第３４卷第３期 ２０１３年６月 华北水利水 电学院学报 Ｖｏ１．３４ ＮＯ．３ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＮｏＡｈ Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｊｕｎ．２０１３ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—５６３４．２０１３．０３．００７ 钢结构通用连接板设计技巧 周伦钢 ，高阳秋晔 ，魏 群 （１．武汉理工大学，湖北武汉４３００７０；２．华北水利水电学院，河南郑州４５００４５） 摘要：钢结构连接板是钢结构工程中最重要的部件，因其必须适应结构形式多样、受力状态复杂的需要，故其加 工尺寸和精度的要求也复杂多样．为此，提出了一种钢结构通用连接板的设计方法．该方法通过多个层次 确定连接板的属性及参数，并将连接板的材料属性、应用范围、外形轮廓、板厚、焊缝以及连接孔的纵横排 列、孔径、方位均做参数化处理，可灵活组合，也可准确定位，能适应正交、斜交、坡度变化的各种连接方式． 按此方法设计的连接板是信息化模型，涵盖了连接板设计的所有环节．把该方法运用到软件开发中，取得 了良好的效果． 关键词：钢结构；通用连接板；信息化模型 中图分类号：ＴＵ３９１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—５６３４（２０１３）０３—００２２—０３ 连接板作为钢节点中的主要组成部分，直接关 系着连接节点的承载类型和承载大小．长期以来，国 计方法．该方法通过多个层次确定连接板的所有细 节，将连接板的材料属性、应用范围、外形轮廓、板 厚、焊缝以及连接孔的纵横排列、孔径、方位均做参 数化处理，可灵活组合，也可准确定位，以适应正交、 斜交、坡度变化的各种连接方式． 内对于钢节点的分类过于笼统，没有形成一种通用 的适合于节点设计的分类方法，加上能够作为连接 板的型材较多（如钢板、角钢、槽钢、圆钢、工字钢、Ｈ 型钢等），复杂的钢结构形式也越来越多，导致钢节 点中连接板的可供选择样式纷繁复杂，对设计人员 的要求也越来越高． １ 连接板设置界面 钢结构通用连接板的设计方法包括７部分内 容：连接板的分类、连接板的参数化图形、螺栓及螺 栓孔的配置、螺栓孔的参数化分布、连接板的连接方 法、焊接类型及尺寸、连接附件等 Ｉ４ ．利用Ａｕｔｏ— 国外一些优秀的钢结构设计软件如Ｔｅｋｌａ— Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ等，通常把钢节点设计作为单独内容独立 于钢结构设计的各环节之外，并且拥有规模庞大的 节点库，涉及到钢结构各个部位的连接．Ｔｅｋｌａ Ｓｔｒｕｃ— ｔｕｒｅ １６．０¨ 就拥有约３００种节点类型，并且给用户 ＣＡＤ软件中的ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ开发包可将上述设计内 容的可视化操作界面（图１）以Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋语言编 译为动态链接库（ＤＬＬ） ．该动态链接库共享Ａｕｔｏ— ＣＡＤ软件的地址空间，直接调用ＡｕｔｏＣＡＤ的内部函 提供了可自定义的节点单元． 庞大的节点库是国内外优秀钢结构设计软件的 独到之处，但是也给用户带来了不小的麻烦．用户在 众多的连接节点中挑选出符合结构设计优选的节 点，要花费大量的时间，连接板的设计更是如此，这 样无疑降低了设计效率． 鉴于此，笔者提出了一种钢结构通用连接板设 收稿日期：２０１３—０３—１２ 数，集成面向ＡｕｔｏＣＡＤ对象的各类函数，和Ａｕｔｏ— ＣＡＤ软件无缝连接．通过和ＡｕｔｏＣＡＤ软件交互，以 界面方式直接进行设计，可改变ＡｕｔｏＣＡＤ软件利用 命令行处理问题的方式，大大提高用户设计节点板 的速度和效率． 基金项目：水利部公益项目（２０１２０１０５０）；河南省省院科技合作项目（１１２１０６００００３５）；郑州市科技攻关项目（００６６３５，００６６３６）； 河南省现代数值分析与可视化仿真院士工作站基金（豫科（２０１２）１５３）；郑州市现代数值分析与可视化仿真院士工 作站基金（１２２ＰＹＳＧＺ８２５）． 作者简介：周伦钢（１９７７一），男，河南南阳人，博士研究生，主要从事计算机网络工程方面的研究． 魏群（１９４７一），男，山东诸城人，教授，博士，博导，主要从事三维可视化仿真和钢结构设计等方面的研究． 华北水利水 电学院学报 ２０１３年６月 １）螺栓本身的参数．在图１ 的Ｋ５中表述为螺 栓的材料、直径、油漆防护等． 用户可以根据支承件和连接板的连接位置和连 接特点轻松配置连接板的各项参数． ２．５ 其 他 ２）螺栓孔的布置参数．在图１的Ｋ５中表现为 螺孔直径和长孔的圆心距；在图１的Ｋ９中表现为 孑Ｌ列的分布、孔列的定位尺寸、孔距以及是否为长孔 等．布孔的模型如图４所示，首先要考虑螺栓孔的起 始定位（ｈ， ），然后是螺栓孔的个数Ⅳ、列数、布置方 向０、孔距ｄ等． 图１中还可设置节点板中的焊接类型和焊接尺 寸以及连接板上、下端的附件式加劲板． ３ 结语 总结了通用连接板设计的多个层次，说明了连 接板设置材料属性、应用范围、外形轮廓、板厚、焊缝 以及连接孔的纵横排列、孔径、方位等的所有细节， 讨论了连接板的参数化模型、螺栓的参数化模型等 关键因素．按此方法设计的连接板是信息化模型，涵 盖了连接板设计的所有环节．把该方法运用到软件 开发中，取得了良好的效果． 图４ 连接板螺栓孔的参数化模型 ２．４ 连接列表 参 考 文 献 ［１］编者不详．Ｔｅｋｌａ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ １６．０使用指南［Ｍ］．北京： Ｔｅｋｌａ公司北京办事处，２００９． 图ｌ的Ｋ３部分表示连接方式，主要考虑在杆 件模型已连接的情况下如何布置连接板．表１给出 了２根梁连接的信息模型． 表１连接列表内容 ［２］魏群．