鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開發(fā)

1、關鍵字:開題報告畢業(yè)設計開題報告 51. 課題名稱:鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開發(fā)2. 項目研究背景:所要編寫的結(jié)構(gòu)程序是混凝土的框架結(jié)構(gòu)的設計,建筑指各種房屋及其附屬的構(gòu)筑物。建筑結(jié)構(gòu)是在建筑 中,由若干構(gòu)件,即組成結(jié)構(gòu)的單元如梁、板、柱等,連接而構(gòu)成的能承受作用(或稱荷載的平面或空 間體系。編寫算例使用建設部最新出臺的混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 gb50010-2002, 該規(guī)范與原混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 gbj10-89相比,新增內(nèi)容約占 15%,有重大修訂的內(nèi)容約占 35%,保持和基本保持原規(guī)范內(nèi)容的部分約 占 50%,規(guī)范全面總結(jié)了原規(guī)范發(fā)布實施以來的實踐經(jīng)驗,借鑒了國外先進標準技術。3. 項

2、目研究意義:建筑中,結(jié)構(gòu)是為建筑物提供安全可靠、經(jīng)久耐用、節(jié)能節(jié)材、滿足建筑功能的一個重要組成部分,它與 建筑材料、制品、施工的工業(yè)化水平密切相關,對發(fā)展新技術。新材料,提高機械化、自動化水平有著重 要的促進作用。由于結(jié)構(gòu)計算牽扯的數(shù)學公式較多,并且所涉及的規(guī)范和標準很零碎。并且計算量非常之大,近年來,隨 著經(jīng)濟進一步發(fā)展,城市人口集中、用地緊張以及商業(yè)競爭的激烈化,更加劇了房屋設計的復雜性,許多 多高層建筑不斷的被建造。 這些建筑無論從時間上還是從勞動量上, 都客觀的需要計算機程序的輔助設計。 這樣,結(jié)構(gòu)軟件開發(fā)就顯得尤為重要。一棟建筑的結(jié)構(gòu)設計是否合理,主要取決于結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件的

3、截面尺寸、材料強度等級以及主 要機構(gòu)構(gòu)造是否合理。這些問題已經(jīng)正確解決,結(jié)構(gòu)計算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設 計工作了,因此原來在學校使用的手算方法,將被運用到具體的程序代碼中去,精力就不僅集中在怎樣利 用所學的結(jié)構(gòu)知識來設計出做法,還要想到如何把這些做法用代碼來實現(xiàn),4. 文獻研究概況在不同類型的結(jié)構(gòu)設計中有些內(nèi)容是一樣的,做框架結(jié)構(gòu)設計時關鍵是要減少漏項、減少差錯,計算機也 是如此的。建筑結(jié)構(gòu)設計統(tǒng)一標準(gbj68-84 該標準是為了合理地統(tǒng)一各類材料的建筑結(jié)構(gòu)設計的基本原則,是 制定工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、鋼結(jié)構(gòu)、薄壁型鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等設計規(guī)范

4、以及地基基礎和建筑抗震等設計規(guī)范應遵守的準則,這些規(guī)范均應按本標準的要求制定相應的具體規(guī)定。 制定其它土木工程結(jié)構(gòu)設計規(guī)范時,可參照此標準規(guī)定的原則。本標準適用于建筑物(包括一般構(gòu)筑物 的整個結(jié)構(gòu),以及組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和基礎;適用于結(jié)構(gòu)的使用階段,以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作、運輸與安裝等施工階 段。本標準引進了現(xiàn)代結(jié)構(gòu)可靠性設計理論,采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法分析確定,即將 各種影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素都視為隨機變量,使設計的概念和方法都建立在統(tǒng)計數(shù)學的基礎上,并以主要 根據(jù)統(tǒng)計分析確定的失效概率來度量結(jié)構(gòu)的可靠性,屬于 “ 概率設計法 ” ,這是設計思想上的重要演進。這 也是當代國際上工程結(jié)構(gòu)

