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在建筑结构设计领域,随着CAD技术的发展和广泛应用,设计的过程和方式发生了根本的变化。CAD技术的出现极大的提高了设计的效率,减轻了建筑结构设计师的设计负担。建筑结构设计CAD软件的优势主要体现在其强大的绘图功能和计算功能两个方面,这些使得建筑结构设计师摆脱了传统结构设计过程中繁琐计算和手工绘图的束缚。但是在现阶段,建筑结构设计的工作过程仍然十分繁杂,工作量较大且自动化程度较低。主要体现在繁琐的结构施工图绘制方面。能否进一步提高CAD软件的智能性和自动化程度,进一步减轻建筑结构设计师的工作负担是本文的主要研究目的。
由于建筑结构设计的特点,包括:建筑结构图所包含的信息量很大,结构构件数量很多且它们之间的关系复杂,结构设计的相关规范和要求很多并且涉及面较广,可以选择的设计方案及最终的设计结果都具有较大的不确定性,结构设计师的个人经验及知识对设计的结果影响较大等等。迄今为止,国内外还没有很好的解决建筑结构设计自动化的问题。
现如今,CAD技术正朝着智能化的方向发展。将专家系统与CAD技术相结合,把设计师的知识和经验融入到CAD系统之中,以知识为驱动进行自动设计,是智能化CAD的发展趋势。在专家系统应用领域中,以设计为主的专家系统所占的比例很少,专家系统主要应用在检测与诊断方面。即便在设计邻域的专家系统中,机械零件的设计占据了其中很大的比例,建筑结构设计占据的比例则非常小,其中又以建筑结构方案选型为主。
本文以建筑结构平面布置图的自动绘制生成为研究对象。首先介绍了建筑结构平面布置图设计的相关知识,其中主要包括建筑结构设计的过程及相关规范,建筑结构平面布置图设计的一般要求,钢筋混凝土框架结构平面布置图设计的特殊规范和要求,以及钢筋混凝土框架结构平面布置图的设计过程。根据这些相关的背景知识,设计了能够通过计算机执行的结构构件自动生成规则。这些规则主要包括生成柱子的规则、生成主梁的规则、生成梁柱间次梁的规则及生成梁间次梁的规则等。通过这些设计好的规则,构建了建筑平面结构自动生成绘制系统。系统实现了图形的绘制、图形存储和建筑构件的自动生成这些功能。