近年来计算机辅助结构设计在建筑工程领域得到了广泛应用。在钢结构领域,流行的钢结构CAD软件通常只能输出传统的二维施工图,还不能直接为数控加工、结构安装提供足够的信息。本文利用Visualization ToolKit(简称VTK)可视化工具箱实现了钢结构计算机辅助设计中需要的三维可视化,具备了实现钢结构设计、制造、安装全过程信息集成和共享的必要条件。 本文在三维可视化的基础上,进一步提出并初步解决了如下问题:节点计算机辅助设计的效用与软件能支持的节点类型成正比,而软件支持的节点只是众多节点形式中的很少部分,而且每需要多支持一批节点,都要等待软件升级。 本文创新了钢结构节点双层开发模型,即由程序员开发模板工具,由富有经验的钢结构工程师开发模板节点。这样可以使更多钢结构工程师参与添加模板节点,从而为钢结构节点CAD注入生机。 本文提出了基于变量和表达式定义的三维实体建模方法,并采用这个方法实现了一个模板工具。由模板节点的开发者研究某种形式的节点,找出其中的部件组成关系,部件之间尺寸、位置的依赖关系,并将这些关系用变量表达式的形式表达出来,以此完成对节点的建模定义和出图定义,并可通过定义C语言的文件,实现建模时的自动验算。本文已经利用该工具开发了几种典型的节点形式。