网架合料下料分析（再次改进版)

浙江大学空间结构研究中心

　

浙江大学空间结构研究中心是国家“211工程”重点建设学科，985工程重点建设单位。是现行《网架结构设计与施工规程》（JGJ7-91）主编单位之一，并共同主持或参与了六本国家规范规程的编制和修订工作。是国内唯一的专业学术期刊《空间结构》创办与主编单位，全国首批土木工程一级学科博士点，博士后流动站。在中国工程院院士董石麟教授的带领下，长期从事空间结构的教学、科研和工程实践工作，科研工作一直居国内领先水平，并在国际上有一定影响。主要研究方向包括各类大跨度空间结构（网架与网壳结构、张拉结构、展开结构、杂交空间结构及组合空间结构）的计算理论与分析方法、宇航可展结构的理论与设计研究、结构CAD与CAM技术、结构优化设计理论与方法、结构防灾、检测与评估等。

中心近年来承担了数十项国家863计划基金项目、国家自然科学基金项目、总装备部预研项目、浙江省重大科技项目。中心注重产学研相结合，主持分析、计算、设计、咨询、复核、审查了国内外重要空间结构工程500余项。主要成果获国家科技进步奖3项，全国科技大会奖5项，省部级科技进步奖9项，以及詹天佑土木工程大奖和全国建筑结构优秀设计一等奖。

############
空间结构研究中心自主开发的空间网格结构分析设计软件MSTCAD是《网架结构设计与施工规程》主编单位之一的浙江大学空间结构研究中心长期研究开发的科研结晶，是一个可靠、高效、实用的专业CAD软件，并经过十几年数万项工程实际应用的考验。无论大型复杂体型的网架、网壳结构、甚至高耸钢结构塔架，MSTCAD都能方便分析计算、设计和建模。MSTCAD先后荣获95年中国优秀软件推荐产品，97年国家教委科技进步一等奖，98年国家科技进步三等奖。MSTCAD软件已经获准中国建筑金属结构协会建筑钢结构委员会登记注册“国际认可软件”，这是首次开展的轻钢软件登记工作，MSTCAD为通过“国际认可”的网架结构分析设计软件。目前软件用户已超过700家，完成工程量超过100000项，深受广大用户的好评。

软件看似简单，其实并不是朋友们想象的那样，下面是软件的特点：

１、运算方法独特，计算时间短。

作者深深感到程序算法是关键之关键，软件制作的本身并未花费太多的时间,而计算下料方案的程序算法投入了近2/3的时间，作者根据一般网架杆件下料长度特点及常见管材型号终于摸索出针对网架下料的优化算法，在多次试验中均达到了较好的原材料利用率，该算法运算量基本和杆件的数量无关，主要和杆件下料长度和采用的管材型号有关，由此可以想象一个需要上千根甚至更多杆件的网架工程的下料方案很可能在一个极短的时间内完成。

２、杆件数据直接导入，避免了手工输入。

软件在计算前需要输入数据，具体包括杆件数据、管材数据以及割口数据。杆件数据即材料表中杆件的规格、编号、下料长度和数量，假如采用手工输入的话，对于一个大的工程材料表将是费时和繁琐的，并且可能输入错误，使网架下料分析软件的优点变为缺点，作者分析了大多数网架设计软件比如3D3S、SFCAD、MSGS、MST、TWCAD等，他们均生成dwg格式的图形文件，包括材料表文件也是dwg图形文件格式的功能，而dwg是AutoCAD是用于图形交换的的图形格式，这样以dwg文件为中介，所有材料表内容通过AutoCAD都是可以提取的。本软件通过AutoCAD的自动化接口操纵AutoCAD，由用户指定杆件的规格、编号、下料长度和数量在图形中的区域，瞬间完成杆件数据的提取，摆脱了手工输入数据，当然为了灵活起见，该软件仍然保留了手工输入杆件数据的功能。

3、提供常用数据库，防止大量管材、割口数据的重复输入。

根据情况我们采用的管材型号、割口长度随工程不同而不同，为此本软件以工程为单位，每个工程都包含管材数据和割口数据。但管材数据和割口数据在每个工程一般相差不大，没必要对每个工程都输入大致相同的数据，为此加入了常用数据库功能。在添加工程时，可以自动添加常用数据库中的管材数据和割口数据，然后可以根据情况修改各工程中的管材数据和割口数据，避免了大量的数据输入。

4、余料库存管理及余料的再利用。

在计算完毕后，将会产生余料，对于这些余料将自动添加至余料库存中，用户可以手动编辑余料库存，也可以指定加入余料库存的余料的最短长度，大于此长度的余料才会加入余料库存，并且软件采取了一些措施保证余料库存数据的准确性。较长的余料可以被下一工程再次利用，软件将根据工程的设置决定是否使用余料库存，对于使用余料库存的工程将首先将可以的使用的余料用掉，剩余的杆件再计算需要的购进的管材型号和数量。

5、下料方案及余料库存的打印功能。

下料方案确定以后，所需的管材型号及数量便确定了下来，两者之间是不可分割的，车间下料人员必须按照计算的下料方案进行下料，为此软件提供了下料方案打印功能，可以将工程的下料方案打印出来，由下料人员根据打印出来的方案进行下料；经过多个工程后，会产生很多余料，为了便于余料的整理，提供了余料库存打印功能，可以根据打印出来的余料库存数据进行实际余料的整理。

6、采用多线程设计，单开一个线程进行计算。

软件在计算时将占用极大的资源，使软件界面出现无响应等情况，导致程序无法接受控制，为了关闭软件，只能通过CTRL-ALT-DEL强制终止软件。为了解决这个问题，本软件采用了多线程技术，单独开一个线程进行下料方案的计算，从而使软件界面始终处于可控状态，计算过程中可以随时暂停、继续和终止计算，使一切都在用户的控制之下。

7、自动完成多个工程的计算。

在工程视图中添加工程，被添加的工程显示在工程列表中，可以调整列表中工程的顺序，计算开始后按列表中的顺序进行计算，直至全部计算完成为止。

8、计算完毕后自动关机功能。

对于较大的工程，主要是杆件下料长度种类较多的工程，由于计算量大可能需要较多的时间，用户完全没必要等待计算完成再关闭电脑，软件加入了自动关机功能，在计算完毕后会自动关机。用户可以将显示器关掉，只让主机运行即可。

以上是软件的几个主要特点，还有其他一些特点用户在使用过程中会体验到，不再一一赘述。