复合地基承载特性计算分析软件的设计与实现

论文摘要

随着科技的发展，计算机硬件技术和建筑结构分析理论也在不断地发展和完善，计算机辅助设计（CAD）系统在建筑工程设计领域中也得到了广泛的应用，因为无论是在设计速度、效率方面，还是在精度、正确率和图面质量方面，它都具有传统设计方法无可比拟的优势与特点。但不同的软件有不同的适用范围，只有在其适用范围内，才能得到合理的计算结果。所以，有必要结合武汉地区的实际情祝编制适用于武汉地区的地基基础设计程序，为武汉地区专有地质情况下的土木建造提供可靠参照。本课题主要是根据原始观测的沉降数据进行数据拟合，并以曲线的形式展现给设计者，因为沉降观测需要相当长的时间，消耗较多的人力、物力和财力，而且也不可能预知复合地基最终沉降变形，因而可能延误防治措施的实施，而预测是决策的依据，所以预测在桩基的承载力和沉降等方面是非常重要的。本课题主要采用灰色模型和改进后的灰色模型进行建模。因为在实际应用中发现，用灰色模型对动态数据进行处理，有时可以得到较好的结果，而有时的结果却不理想，其中一个重要原因是使用最小二乘法估计模型未知参数时，单纯利用差分代替微分引起的误差；另外，动态微分模型得到的时间响应方程初始值是采用的第一个点x（t0）的值，这对预测也带来一定的误差。而改进后的灰色模型针对以上所说的原灰色模型的不足之处，在估计未知参数上使用多项式逼近法，利用多项式在离散观测点上的导数代替常用的差分，由最小二乘法，从整体上得出时间响应方程的三个估计值a、b、c0（未知的沉降初始值），以提高预测的精度。在系统的具体实现时使用了VC++和Matlab。VC对于应用程序界面的编制要比Matlab简单得多，但如果进行数据图形的计算、分析、显示就很不方便。本系统将二者结合共用，各献其长。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 同类软件的研究现状
• 1.2.1 PKPM中的基础CAD模块
• 1.2.2 理正基础CAD系列
• 1.2.3 Morgain结构快速设计程序
• 1.3 对现有常见地基基础设计软件的总结
• 1.3.1 同类软件的优点
• 1.3.2 同类软件的局限性
• 1.4 论文的结构
• 第2章 系统应用到的理论和方法
• 2.1 复合地基理论概述
• 2.2 沉降的计算方法
• 2.2.1 分层总和法
• 2.2.2 桩基础最终沉降量计算
• 2.3 沉降预测的数学方法
• 2.3.1 静态预测方法
• 2.3.2 动态预测方法
• 2.4 灰色模型和改进后的灰色模型
• 2.4.1 灰色系统的基本概念与基本理论
• 2.4.2 灰色系统理论的基本概念
• 2.4.3 灰色系统理论的两条基本原理
• 2.4.4 灰色系统理论的特性和应用
• 2.5 本章小结
• 第3章 系统的详细设计
• 3.1 系统的需求分析和开发环境
• 3.1.1 系统的需求分析
• 3.1.2 系统的开发工具
• 3.2 系统的功能设计
• 3.3 本章小结
• 第4章 系统的具体实现
• 4.1 类的定义和实现
• 4.2 图形平台的开发
• 4.2.1 刷新
• 4.2.2 局部放大
• 4.2.3 图纸移动
• 4.2.4 上屏、首屏、全屏
• 4.2.5 图形平台的数据存取
• 4.3 图形编辑模块的设计和实现
• 4.3.1 点选
• 4.3.2 框选
• 4.3.3 平移
• 4.3.4 缩放
• 4.3.5 删除
• 4.4 从文本文件中读取数据
• 4.5 图形绘制模块的设计和实现
• 4.6 系统核心算法的实现
• 4.7 系统应用
• 4.8 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录:攻读硕士学位期间发表的学术论文