钢筋混凝土悬臂式挡土墙CAD系统的开发
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摘要
本文以边坡工程中常见的土质边坡为例,对钢筋混凝土悬臂式挡土墙支挡结构的设计过程进行了分析。从内力计算到施工图显示及输出,为合理、经济地设计悬臂式挡墙提供了依据。
目前的挡墙设计主要采用工具箱计算和手工绘图相结合的方式,设计效率有待进一步提高。为了减轻设计人员的工作负担,充分利用计算机计算及数据处理速度较快的特点,结合工程师的设计经验,本文研究并开发了钢筋混凝土悬臂式挡土墙CAD辅助设计系统,且应用该系统进行了工程算例的计算,取得了良好的效果。鉴于目前该类结构的CAD辅助设计系统还比较单一,本系统的开发将对该类结构的设计作出进一步的完善。
本CAD系统以现行规范《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)、《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)和国家建筑标准设计图集《挡土墙》(04J008)为基础,专门针对目前广泛应用的悬臂式挡墙而开发。系统提供了交互式输入、自动建模、荷载计算、结构有限元分析、构件设计、计算结果图形显示、计算文本的输出和施工图生成等功能,是一种快捷、适用且有效的悬臂式挡墙计算机辅助设计系统。
本系统以Windows XP为开发环境,运用面向对象的可视化编程工具Visual C++ 6.0进行开发,实现了程序设计的模块化。系统采用主窗口与分级窗口的操作模式,用户界面美观,操作方便灵活,具有较为理想的结构计算结果、可视化输出以及良好的维护性和可扩展性。
The paper takes the common soil-slope in the slope engineering as an example and analyzes the design process of reinforced concrete cantilever retaining walls, which provides the reasonable and economical method for retaining walls design from the internal-force calculation to the output of work drawing.
At present, the retaining walls design is mainly on the bases of workbox and manual drawing, so it is necessary to improve the efficiency of structure design. In order to lighten the burden in structure design, the paper takes advantage of the quick calculation of computer to develop the Computer–Aided Design system of reinforced concrete cantilever retaining walls, combined with the experiences of engineers and also gets good results in the engineering example. Actually, the CAD system is not commonly used in retaining walls design, so the development of CAD system in the area of cantilever retaining walls design will bring more convenience to the structure design.
The system is especially developed for the cantilever retaining walls in common use recently on the bases of the actual code for design of concrete structures(GB50010-2002), code for seismic design of buildings(50011-2001), code for design of building foundation (GB5007-2002), the technical code for building slope engineering (GB50330-2002) and the normal design of national building (04J008). There are many functions in the system, including data input in man-machine conversation, model creating, loading calculating, finite element analysis, data output and work drawing display.
The system is adapt to Windows XP and developed with the computer language visual C++6.0. There are many advantages in the system such as good result , data output, readability, easy expanding and so on.
目前的挡墙设计主要采用工具箱计算和手工绘图相结合的方式,设计效率有待进一步提高。为了减轻设计人员的工作负担,充分利用计算机计算及数据处理速度较快的特点,结合工程师的设计经验,本文研究并开发了钢筋混凝土悬臂式挡土墙CAD辅助设计系统,且应用该系统进行了工程算例的计算,取得了良好的效果。鉴于目前该类结构的CAD辅助设计系统还比较单一,本系统的开发将对该类结构的设计作出进一步的完善。
本CAD系统以现行规范《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)、《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)和国家建筑标准设计图集《挡土墙》(04J008)为基础,专门针对目前广泛应用的悬臂式挡墙而开发。系统提供了交互式输入、自动建模、荷载计算、结构有限元分析、构件设计、计算结果图形显示、计算文本的输出和施工图生成等功能,是一种快捷、适用且有效的悬臂式挡墙计算机辅助设计系统。
本系统以Windows XP为开发环境,运用面向对象的可视化编程工具Visual C++ 6.0进行开发,实现了程序设计的模块化。系统采用主窗口与分级窗口的操作模式,用户界面美观,操作方便灵活,具有较为理想的结构计算结果、可视化输出以及良好的维护性和可扩展性。
The paper takes the common soil-slope in the slope engineering as an example and analyzes the design process of reinforced concrete cantilever retaining walls, which provides the reasonable and economical method for retaining walls design from the internal-force calculation to the output of work drawing.
At present, the retaining walls design is mainly on the bases of workbox and manual drawing, so it is necessary to improve the efficiency of structure design. In order to lighten the burden in structure design, the paper takes advantage of the quick calculation of computer to develop the Computer–Aided Design system of reinforced concrete cantilever retaining walls, combined with the experiences of engineers and also gets good results in the engineering example. Actually, the CAD system is not commonly used in retaining walls design, so the development of CAD system in the area of cantilever retaining walls design will bring more convenience to the structure design.
The system is especially developed for the cantilever retaining walls in common use recently on the bases of the actual code for design of concrete structures(GB50010-2002), code for seismic design of buildings(50011-2001), code for design of building foundation (GB5007-2002), the technical code for building slope engineering (GB50330-2002) and the normal design of national building (04J008). There are many functions in the system, including data input in man-machine conversation, model creating, loading calculating, finite element analysis, data output and work drawing display.