Ａｕｓｐｉｃ ＤＤＤ研发报告［Ｒ］．郑州：华北水利水电 学院，２００１． ［３］魏群．ＣＩＳ２ＣＡＤ研发报告［Ｒ］．郑州：华北水利水电学 院，２００４． ［４］魏群．ＣＩＳ／２ ｓｔｅｅｌ ｓｔｕｃｒｔｕｒｅ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ＣＡＤ ｓｙｓｔｅｍ［Ｃ］／／２ｎｄ Ｃｈｉｎａ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｎｓｔｕｃ—ｒ ｔｉｏｎ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ．Ｂｅｉｊｉｎｇ，２００５． ［５］Ｅｎｇｅｌｓｏｎ Ｖ，Ｂｕｎｕｓ Ｐ，Ｐｏｐｅｓｃｕ Ｌ，ｅｔ ａ１．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＣＡＤ ｗｉｔｈ ｍｕｈｉｂｏｄｙ ｄｙｎａｍｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｃａ ｓｉｍｕｌａ— ｔｉｏｎ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ４４ｔｈ Ｓｃａｎｄｉｎａｖｉａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ．Ｖａｓｔｅｒｈｓ，２００３． Ｄｅｓｉｇｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｏｆ Ｃｏｍｍｏｎ Ｓｔｅｅｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｌａｔｅ ＺＨＯＵ Ｌｕｎ—ｇａｎｇ ，ＧＡＯＹＡＮＧ Ｑｉｕ—ｙｅ ，ＷＥＩ Ｑｕｎ （１．Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５００４５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｐｌａｔｅ ｉｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ｍｕｌｔｉ—ｔｙｐｅ ａｎｄ ｃｏｍｐｌｅｘ ｓｔｒｅｓｓ ｓｔａｔｅ，ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｉｚｅ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｃｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｒｅ ａｌｓｏ ｃｏｍｐｌｅｘ ａｎｄ ｖａｒｉｏｕｓ．Ａ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｃｏｍｍｏｎ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｐｌａｔｅ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓ ａｌｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｐｌａｔｅ ｉｎ ｓｅｖｅｒａｌ ｌｅｖｅｌｓ，ｍａｋｅｓ ｍａｔｅｒｉａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ， ａｐｐｌｉｅｄ ｒａｎｇｅ，ｓｉｚｅ，ｄｅｐｔｈ，ｗｅｌｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｐｌａｔｅ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ａｒｒａｎｇｅ，ｄｉａｍｅｔｅｒ，ｌｏｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｈｏｌｅｓ ｉｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｐｌａｔｅ ａｓｓｅｍｂｌｅ ｆｒｅｅｌｙ ａｎｄ ｌｏｃａｔｅ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ，ａｎｄ ｃａｎ ａｄａｐｔ ｔｏ ｖａｒｉｏｕｓ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｏｒｔｈｏｇｏ・ ｈａｌ，ｂｉａｓ，ｓｌｏｐｅ ｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ．Ｔｈｅ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｐｌａｔｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ａｌｌ ｓｔａｇｅｓ ｏｆ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｐｌａｔｅ ｄｅｓｉｇｎ．Ｇｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｐｕｔｔｉｎｇ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎｔｏ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｕｓｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｃｏｍｍｏｎ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｐｌａｔｅ；ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ （责任编辑：陈海涛）
