钢筋混凝土悬臂式挡土墙CAD系统的开发

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题研究的主要目的和研究内容
• 1.3 悬臂式挡墙CAD 系统介绍
• 1.4 本章小结
• 2 CAD 技术与开发平台
• 2.1 CAD 技术的发展
• 2.2 CAD 系统的构成
• 2.3 建筑结构CAD 技术的发展
• 2.4 系统开发平台
• 2.4.1 系统面向对象的思想
• 2.4.2 系统开发平台的选用
• 2.5 本章小结
• 3 荷载计算与受力简图
• 3.1 土压力的计算
• 3.1.1 土压力的计算探讨
• 3.1.2 库仑土压力计算
• 3.1.3 第二破裂面土压力计算
• 3.1.4 填土成层时土压力计算
• 3.1.5 填土表面均布超载作用下的土压力计算
• 3.1.6 地震作用时的土压力计算
• 3.1.7 粘性土土压力计算
• 3.2 水平地震力的计算
• 3.3 基底反力的计算
• 3.4 受力简图
• 3.5 本章小结
• 4 结构有限元分析
• 4.1 有限元法在结构分析中的应用
• 4.2 有限元分析，设计与CAD 软件
• 4.3 有限元法分析步骤
• 4.4 本文采用的有限元模型
• 4.5 梁单元刚度矩阵
• 4.5.1 局部坐标下的单元刚度矩阵
• 4.5.2 整体坐标下的单元刚度矩阵
• 4.6 等效结点荷载
• 4.7 本章小结
• 5 结构稳定性验算及构件设计
• 5.1 抗倾覆稳定验算
• 5.2 抗滑移稳定验算
• 5.3 地基承载力验算
• 5.4 构件设计
• 5.4.1 正截面承载力计算
• 5.4.2 斜截面承载力计算
• 5.4.3 构造措施
• 5.5 地震作用时的结构设计
• 5.6 本章小结
• 6 系统的工作流程和功能的实现
• 6.1 引言
• 6.2 用户界面设计
• 6.3 容错处理技术的应用
• 6.4 系统的组成
• 6.4.1 前处理部分
• 6.4.2 核心计算部分
• 6.4.3 后处理部分
• 6.5 系统的工作流程
• 6.6 程序开发步骤
• 6.7 系统类结构及功能的实现
• 6.7.1 类结构
• 6.7.2 类功能的实现
• 6.8 数据后处理
• 6.9 本章小结
• 7 工程算例
• 7.1 程序的启动
• 7.2 【文件】菜单
• 7.3 【输入】菜单
• 7.4 【计算模型】，【分析计算】菜单
• 7.5 【显示】菜单
• 7.6 【输出】菜单
• 7.7 其他菜单
• 7.8 施工图组成操作
• 8 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录