Количество несвязных фрагментов scad как исправить

проверка_и_корректирока_модели

Зачастую в работе инженеров при расчете строительных конструкций в системе SCAD Office встречаются сложные вопросы. Мы решили рассмотреть наиболее интересные вопросы, которые задают нам на обучающих курсах и раскрыть некоторые секреты работы в SCAD Office.

Вопрос № 1: Как правильно задаются закрепления (связи) в системе SCAD Office?

Ответ: Связевые закрепления присваиваются узлам, перемещение или поворот, которых необходимо закрепить, опираясь исключительно на конструктивное решение рассматриваемого строения. При работе в SCAD Office различают 6 видов связей: 3 перемещения и 3 поворота относительно 3-х глобальных осей. Закрепления X,Y,Z накалывают запрещение перемещений по соответствующим направлениям осей, а закрепления Ux, Uy, Uz – поворот вокруг глобальных осей.

Пример: Закрепление фермы при решении плоской задачи может выглядеть так: левый узел опирания закрепляется по направлению X и Z, правый край по направлению Z

Вопрос № 2: Как можно развернуть сечение колонны в системе SCAD Office?

Ответ: Разворот сечения колонны, как и любого другого сечения стержневого элемента можно выполнить в системе SCAD с помощью команды «Задание ориентации местных осей координат элементов». В меню команды SCAD Office существует два способа разворота осей: на заданный угол и ориентируясь на заданную точку (наиболее распространен способ «на заданный угол). В поле F указывается в градусах угол разворота сечения, относительно продольной оси стержня (местной оси X), после чего выбирается один или несколько элементов и подтверждение команды через Enter.

Вопрос № 3: Как «растянуть» стержневой элемент в системе SCAD Office?

Ответ: Изменить длину стержневых элементов можно с помощью переноса узлов. Данная команда в системе SCAD располагается во вкладке «узлы». В меню команды устанавливается направление переноса узла и расстояние в метрах. Пользуясь этой командой, вы не всегда сможете корректно удлинить или укоротить элементы, т.к. к одному и тому же узлу могут подходить несколько элементов под разным углом.

Пример: С помощью команды «перенос узлов, можно, например, увеличить шаг рам одноэтажного промышленного здания.

Вопрос № 4: Для чего нужен вектор N?

Ответ: Вектор N – вектор пластинчатых элементов, позволяющий сонаправить мозаику результатов в пластинчатых элементах. Вектор N совпадает с напряжениями по направлению X. Направление вектора имеет очень большое значение, поскольку чтение результатов конструкции в рамках одного конструктивного элемента (плита, стена) возможно только при согласованном направлении всех векторов.

Вопрос № 5: Можно ли скрыть не выделенные элементы или узлы в системе SCAD Office?

Ответ: Команда фрагментации выделенных узлов и элементов возможна с помощью соответствующих инструментов панели визуализации в программе SCAD. Команда «ножницы» позволяет выделить часть схемы, а команда «подтверждение фрагментации» оставит на экране только отмеченные элементы. В новой версии SCAD Office появилась возможность фрагментировать выделенные узлы и элементы с помощью одноименной команды (иконки находятся в правом нижнем углу). Преимущества второго метода в том, что фрагментации подвергаются элементы и узлы в разных частях схемы.

Сейчас Вы — Гость на форумах «Проектант». Гости не могут писать сообщения и создавать новые темы.
Преодолейте несложную формальность — зарегистрируйтесь! И у Вас появится много больше возможностей на форумах «Проектант».

Графический анализ результатов расчета нагрузок от фрагмента схемы

Режим позволяет отобразить на расчетной схеме узловые нагрузки, полученные
в результате работы постпроцессора расчета нагрузок от фрагмента схемы,
а также записать в виде отдельной схемы узлы с приложенными к ним нагрузками.

Рис. 1. Инструментальная
панель режима Анализ
нагрузок от фрагмента схемы

Инструментальная панель режима (рис. 1) вклю­чает следующие операции:

 — отображение нагрузок от фрагмента схемы
для выбранного загружения;

 — отображение
цветовой карты нагрузок от фрагмента схемы;

 — отображение
расчетной схемы;

 — запись в виде отдельной схемы узлов
с вычисленными нагрузками;

 — визуализация
«разрезаемых» элементов;

 — изменение исходных данных.

Рис. 2. Нагрузки от
фрагмента в узлах основания

Кроме того, панель содержит два списка — для выбора вида нагрузки и
для установки номера загружения или комбинации загружений.

