1前言
　　隨著高層建筑的迅速發(fā)展，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構日益增多，由此帶動模板工程在材料、形式、構造和施工工藝上的全面發(fā)展。模板工程已經(jīng)成為與工程成本、工程質(zhì)量、施工進度和施工安全息息相關的重要因素。模板工程的結構體系化、材料多樣化和使用多能化是當前發(fā)展趨勢，由此出現(xiàn)了專業(yè)的模板公司。高層建筑的許多模板工程都是由這些專業(yè)的模板公司來完成，以保證模板的科學型、安全性和合理性。過去，模板設計停留在圖板上，主要依靠人工完成，計算量多，繪制量大，重復環(huán)節(jié)多，費時費力，效率很低；現(xiàn)在，有了模板工程的計算機設計軟件，可簡化許多繁瑣的工作。特別是配板設計，取決于流水段的劃分、構件的幾何特征、模扳的規(guī)格標準、施工方式和工程造價等許多因素，組配上需要多次進行嘗試和分析，不僅繁瑣復雜，而且難以精確評估，手工幾乎無法完成，必須依靠計算機技術。
　　2模板工程設計軟件的模型
　　目前，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構所采用的模板技術已經(jīng)從散支散拆的木模板向工業(yè)化、多樣化和體系化的模板發(fā)展，形成了組合式、工具式和永久式三大系列。通過分析，我們選擇目前被廣泛使用的組合式鋼模板，把它作為計算機模板工程設計軟件的研究對象，模擬組合式鋼模板的整個設計過程，這叫做構造計算機設計模型。內(nèi)容包括：研究人機關系，建立邏輯聯(lián)系，最后推出有文字、有數(shù)據(jù)、有二維圖形和三維圖形等所需的信息，。
　　2.1人機關系
　　模板設計一般包括方案選擇、技術設計、圖形繪制和材料統(tǒng)計等主要環(huán)節(jié)，整個設計過程可歸結為重復性工作和創(chuàng)造性工作兩個部分。計算機存儲量大、運算速度快和精確度高，可進行各種復雜的、枯燥的計算和畫圖等重復性工作；而人類具有創(chuàng)造性的思維，能根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗，按照實際情況和具體目標，作出判斷和選擇對策，是創(chuàng)造性的工作。因此要充分考慮了人機配合的方式和效率，把人機的特點有機地結合起來，實現(xiàn)了簡便和直觀的圖形設計，具體方式：
　　(1)人工干預方式；
　　(2)人機交互方式；
　　(3)計算機自動方式。
　　系統(tǒng)可通過用戶的界面圖形、操作程序和控制手段，將各個設計環(huán)節(jié)和不同的工作方式有機地結合起來，模擬模板人工設計的工作進程，使設計者按照熟悉的工作方式進行設計和決策，有利于提高工作效率和設計質(zhì)量。
　　2.2邏輯聯(lián)系
　　把數(shù)字通過一定的關系轉化為文字、表格和圖形，然后進一步深化，在屏幕上建立可以被操作和被控制的基本單元。它具有基本內(nèi)容，包括知識更深的文字、表格和圖形，圖形可為二維平面和三維實體。如：墻、梁、板、柱等鋼筋混凝土構件，平模、填充板和角模等各種規(guī)格和類型的模板，支撐、螺栓和吊鉤等配件�；�本圖形用幾何數(shù)據(jù)和屬性信息來描述。幾何數(shù)據(jù)有形狀、尺寸和幾何特征；屬性信息有名稱、編號、材料和其他相關對象。對象和對象可以通過這種邏輯關系相互轉換，以得到所需的不同信息，可操作控制和自動控制。整體模型的構造是將每個設計環(huán)節(jié)的主要過程抽象成系統(tǒng)的操作對象。在模板設計中，可以調(diào)用墻、梁、板、柱，可以是平模、填充板和角模，也可以是支撐、螺栓和吊鉤，通過數(shù)據(jù)交流轉變成控制程序，各操作對象可調(diào)用和控制相關的基本圖形，以得到所需的信息。
　　3模板工程設計軟件的模型實現(xiàn)
　　3.1基本原理