5、設計方法發(fā)展的總趨勢,而我國在設計規(guī)范(或標準中采用概率極限狀態(tài)設計 法是迄今為止采用最廣泛的國家。結(jié)構(gòu)的作用效應 常見的作用效應有:1.內(nèi)力。軸向力,即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一正截面上的法向拉力或壓力;剪力,即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的切向力;彎矩,即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的內(nèi)力矩;扭矩,即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的剪力構(gòu)成的力偶矩。2.應力。如正應力、剪應力、主應力等。3.位移。作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中某點位變(線位移或某線段方向的改變(角位移。4.撓度。構(gòu)件軸線或中面上某點在彎短作用平面內(nèi)垂直于軸線或中面的線位移。5.變形。作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中各點間的相對位移。變形分

6、為彈性變形和塑性變形。6.應變:如線應變、剪應變和主應變等。極限狀態(tài) 整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求, 此特定狀態(tài)稱 為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)可分為兩類:1.承載能力極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到最大承載能力或達到不適于繼續(xù)承載的變形的極限狀態(tài): (1整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡(如傾覆等;(2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因材料強度被超過而破壞 (包括疲勞破壞 , 或因過度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載;(3結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系;(4結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定(如壓屈等。2. 正常使用極限狀態(tài)。 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到使用功能上允許的某一限值的極限狀態(tài)。 出現(xiàn)下列狀態(tài)

7、之一時, 即認為超過了正常使用極限狀態(tài):(1影響正常使用或外觀的變形;(2影響正常使用或耐久性能的局部損壞(包括裂縫;(3影響正常使用的振動;(4影響正常使用的其它特定狀態(tài)。結(jié)構(gòu)設計的基本任務,是在結(jié)構(gòu)的可靠與經(jīng)濟之間選擇一種合理的平衡,力求以最低的代價,使所建造的 結(jié)構(gòu)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的使用期限內(nèi),能滿足預定的安全性、適用性和耐久性等功能要求。為達到這 個目的,人們采用過多種設計方法。以現(xiàn)代觀點看,可劃分為定值設計法和概率設計法兩大類。1.定值設計法。將影響結(jié)構(gòu)可靠度的主要因素(如荷載、材料強度、幾何參數(shù)、計算公式精度等看作非 隨機變量,而且采用以經(jīng)驗為主確定的安全系數(shù)來度量結(jié)構(gòu)可靠性的

8、設計方法,即確定性方法。此方法要 求任何情況下結(jié)構(gòu)的荷載效應 s (內(nèi)力、 變形、 裂縫寬度等 不應大于結(jié)構(gòu)抗力 r (強度、 剛度、 抗裂度等 , 即 sr 。在 20世紀 70年代中期前,我國和國外主要都采用這種方法。2. 概率設計法:將影響結(jié)構(gòu)可靠度的主要因素看作隨機變量, 而且采用以統(tǒng)計為主確定的失效概率或可靠 指標來度量結(jié)構(gòu)可靠性的設計方法,即非確定性方法。此方法要求按概率觀念來設計結(jié)構(gòu),也就是出現(xiàn)結(jié) 構(gòu)荷載效應 3大于結(jié)構(gòu)抗力 r (s r 的概率應小于某個可以接受的規(guī)定值。這種方法是 20世紀 40年代 提出來的,至 70年代后期在國際上已進入實用階段。我國自 80年代中期,結(jié)構(gòu)

9、設計方法開始由定值法向 概率法過渡。面向?qū)ο缶幊淌箘?chuàng)建 windows 程序較為容易的關鍵技術是面向?qū)ο缶幊?或 oop 。這種技術可以創(chuàng)建可重用組建,它是 程序的組成模塊。幾個定義控件 提供程序可見界面的可重用對象?？丶氖纠形谋究颉撕灪兔畎粹o。事件 由用戶或操作系統(tǒng)引發(fā)的動作。 事件的示例有擊鍵、 單擊鼠標、 一段時間的限制, 或從端口接收數(shù)據(jù)。方法 嵌入在對象定義中的程序代碼, 它定義對象怎樣處理信息并響應某事件。 例如, 數(shù)據(jù)庫對象有打開紀 錄集并從一個記錄移動到另一個記錄的方法。對象 程序的基本元素, 它含有定義其特征的屬性, 定義其任務和識別它可以響應的事件的方法。 控件和窗