Так как работа в этом режиме не отличается от опи­санных выше режимов
анализа результатов, то остановим внимание только на операции сохранения
узлов с вы­чис­лен­ными нагрузками в виде отдельной схемы. Эта опера­ция
позволяет сохранить под новым именем схему, которая включает только те
узлы исходной схемы, в которых получены нагрузки от фрагмента. При этом
в новой схеме будут автома­тически сформированы все загружения и их комбинации,
для которых вычислялись нагрузки.

Полученную схему можно присоединить к другой, ранее созданной схеме
(режим сборки), или сформировать схему на базе ее узлов.

Для вывода значений нагрузок используется кнопка фильтров .

Нагрузки могут быть выведены для всех узлов или только для узлов, которые
входят в определенный участок (в этом случае в выпадающем списке инструментальной
панели следует выбрать нужный участок, а для вывода данных по всем участкам
выбрать пункт Все узлы в этом
списке).

Кнопка  инструментальной
панели позволяет окрасить на схеме те элементы, которые в исходных данных
были перечислены, как «отброшенные».

Из диалога Информация об узле
можно (нажав кнопку Нагрузки от фрагмента)
получить для текущего загружения (или комбинации загружений) таблицу с
величинами нагрузок от фрагмента схемы для выбранного узла.

Кнопка позволяет активировать диалоговое
окно для задания или изменения исходных данных. После использования данной
операции следует выйти в дерево проекта и произвести расчет нагрузок от
фрагмента схемы.

Каждый раз при нахождении очередного вхождения фрагмента в химическую структуру заселенность соответствующей ячейки молекулярной голограммы увеличивается на единицу. В отличие отстандартных хеш-таблиц, в молекулярных голограммах столкновения данныхне устранены, и поэтому несколько разных фрагментов могут отобразиться наодну ячейку молекулярной голограммы. Следовательно, в результате анализахимической структуры общая заселенность ячейки молекулярной голограммыоказывается равной сумме целочисленных значений дескрипторов, соответствующим фрагментам, на нее отображаемым. Молекулярные голограммы леглив основу голографического QSAR (holographic QSAR — HQSAR) [153], в которомзаселенности ячеек молекулярной голограммы выступают в качестве дескрипторов, корреляция которых с числовым значением биологической активностистроится при помощи метода частичных наименьших квадратов PLS.FragmentsMolecular StructureOOFragmentGenerationFragment Integer IDs 125836205 13 0711234589 1067…CRCAlgorithm…9Molecular HologramBin IDsРис.

19. Генерация молекулярной голограммыПо своей природе молекулярные голограммы очень близки к хешированным молекулярным отпечаткам пальцев (hashed molecular fingerprints) (илипросто молекулярным отпечаткам пальцев (molecular fingerprints)), однако построены на основе бинарных фрагментных дескрипторов, показывающих лишь94наличие или отсутствие данного фрагмента в химической структуре. Также, вотличие от молекулярных голограмм, при построении молекулярных отпечатков пальцев каждый фрагмент может отображаться на несколько ячеек молекулярной голограммы, положения которых вычисляются при введении хеш-кодакак затравки для генератора псевдослучайных чисел.

Для увеличения информационной плотности (которая зависит от соотношений битов “on” и “off”), молекулярные отпечатки пальцев могут быть получены при помощи процедуры сворачивания (folding), при которой каждый молекулярный отпечаток пальцев делится пополам, и две получившиеся половины комбинируются при помощи логической операции ИЛИ. Преимущество хешированных молекулярных отпечатков пальцев заключается в возможности использовать большое число дескрипторов для описания химической структуры. Недостаток же их связан с тем,что в них столкновения данных не устраняются (см. обсуждение выше).

Тем неменее, в некоторых случаях этот недостаток может быть частично устранен путем подбора оптимальной длины хеш-буфера, при котором исключены столкновения наиболее важных фрагментных дескрипторов (см. Рис. 20).OOHOOFragment GenerationO…O…OHO0101101001Hashed fingerprintsРис. 20. Генерация хешированных молекулярных отпечатков пальцев.

Каждыйфрагмент приводит к установке нескольких битов. Бит, на котором произошлаколлизия, отмечен жирным шрифтом и подчеркнут952.2.5. Классификация по связности фрагментовФрагменты, используемые во фрагментных дескрипторах, могут бытьсвязными (connected) и несвязными (disconnected). В абсолютном большинстверабот используются связные фрагменты.

