设计相应的匹配参数。相互连接的构件需要满
是这些参数要求,才能达到匹配的H的。本文将这些特征分为以下几个方而。
i. I连接阶数
连接节点的连接阶数是指构成节点所需要的构什数日。如柱连接节点的连接阶数为2,梁柱支撑连接节点的连接阶数为3等。
1.2几何约束条件
连接节点的几何约束条件由其对应的构件以及构件相互问的关系决定,又一J细分为构件约束条件,截断约束条件、方位约求条件、构造约束条件等,
i.2.1构件约束条件
构件约束条件指某类连接IJ点所要求的构件环境,即构件类别。如梁柱连接节点,即要求必须有一根梁与-根柱交汇于一点,它们构成了此类连接节点的构件约束条件。
i. 2.2截面约束条件
每一种连接节点都会有特定的使用范围,这也包括所运川构件的截面类型.不同的截而类型只能采用不同的连接节点类型。如H型梁与H型柱的刚接节点,其要求的截面约束条件有两个.即粱为H型截面.柱也为H型截面。
1.2.3方位约束条件
连接在构件不同位置的节点有不同的要求.如梁柱连接,既有柱贯通型也有梁贯通型,它们的区别构成连接的方位约束条件。
1.2.4构造约束条件
每种连接类型都隐含着构件之间的力学关系和传力方式。同为梁柱连接,也分铰接和刚接两种类型,这两种类型完全适用不同的连接方式。如梁柱刚接和梁柱铰接就必须采川两种不同的连接方式,它们的区别构成连接节点的构造约束条件。
i_3匹配优先级
依据l面的条件进行连接节点的自动匹配,对十多个杆件交汇于一点的情况势必引起混乱,导致采用不合适的连接形式。根据钢结构的特点,多个构件的匹配应采用从高阶到低阶的优先匹配方法。如对嘲形柱与多个梁的连接及H型柱与多个粱的连接,前者多采用高阶连接方式,而后者多采用2阶连接方式。正确的匹配顺序才能真实反映工程实际的特点。
1.4连接节点的互斥特性
在对同一节点处的多个构件进行连接节点匹配时,虽然每个单独的连接都符合期约束条件及其优先级,但仍然会产生不正确的连接方式,即某此连接类型不会在实际工程中同时出现,这时产生了互斥现象,称为连接节点的互斥特性。如梁柱支撑节点存在时,粱柱之间的连接方式就会有所选择,此时就采用梁悬臂式连接方法,而不能采川其他方式。因此必须为不同的连接类型设定其适用范围,从面建立其正确的互斥特性,使系统在进行连接节点的白动匹配时不会选用不合理的连接方式。这也说明了连接节点的匹配顺序采用从高阶到低阶的必要性。