The system is adapt to Windows XP and developed with the computer language visual C++6.0. There are many advantages in the system such as good result , data output, readability, easy expanding and so on.
引文
[1]许文达.福州大学学报[J].边坡稳定性分析及CAD图形处理技术,2003,(4):466-469.
[2]朱军功,蒋洋,陈振华.交通与计算机[J].基于VB的重力式挡土墙计算机辅助设计,2001,(2):60-63.
[3]刘展.岩石力学与工程学报[J].边坡稳定性有限元直接评价与辅助设计系统,2002,(10):1515-1518.
[4]老虎工作室,张卫华,刘征,赵志刚著.举一反三Visual C++程序设计实战训练[M].北京:人民邮电出版社,2004.10.
[5]范幸义著.建筑结构微机CAD基础与应用[M].重庆:重庆大学出版社,1993.9.
[6]范幸义著.计算机图形学[M].重庆:重庆大学出版社,1997.2.
[7]丁有和. Visual C++程序员基础教程[M].青岛:青岛出版社,1999.10.
[8]钱能. C++程序设计教程[M].北京:清华大学出版社,1999.4.
[9] Michael Hyman著,马岚等译.学用Visual C ++5.0[M].北京:电子工业出版社,1998.
[10]中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)[S].
[11]国家建筑标准设计图集《挡土墙》(04J008)[S].
[12]顾尉慈著.挡土墙土压力计算手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.8.
[13]罗崧发,何广乾,徐次达.计算力学学报[J].有限单元法在我国结构分析中的应用,1984,(1):1-5.
[14]徐芝纶著.弹性力学简明教程[M].北京:高等教育出版社,2002.8.
[15]侯卫红,侯永峰.北方交通大学学报[J].悬臂式挡土墙受力分析,2004,(4):16-18.
[16]中华人民共和国国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)[S].
[17]中华人民共和国国家准标《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)[S].
[18]中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)[S].
[19]中华人民共和国国家标准《构筑物抗震设计规范》(GB50191—93)[S].
[20]杜开珍著. C语言教程[M].北京:科学出版社,1995.
[21] Namir,C.Shammas著,宋炎等译.面向对象的编程指南[M].北京:电子工业出版社,1996.
[22]重庆市地方标准《建筑边坡支护技术规范》(DB50/5018—2001)[S].
[23]注册工程师考试复习用书编委会著.一、二级注册结构工程师(房屋结构)执业资格考试专业考试复习教程[M].北京:人民交通出版社,2004.2.
[24]崔政权,李宁著.边坡工程—理论与实践最新发展[M].北京:中国水利水电出版社,2002.7.
[25]程文禳,康谷贻,颜德恒著.混凝土结构[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.9.
[26]揣瑞华著.面向对象程序设计与VC++实践[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005.2.
[27]黄求顺,张四平,胡岱文著.边坡工程[M].重庆:重庆大学出版社,2003.7.
[28]侯新录著.结构分析中的有限元法与程序设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.8.
[29]金廷攒著.计算机图形学[M].杭州:浙江大学出版社,1988.
[30]康博创作室著. Visual C++6.0高级编程[M].北京:清华大学出版社,1999.1.
[31]刘小石等.精通Visual C++6.0[M].北京:清华大学出版社,2000.2.
[32]李海光著.新型支挡结构设计与工程实例[M].北京:人民交通出版社,2004.1.
[33]刘瑞新著. Visual C++面向对象程序设计教程[M].北京:机械工业出版社,2004.7.
[34]莫海鸿,杨小平著.基础工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[35]齐舒创作室著. Visual C++6.0用户界面制作与应用实例[M].北京:中国水利水电出版社, 1999.3.
[36]孙芳垂著.一级注册结构工程师专业复习教程[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.1.
[37]谭浩强著. C语言设计[M].北京:清华大学出版社,2002.2.
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[40]尉希成,周美玲著.支挡结构设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
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[42]周维垣著.高等岩石力学[M].北京:中国水利水电出版社,1990.12.
[43]张倬元,王士天,王兰生著.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社,1994.3.
[44] Casagrande L.Comments on conventional design of retaining structures. Journal of geotechnical Enigeering, ADSCE.12(9), 1973(pp.629-635).
[45] Chandrakant S.Desai Christian Numerical Methods in Geotechical Enigeering MCGRAW-HILL BOOK COMPANY, 1977.
[46] Feda,j. Stress in a natural slope Bull. Of IAEG NO.16 1977.
[47] Jesse Liberty著,路明等译. C++自学通[M].北京:机械工业出版社,1996.
[48] M.Waite,S.Prata著,范植化,樊莹译.新编C语言大全[M].北京:清华大学出版社,1994.
[49] Peck R. B. Fifty years of lateral support. Design and Performance of Earth retaining Structures Geoteck. Special Pub.,No 25,ASCE 1990.
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