Оказывается, значения дескрипторов,построенных на несвязных фрагментах, всегда может быть выражено череззначения дескрипторов, построенных на базе их компонент связности [259].Следовательно, дескрипторы, построенные на основе несвязных фрагментов,являются избыточными, поскольку не содержат дополнительной информациипо сравнению дескрипторами, построенными на основе связных фрагментов.Тем не менее, дескрипторы построенные на несвязных фрагментах, могутв ряде случаев оказаться полезными, поскольку уравнения SAR/QSAR/QSPR сих участием могут оказаться более простыми.

В частности, нелинейныеQSAR/QSPR-модели с целочисленными дескрипторами на основе связныхфрагментов могут быть заменены линейными моделями на основе несвязныхфрагментов, поскольку числа встречаемости несвязных подграфов в молекулярном графе нелинейно выражаются через числа встречаемости связных подграфов. Таким образом, использование несвязных фрагментов можно рассматривать как неявный способ введения нелинейности в модели QSAR/QSPR, построенных на основе целочисленных фрагментных дескрипторов. То же самоекасается бинарных фрагментных дескрипторов, но только в случае с ними нелинейные выражения заменяются логическими операциями конъюнкции. Таким образом, в случае бинарных дескрипторов несвязные фрагменты в неявномвиде вводят логическую операцию конъюнкции в модели SAR.Идея применения дескрипторов, основанных на несвязных фрагментах,лежит в основе концепции компаунд-дескрипторов (определяемых как комбинации несвязанных между собой фрагментов в молекулярной структуре), быланедавно введена В.А.

Тарасовым с соавт. [318]. В цитируемой работе было показано, что компаунд-дескрипторы существенно улучшают качество SAR модели, позволяющей прогнозировать мутагенность на основе Байесовского вероятностного подхода. Кроме того, дескрипторы на основе несвязных фрагментов96использовались в неявном виде (в форме конъюнкций бинарных дескрипторовна основе связных фрагментов) в ряде работ, основанных на вероятностных методах прогнозирования (см.

книгу [319] и ссылки в ней).2.2.6. Классификация по уровням детализации молекулярных графовВ отличие от исследований QSPR, практически целиком основанных нарассмотрении молекулярных графов, вершины которых соответствуют всематомам (по крайней мере, неводородным) в молекуле, при работе с биологической активностью, и особенно на качественном уровне, часто требуется болеевысокий уровень абстракции. В последнем случае бывает удобно описыватьхимические структуры при помощи специальных редуцированных (reduced)графов, вершины которых, иногда называемые дескрипторными либо фармакофорными центрами, представляют атом или группу атомов, способные взаимодействовать с биологической мишенью, тогда как ребра описывают удаленность дескрипторных центров друг от друга, например, по числу химическихсвязей между ними (т.н. топологическое расстояние).

Подобное биологическиориентированное представление химических структур было впервые предложено в 1982 г. В.В. Авидоном с соавт. под именем графа связности дескрипторных центров (ГСДЦ) [131] как обобщение предложенных ранее дескрипторов ФКСП (см. пункт 2.2.1.6).5CH3N3CH3N81O10S691CH374Рис. 21. Структура фенотиазина с отмеченными на ней дескрипторными центрами97CH31N41N1-1-23N-14-21S1-11CH3O15SCH3Рис. 22. Граф связности дескрипторных центровНа Рис. 22 приведен ГСДЦ для молекулы фенотиазина.

В этом случае редуцированный граф состоит из 10 вершин, соответствующих дескрипторнымцентрам, показанным на Рис. 21, и 16 ребер. Набор дескрипторных центроввключает: (а) четыре гетероатома (см. нумерацию на Рис. 21), которые могутпринимать участие в донорно-акцепторных взаимодействиях и образовании водородных связей с биомолекулами; (б) три метильные группы 5, 6, 7, которыемогут участвовать в гидрофобных взаимодействиях с биологическими молекулами; (в) два бензольных кольца 8, 9 и один гетероцикл 10, которые могут принимать участие в π-π и π-катионных взаимодействиях с биологическими молекулами.

