畢業設計開題報告3

1.課題名稱：鋼筋混凝土多層、多跨框架軟體開發2.項目研究背景：所要編寫的結構程式是混凝土的框架結構的設計，建築指各種房屋及其附屬的構築物。建築結構是在建築中，由若干構件，即組成結構的單元如梁、板、柱等，連線而構成的能承受作用的平面或空間體系。編寫算例使用建設部最新出台的《混凝土結構設計規範》GB50010-2002,該規範與原混凝土結構設計規範GBJ10-89相比，新增內容約占15％，有重大修訂的內容約占35％，保持和基本保持原規範內容的部分約占50％，規範全面總結了原規範發布實施以來的實踐經驗，借鑑了國外先進標準技術。3. 項目研究意義：建築中，結構是為建築物提供安全可靠、經久耐用、節能節材、滿足建築功能的一個重要組成部分，它與建築材料、製品、施工的工業化水平密切相關，對發展新技術。新材料，提高機械化、自動化水平有著重要的促進作用。由於結構計算牽扯的數學公式較多，並且所涉及的規範和標準很零碎。並且計算量非常之大，近年來，隨著經濟進一步發展，城市人口集中、用地緊張以及商業競爭的激烈化，更加劇了房屋設計的複雜性，許多多高層建築不斷的被建造。這些建築無論從時間上還是從勞動量上，都客觀的需要電腦程式的輔助設計。這樣，結構軟體開發就顯得尤為重要。 一棟建築的結構設計是否合理，主要取決於結構體系、結構布置、構件的截面尺寸、材料強度等級以及主要機構構造是否合理。這些問題已經正確解決，結構計算、施工圖的繪製、則是另令人辛苦的具體程式設計工作了，因此原來在學校使用的手算方法，將被運用到具體的程式代碼中去，精力就不僅集中在怎樣利用所學的結構知識來設計出做法，還要想到如何把這些做法用代碼來實現，4.文獻研究概況在不同類型的結構設計中有些內容是一樣的，做框架結構設計時關鍵是要減少漏項、減少差錯，計算機也是如此的。 建築結構設計統一標準 該標準是為了合理地統一各類材料的建築結構設計的基本原則，是制定工業與民用建築結構荷載規範、鋼結構、薄壁型鋼結構、混凝土結構、砌體結構、木結構等設計規範以及地基基礎和建築抗震等設計規範應遵守的準則，這些規範均應按本標準的要求制定相應的具體規定。制定其它土木工程結構設計規範時，可參照此標準規定的原則。本標準適用於建築物的整個結構，以及組成結構的構件和基礎；適用於結構的使用階段，以及結構構件的製作、運輸與安裝等施工階段。本標準引進了現代結構可靠性設計理論，採用以機率理論為基礎的極限狀態設計方法分析確定，即將各種影響結構可靠性的因素都視為隨機變數，使設計的概念和方法都建立在統計數學的基礎上，並以主要根據統計分析確定的失效機率來度量結構的可靠性，屬於「機率設計法」，這是設計思想上的重要演進。這也是當代國際上工程結構設計方法發展的總趨勢，而我國在設計規範中採用機率極限狀態設計法是迄今為止採用最廣泛的國家。結構的作用效應 常見的作用效應有：1．內力。軸向力，即作用引起的結構或構件某一正截面上的法向拉力或壓力；剪力，即作用引起的結構或構件某一截面上的切向力；彎矩，即作用引起的結構或構件某一截面上的內力矩；扭矩，即作用引起的結構或構件某一截面上的剪力構成的力偶矩。2．應力。如正應力、剪應力、主應力等。3．位移。作用引起的結構或構件中某點位變或某線段方向的改變。4．撓度。構件軸線或中面上某點在彎短作用平面內垂直於軸線或中面的線位移。5．變形。作用引起的結構或構件中各點間的相對位移。變形分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 整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態就不能滿足設計規定的某一功能要求，此特定狀態稱為該功能的極限狀態。極限狀態可分為兩類：1．承載能力極限狀態。結構或結構構件達到最大承載能力或達到不適於繼續承載的變形的極限狀態：整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡；結構構件或連線因材料強度被超過而破壞，或因過度的塑性變形而不適於繼續承載； 結構轉變為機動體系；結構或結構構件喪失穩定。2．正常使用極限狀態。結構或結構構件達到使用功能上允許的某一限值的極限狀態。出現下列狀態之一時，即認為超過了正常使用極限狀態：影響正常使用或外觀的變形；影響正常使用或耐久性能的局部損壞；影響正常使用的振動；影響正常使用的其它特定狀態。結構設計的基本任務，是在結構的可靠與經濟之間選擇一種合理的平衡，力求以最低的代價，使所建造的結構在規定的條件下和規定的使用期限內，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，人們採用過多種設計方法。以現代觀點看，可劃分為定值設計法和機率設計法兩大類。1．定值設計法。