水工混凝土結(jié)構(gòu)CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：基于新修訂水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的水工混凝土結(jié)構(gòu)CAD系統(tǒng)，以中文Windows為操作平臺(tái)，采用先進(jìn)高效的VB語言和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法，具有良好的人機(jī)交互界面.本文詳細(xì)介紹水工混凝土結(jié)構(gòu)CAD系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)原則以及文件系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)分析、素混凝土、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、規(guī)范查詢等功能模塊的設(shè)計(jì)思路.

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu) 水工結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)分析 VB CAD

　　計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)以其設(shè)計(jì)工期短、設(shè)計(jì)質(zhì)量高、設(shè)計(jì)成本低等優(yōu)點(diǎn)在航空、汽車、電子、機(jī)械制造、土木建筑等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用.相對(duì)而言，我國水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中CAD技術(shù)的應(yīng)用較為落后.
　　80年代中期，國內(nèi)曾形成一股水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)CAD研究熱潮，其代表性成果有廠房CAD、重力壩CAD、拱壩CAD等，這些大型軟件一般來說價(jià)格昂貴，而通常的設(shè)計(jì)院若干年才完成一個(gè)或幾個(gè)水利工程的設(shè)計(jì)，不像建筑設(shè)計(jì)院每人每年要完成幾個(gè)甚至幾十個(gè)工程的設(shè)計(jì)，因此其真正的用戶不多.另外，由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)硬件水平較低，再加上水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，水工結(jié)構(gòu)CAD技術(shù)未能得到應(yīng)有的發(fā)展.許多設(shè)計(jì)單位自行編制了若干常用小程序，諸如框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算程序，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)程序等，這類程序在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)計(jì)算方面確實(shí)起到了一定的作用.部分CAD技術(shù)應(yīng)用較好的設(shè)計(jì)院也主要是利用通用軟件，例如AutoCAD等，進(jìn)行輔助繪圖，其效率很低.近年來建筑CAD發(fā)展很快，已真正進(jìn)入CAD的應(yīng)用階段.我國有關(guān)部門已正式將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的出圖率和優(yōu)化設(shè)計(jì)所占的比重作為評(píng)定設(shè)計(jì)單位級(jí)別的一項(xiàng)重要指標(biāo).另一方面，計(jì)算機(jī)硬件水平又有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展.可以預(yù)言，21世紀(jì)將是計(jì)算機(jī)軟件的時(shí)代.與此同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論有了長足的發(fā)展.基于GB50199—94《水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的新一輪水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范幾年前就已開始修訂，目前已有多本規(guī)范正式頒布實(shí)施.例如，從1997年5月1日起實(shí)施的SL／T191—96《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》采用近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法取代原來的半概率半經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，理論上更趨完善，但設(shè)計(jì)也更復(fù)雜.因此，大力開展水工結(jié)構(gòu)CAD軟件的研究勢在必行，研制開發(fā)一套基于上述新規(guī)范的水工混凝土結(jié)構(gòu)CAD系統(tǒng)很有必要，而且也是可能的，具有較大的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值.

1　系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原則

水工混凝土結(jié)構(gòu)CAD系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)遵循了以下原則：
　　a． 集成化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)與可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合的原則.目前，國內(nèi)外軟件開發(fā)的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是集成化.集成化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件具有資料查詢、科學(xué)計(jì)算、繪圖與圖形顯示、仿真模擬、綜合分析、優(yōu)化以及咨詢等功能，其范圍涉及可行性研究、總體規(guī)劃、初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)文件及工程造價(jià)預(yù)測與分析的全過程.例如，最初的PKPM系列軟件包括用來進(jìn)行鋼筋混凝土框、排架及連續(xù)梁結(jié)構(gòu)計(jì)算與施工圖繪制的PK軟件和用來進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的PMCAD軟件.以后又逐漸開發(fā)出框架、框架剪力墻、剪力墻結(jié)構(gòu)空間協(xié)同分析計(jì)算軟件XTJS，剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件JLQ等，還開發(fā)出三維建筑設(shè)計(jì)軟件APM，給排水設(shè)計(jì)軟件WPM，建筑采暖設(shè)計(jì)軟件HPM，建筑電氣設(shè)計(jì)軟件EPM，建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)軟件CPM等，這些軟件之間實(shí)現(xiàn)了一定程度的數(shù)據(jù)共享，形成了集建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、給排水設(shè)計(jì)、采暖設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)為一體的集成化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng).水工混凝土結(jié)構(gòu)CAD系統(tǒng)理應(yīng)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全過程，首先在圖形編輯狀態(tài)下進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置，然后自動(dòng)形成計(jì)算簡圖并進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，再進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)，最后直接形成結(jié)構(gòu)施工圖.但鑒于水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，要在短期內(nèi)完成上述全部功能有很大的困難.所以，該系統(tǒng)的初級(jí)階段主要包括結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及規(guī)范查詢等內(nèi)容，但考慮到其可持續(xù)發(fā)展的要求，預(yù)留了大量接口，為今后形成大規(guī)模集成化軟件系統(tǒng)作了充分準(zhǔn)備.
　　b． 具有良好的用戶界面.目前開發(fā)的軟件都是基于中文Windows操作系統(tǒng)的.Windows的最大特點(diǎn)就是用戶界面的圖形化和可視化.當(dāng)今的計(jì)算機(jī)用戶已經(jīng)熟悉了具有下拉式菜單、變化多樣的顏色和字體以及多窗口的軟件，摒棄了從鍵盤上輸入指令的陳舊方式，越來越多地使用鼠標(biāo)器在圖標(biāo)或菜單選項(xiàng)上通過撳動(dòng)按鈕來啟動(dòng)一段程序或激活一條指令.傳統(tǒng)的沒有用戶界面、直接用文件輸入的軟件已入黃昏，少有人問津，開發(fā)基于Windows的應(yīng)用

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