　　系統(tǒng)研制要按照軟件工程的設計思想，經(jīng)過研究、分析、系統(tǒng)設計、程序編制和軟件測試等階段，在一定的計算機語言和圖形環(huán)境下，采用模塊化設計方法，將整個系統(tǒng)按設計進程劃分為平面設計、方案設計、技術設計、材料統(tǒng)計和標準組合鋼模板數(shù)據(jù)庫這五個模塊，各模對以相應的操作程序以便使用。系統(tǒng)綜合地應用了交互式圖形學、數(shù)據(jù)庫和人工智能技術，將圖形實體與數(shù)據(jù)對象鏈接起來，建立了圖數(shù)一體化的管理機制，通過交互技術和智能處理的有機結合，實現(xiàn)了圖形交互設計過程中的智能化和自動化。
　　3.2圖形交互設計
　　圖形交互設計是由用戶和計算機通過傳遞一定的信息所進行的圈形操作過程，主要具有以下技術特點：
　　(1)有用戶界面圖形
　　采用Windows圖形界面，主要以窗口、按鈕、菜單三要素組成，與AutoCAD界面融為—體。屏幕布局和操作手段不僅遵循人的認知規(guī)律，也符合設計者的操作習慣。
　　(2)人機通訊方式
　　系統(tǒng)采用交互式的圖形操作方式，綜合了菜單、問答和命令語言三種用戶與系統(tǒng)的通訊模式。
　　(3)圖形交互技術
　　實現(xiàn)人機之間的信息傳遞，主要包括語言交互和圖形交互。
　　(4)容錯處理
　　在設計中，用于處理用戶在操作過程中出現(xiàn)錯誤。
　　3.3圖數(shù)一體化管理
　　模板設計需要存儲和處理大量數(shù)據(jù)，各種對象的定義、操作、程序和模塊之間的連接，實際都關系到數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)流的管理。問題在于如何在數(shù)據(jù)管理中實現(xiàn)幾何圖形和屬性數(shù)據(jù)的相互轉換，將圖形對象和設計參數(shù)集成—體，這是實現(xiàn)圖形交互設計的關鍵所在。利用AutoCAD圖塊實體可包含屬性特征的功能：
　　(1)對不規(guī)則的圖形對象和各種設計圖，可將這類數(shù)據(jù)存儲在信息實體中，相當于把一個包含不可見屬性的塊而放在一個凍結的圖層上。由于該圖層不能生成其他實體，也不能被修改，所以不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問題，這樣信息實體與圖形實體一一對應，可形成圖形和數(shù)據(jù)之間的雙向鏈接。
　　(2)對于形狀規(guī)則的圖形對象可定義為塊的實體并用塊的屬性來描述相應的設計參數(shù)。修改圖形對象，相應的參數(shù)和屬性會隨之改變，而其中某些參數(shù)的改變還會自動修改相關的對象。例如：修改摸板設計時，若通過交互作圖修改角模，其邊長和夾角等數(shù)據(jù)會被自動修改，這時只要拾取相鄰的模板，系統(tǒng)就會根據(jù)新的角模數(shù)據(jù)自動修改該模板的長和高等并改變圖形。
　　4模板工程設計軟件的智能輔助
　　人工智能是指計算機系統(tǒng)模仿、延伸和擴展人的思維，實現(xiàn)某些腦力勞動自動化的過程。在設計中，參數(shù)確定和方案選擇由設計人員憑借知識和經(jīng)驗完成，輔助決策系統(tǒng)自動形成候選方案并提供評價原則和標準，將智能化主要體現(xiàn)在結構平面圖的生成、流水段的劃分、模板的布置等輔助設計中。通過對各類知識的獲取和提煉，針對不同的設計環(huán)節(jié)確定不同的決策。例如，流水段的劃分必須根據(jù)結構平面的對稱和模板量的相等這兩個標準，以保證模扳流水的連續(xù)性和均衡性；模板組合優(yōu)先選用符合標準模數(shù)的板塊，后用非標板補齊；板塊排列順序盡量對稱，并“按非標板和不同尺寸板最少”的原則進行優(yōu)化；模板與穿墻螺栓的位置必須對稱、均勻；支撐布置應滿足剛度和穩(wěn)定性要求。

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