將影響結構可靠度的主要因素看作非隨機變數，而且採用以經驗為主確定的安全係數來度量結構可靠性的設計方法，即確定性方法。此方法要求任何情況下結構的荷載效應S不應大於結構抗力R，即S≤R。在20世紀70年代中期前，我國和國外主要都採用這種方法。2．機率設計法：將影響結構可靠度的主要因素看作隨機變數，而且採用以統計為主確定的失效機率或可靠指標來度量結構可靠性的設計方法，即非確定性方法。此方法要求按機率觀念來設計結構，也就是出現結構荷載效應3大於結構抗力R的機率應小於某個可以接受的規定值。這種方法是20世紀40年代提出來的，至70年代後期在國際上已進入實用階段。我國自80年代中期，結構設計方法開始由定值法向機率法過渡。面向對象編程 使創建Windows程式較為容易的關鍵技術是面向對象編程，或OOP。這種技術可以創建可重用組建，它是程式的組成模組。 幾個定義控制項 提供程式可見界面的可重用對象。控制項的示例有文本框、標籤和命令按鈕。事件 由用戶或作業系統引發的動作。事件的示例有擊鍵、單擊滑鼠、一段時間的限制，或從埠接收數據。方法 嵌入在對象定義中的程式代碼，它定義對象怎樣處理信息並回響某事件。例如，資料庫對象有打開紀錄集並從一個記錄移動到另一個記錄的方法。 對象 程式的基本元素，它含有定義其特徵的屬性，定義其任務和識別它可以回響的事件的方法。控制項和窗體是Visual Basic中所有對象的示例。 過程 為完成任務而編寫的代碼段。過程通常用於回響特定的事件。 屬性 對象的特徵，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。屬性也用於為對象提供數據和從對象取回信息。5.設計主要內容本軟體適用於現澆鋼筋混凝土多層、多跨的框架的設計。畢業設計要完成的工作包括：1.平面鋼架分析程式的改造對結構力學教研室版平面鋼架分析程式進行修改和補充。要求： 編寫自動生成節點坐標和單元節點編號的程式，或以圖形方式輸入計算簡圖。 修改程式，使之適合多工況內力計算； 根據輸入、輸出數據的特點，設計適當的人機界面。輸出應可選的顯示各構件端力和內力圖。2．編寫鋼筋混凝土多層多跨框架機構的構件設計程式 根據有關的規範，應明確計算的各種荷載的計算方法，在次基礎上編寫自動生成各種荷載作用下的結點荷載和單元荷載的程式。地震作用按底部剪力法確定。自振周期用經驗公式確定。 計算各種荷載單獨作用時框架各桿件的內力。計算結構存放在各自的桿端力檔案中。對豎向荷載下的梁端彎距進行塑性調幅。 在中產生的桿端力檔案基礎上，分別計算各種可能的荷載組合下，梁、柱控制截面的內力。計算結果存放在適當的檔案中。 從生成的檔案中選出最不利組合，同時給出截面配筋。梁、柱截面配筋的確定應考慮抗震設計的要求。 部分編程較熟練的同學可根據計算結果和構造規定，用Auto-CAD VBA 繪製梁、柱配筋圖。5．成果形式本畢業設計的成果應包括：1.可運行的、並能給出正確計算結果的源程式在存放源程式的軟碟中，應至少有一個算例的數據檔案，可在基本不需另外鍵入數據的前提下，顯示正確地運行結果。2．軟體使用手冊這是為用戶準備的關於軟體使用方法、操作步驟和其他必要的文字材料。3．軟體說明書這是軟體作者的工作檔案，是軟體維護的基本資料。其中應包括： 軟體所依據的工作檔案、力學和工程結構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： 程式的結構：模組的劃分的情況、各模組相互之間的關係及各模組的功能； 帶有較為詳細的注釋的源程式文本。其中應註明各標識符的含義。各程式段的功能、相應的數學公式和特殊算法的說明； 為使他人根據軟體說明書讀懂你的程式所必需的其他資料。 部分編程較熟練的同學可遞交梁、柱配筋圖紙一張。4．對自己所編程式的評價 對算例計算結果的合理性進行必要的分析； 總結軟體設計過程中的經驗和及教訓，提出設計改進意見。以上各項資料處源程式文本以軟碟形式提交外，其餘均用計算機列印。6.進度計畫第一周 畢業實習，參觀工程，收集資料 。第二周 需求分析：描述計算機模型，編些初步的軟體說明書。第三周 軟體設計：選擇模組劃分的方案第四周 模組設計：數據輸入界面設計或 數據輸入界面設計第五周 數據輸入界面設計第六周 模組設計：荷載計算，相應的內力計算第七周 荷載計算，相應的內力計算第八周 模組設計：梁配筋計算第九周 梁荷載組合，確定梁配筋第十周 梁荷載組合，確定梁配筋第十一周 模組設計：柱配筋計算第十二周 柱荷載組合，確定柱配筋第十三周 柱荷載組合，確定柱配筋第十四周 軟體測試 或用AutoCAD VBA 繪製梁、柱配筋圖；第十五周 軟體測試第十六周 整理源程式，編寫軟體說明數和用戶手冊第十七周 編寫軟體說明書和用戶手冊，形成畢業設計全部檔案，準備答辯。第十八周 畢業答辯