Одиннадцать ребер в ГСДЦ помечены положительными числами, показывающими топологическое расстояние (по числу связей) между дескрипторными центрами, тогда как отрицательные числа обозначают пересечения дескрипторных центров, когда они содержат один либо несколько общих атомов.ГСДЦоказалисьполезныминетолькокакисточникбиологически-ориентированных фрагментных дескрипторов (например, дескрипторы ФКСПможно рассматривать как «атомные пары», рассчитанные при использованииГСДЦ вместо молекулярных графов), но также и при поиске фармакофоров,В дальнейшем, редуцированные графы и основанные на них фрагментныедескрипторы неоднократно вводились разными группами авторов.

Так, пред98ложенные в 1985 г. атомные пары Кархарта (Carhart) [243] оказались близкимик вышеупомянутым дескрипторам ФКСП, и, следовательно, их тоже можнорассматривать как дескрипторы, основанные на двухвершинных связных подграфах специальных редуцированных графов, в которых ребра соответствуютпутям между атомами. Предложенный в 1996 г. Кирсли (Kearsley) модифицированный вариант атомных пар [190], в котором классификация атомов основана на их физико-химических свойствах, еще выше поднял уровень абстракцииэтого типа дескрипторов.

В 2003 г. Жиллет (Gillet), Виллвет (Willett) и Брэдшоу(Bradshaw) предложили новый тип редуцированных графов (в дальнейшем мыих будем называть GWB-редуцированными графами) и продемонстрировали ихвысокую эффективность в осуществлении поиска по подобию [320]. На Рис. 23показан GWB-редуцированный граф, состоящий из 6 вершин и 5 ребер, нарядус несколькими химическими структурами, отображаемыми в него. Три еговершины с меткой R соответствуют кольцам (Rings), две вершины с меткой labeled L – линкерам (Linkers), а одна вершина с меткой F соответствует структурным особенностям (Features) – в данном случае это атом кислорода, способный образовывать водородные связи. В отличие от вышеупомянутых редуцированных графов ГСДЦ, ребра GWB-редуцированных графов специальным образом не помечены и соответствуют обычным химическим связям.NONHOOONNRFLRLRBrOONBrOONNРис.

23. Примеры химических структур, соответствующих одному GWBредуцированному графу (показан в центре)99Еще одна отличительная черта GWB-редуцированных графов заключается в иерархической организации меток вершин. Например, метка Arn (ароматический цикл, не образующий водородных связей) более конкретна по сравнению с меткой Ar (любой ароматический цикл), которая, в свою очередь, является более конкретной по сравнению с R (любое кольцо).

Благодаря этой особенности, GWB-редуцированные графы также могут быть организованы иерархически, причем уровень их абстрактности может быть контролируем (см. Рис.24). Все это приводит к более высокой гибкости в их использовании. Кроме поиска по подобию, фрагментные дескрипторы на основе GWB-редуцированныхграфов с успехом были применены при построении классификационных моделей SAR с использованием деревьев принятия решений [321].FFRLRRFFArArLRFFArnArnLRbFaFd&aArnArnLRd&aONH2NHIncreasing identityIncreasingdiscriminantionРис. 24. Иерархия GWB-редуцированных графов2.2.7. Фрагментные дескрипторы с выделенными атомамиФрагментные дескрипторы с отмеченными атомами рассмотрены в разделе 5.3.1002.3.

Ограничения фрагментных дескрипторовНесмотря на успешное применение и большую популярность фрагментных дескрипторов, они все-таки не лишены определенных ограничений. В литературе упоминается о трех основных проблемах, связанных с ними: (1) проблема «редких» либо «отсутствующих» фрагментов; (2) проблема адекватногопредставления стереохимической информации; (3) отсутствие физической интерпретации.Проблема «редких» и «отсутствующих» фрагментов [322] является, повидимому, наиболее серьезной из упомянутых трех. Действительно, числофрагментов (и, следовательно, количество фрагментных дескрипторов) практически неограниченно: оно значительно превышает число возможных химических структур. В результате этого любая химическая структура содержит такиефрагменты, которые отсутствуют (либо присутствуют в слишком малом количестве) в обучающей выборке, использованной для построения моделейSAR/QSAR/QSPR, необходимых для прогнозирования нужного свойства. Поскольку для фрагментных дескрипторов, соответствующих отсутствующим либо редким фрагментам, нельзя сколько-нибудь надежно оценить значение соответствующего регрессионного коэффициента (и, следовательно, оценить насколько он важен для прогнозирования определенного свойства), то в том случае, если он все-таки важен для прогнозирования данного свойства, оно не будет надежно предсказано.