10、 體是 visual basic中所有對象的示例。過程 為完成任務而編寫的代碼段。過程通常用于響應特定的事件。屬性 對象的特征,如尺寸、位置、顏色或文本。屬性決定對象的外觀,有時也決定對象的行為。屬性也用 于為對象提供數(shù)據(jù)和從對象取回信息。5. 設計主本軟件適用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土多層、多跨的框架的設計。畢業(yè)設計要完成的工作包括:1. 平面鋼架分析程序的改造對結(jié)構(gòu)力學教研室版平面鋼架分析程序進行修改和補充。要求:(1 編寫自動生成節(jié)點坐標和單元節(jié)點編號的程序,或以圖形方式輸入計算簡圖。(2 修改程序,使之適合多工況內(nèi)力計算; (3 根據(jù)輸入、輸出數(shù)據(jù)的特點,設計適當?shù)娜藱C界面。輸出 應可選的顯示各

11、構(gòu)件端力和內(nèi)力圖。2.編寫鋼筋混凝土多層多跨框架機構(gòu)的構(gòu)件設計程序(1 根據(jù)有關的規(guī)范,應明確計算的各種荷載(恒載、樓屋面活載、風荷載和地震作用等的計算方法, 在次基礎上編寫自動生成各種荷載作用下的結(jié)點荷載和單元荷載的程序。地震作用按底部剪力法確定。自振周期用經(jīng)驗公式確定。(2 計算各種荷載單獨作用時框架各桿件的內(nèi)力。計算結(jié)構(gòu)存放在各自的桿端力(隨機文件中。對豎向荷載下的梁端彎距進行塑性調(diào)幅。(3 在 (2中產(chǎn)生的桿端力文件基礎上,分別計算各種可能的荷載組合下,梁、柱控制截面的內(nèi)力。計算結(jié) 果存放在適當?shù)奈募小?4 從 (3生成的文件中選出最不利組合,同時給出截面配筋。梁、柱截面配筋的確定應

12、考慮抗震設計的要求。 (5 部分編程較熟練的同學可根據(jù)計算結(jié)果和構(gòu)造規(guī)定, 用 auto-cad vba 繪制梁、柱配筋圖。5.成果形式本畢業(yè)設計的成果應包括:1. 可運行的、并能給出正確計算結(jié)果的源程序在存放源程序的軟盤中,應至少有一個算例的數(shù)據(jù)文件,可在基本不需另外鍵入數(shù)據(jù)的前提下,顯示正確 地運行結(jié)果。2.軟件使用手冊這是為用戶準備的關于軟件使用方法、操作步驟和其他必要的文字材料。3.軟件說明書這是軟件作者的工作檔案,是軟件維護的基本資料。其中應包括:(1 軟件所依據(jù)的工作檔案、力學和工程結(jié)構(gòu)模型的較為詳細的描述,主要的計算公式及其使用的符號的 含義,重要算法的文字說明:(2 程序的結(jié)構(gòu)

13、:模塊的劃分的情況、各模塊相互之間的關系及各模塊的功能;(3 帶有較為詳細的注釋的源程序文本。其中應注明各標識符的含義(盡可能的采用通用公式中的符號。 各程序段的功能、相應的數(shù)學公式和特殊算法的說明; (4 為使他人根據(jù)軟件說明書讀懂你的程序所必需 的其他資料。(5 部分編程較熟練的同學可遞交梁、柱配筋圖紙一張。4.對自己所編程序的評價(1 對算例計算結(jié)果的合理性進行必要的分析;(2 總結(jié)軟件設計過程中的經(jīng)驗和及教訓,提出設計改進意見。以上各項資料處源程序文本以軟盤形式提交外,其余均用計算機打印。6. 進度計劃第一周 畢業(yè)實習,參觀工程,收集資料 。第二周 需求分析：描述計算機模型，編些初步的軟件說明書。 第三周 軟件設計：選擇模塊劃分的方案 第四周 模塊設計：數(shù)據(jù)輸入界面設計（梁柱截面數(shù)據(jù)） 或 數(shù)據(jù)輸入界面設計（可視化圖形輸入） 第五