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大跨度预应力框架结构CAD系统研发

2020-12-03阅读(580)

大跨度预应力框架结构CAD系统研发

论文摘要

预应力框架结构具有建造跨度大、结构性能好、节约钢筋、生产工艺布置灵活等一系列优点,目前正在我国的工业与民用建筑中得到广泛利用。但预应力框架结构设计的复杂性,却影响了他的使用。为了对预应力框架结构在理论与设计结合上作进一步的研究,推动预应力结构的普及与发展,减轻设计人员的工作负担,充分利用计算机长于计算和数据处理的特长,结合工程师的设计经验,研究并开发了此预应力框架结构CAD设计系统。本CAD系统提供了交互式输入、自动建模、荷载计算、结构内力计算、构件设计计算、计算结果图形显示、施工图自动成图和计算文本的输出等功能,是一种快捷、适用、有效的预应力框架结构设计工具。本系统运采用面向对象技术。系统本身的实现是采用在WINDOWS VITAS环境下,用面向对象的可视化编程工具Visual C++ 6.0作为开发工具,实现了程序设计工程的自动化。本系统采用主窗口与分级窗口的操作模式,用户界面良好、操作方便灵活,具有理想的结构计算结果及可视化输出,具有良好的维护性和可扩展性。本文详细介绍了预应力框架结构的设计方法,主要包括:1.波形曲线的预应力损失计算。2.等效荷载,综合弯矩,次内力的计算。3.预应力筋用量的计算。4.施工阶段,使用阶段下的验算。5.柱筋用量的计算。6.本系统的使用方法。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 课题背景
  • 1.1.1 预应力结构的发展
  • 1.1.2 结构设计软件的研究发展
  • 1.2 本课题的研究目的和主要内容
  • 1.3 大跨度预应力框架结构 CAD 系统介绍
  • 1.4 本章小结
  • 2 CAD 系统的介绍和技术开发平台
  • 2.1 CAD 系统的介绍
  • 2.2 CAD 系统的技术开发平台
  • 2.3 本章小结
  • 3 预应力框架结构设计原理
  • 3.1 引言
  • 3.2 内力分析的有限元方法
  • 3.2.1 力学模型与外荷载
  • 3.2.2 杆件刚度矩阵
  • 3.2.3 杆件内力求解
  • 3.3 预应力钢筋的曲线
  • 3.3.1 预应力作用的理解
  • 3.3.2 预应力钢筋选形
  • 3.4 预应力钢筋的应力损失计算
  • 3.4.1 预应力损失介绍
  • l2'>3.4.2 预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失 σl2
  • l1'>3.4.3 锚具变形、预应力钢筋内缩引起的预应力损失 σ l1
  • l4'>3.4.4 预应力钢筋的应力松驰损失 σl4
  • l5'>3.4.5 混凝土的收缩和徐变损失 σl5
  • 3.5 预应力钢筋用量的初步确定
  • 3.6 预应力的次内力
  • 3.6.1 次内力的概念
  • 3.6.2 次内力计算方法
  • 3.6.3 非线性阶段次弯矩的变化
  • 3.6.4 本系统对次内力的考虑
  • 3.7 非预应力筋计算
  • 3.7.1 非预应力纵筋计算
  • 3.7.2 箍筋计算
  • 3.8 验算
  • 3.8.1 施工阶段应力验算
  • 3.8.2 锚固区局部受压验算
  • 3.8.3 正常使用下挠度验算
  • 3.9 柱配筋计算
  • 3.9.1 轴心受压计算
  • 3.9.2 偏心受压计算
  • 3.10 抗震构造设防
  • 3.11 本章小结
  • 4 CAD 系统程序的功能实现
  • 4.1 WINDOWS 应用程序和编程思想
  • 4.1.1 WINDOWS 应用程序
  • 4.1.2 编程思想和方法
  • 4.2 预应力结构CAD 系统程序实现过程
  • 4.3 预应力结构CAD 系统程序前处理
  • 4.3.1 数据输入与输出
  • 4.4 内力分析的有限元方法程序实现
  • 4.4.1 结点类CJd
  • 4.4.2 荷载类CLoad
  • 4.4.3 材料类CMaterial
  • 4.4.4 单元类CElement
  • 4.4.5 总体类CInteger
  • 4.5 预应力设计功能程序实现
  • 4.5.1 框架参数结构类CKjCalcluate
  • 4.5.2 预应力钢筋曲线类CCxhans
  • 4.5.3 预应力钢筋损失类CLoss
  • 4.5.4 预应力钢筋初算类CCsyyl
  • 4.5.5 非预应力钢筋计算类CFeiyugj
  • 4.5.6 局部受压验算类CJubushouya
  • 4.5.7 柱配筋计算类CColumnPJ
  • 4.6 CAD 系统程序后处理
  • 4.6.1 计算数据文本输出
  • 4.6.2 显示图的绘制
  • 4.6.3 图形的DXF 输出
  • 4.7 本章小结
  • 5 程序应用方法及工程实例
  • 5.1 实例工程
  • 5.2 系统交互输入及功能使用
  • 5.2.1 框架参数输入
  • 5.2.2 框架荷载输入
  • 5.2.3 框架荷载设计组合分析
  • 5.2.4 框架预应力梁参数输入
  • 5.2.5 框架梁预应力钢筋初算
  • 5.2.6 等效荷载计算
  • 5.2.7 非预应力钢筋计算
  • 5.2.8 柱配筋参数输入
  • 5.2.9 柱配筋计算
  • 5.2.10 框架梁挠度验算
  • 5.2.11 框架梁施工阶段验算
  • 5.2.12 CAD 系统成图及出图
  • 5.2.13 计算文件保存
  • 5.3 本章小结
  • 6 结论与展望
  • 6.1 主要结论
  • 6.2 后续研究工作的展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录

    • 相关论文文献

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