建筑工程本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報告

　　1.課題名稱：
　　鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開發(fā)
　　2.項(xiàng)目研究背景：
　　所要編寫的結(jié)構(gòu)程序是混凝土的框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，建筑指各種房屋及其附屬的構(gòu)筑物。建筑結(jié)構(gòu)是在建筑中，由若干構(gòu)件，即組成結(jié)構(gòu)的單元如梁、板、柱等，連接而構(gòu)成的能承受作用（或稱荷載）的平面或空間體系。
　　編寫算例使用建設(shè)部最新出臺的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》gb50010-XX,該規(guī)范與原混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范gbj10-89相比，新增內(nèi)容約占15%，有重大修訂的內(nèi)容約占35%，保持和基本保持原規(guī)范內(nèi)容的部分約占50%，規(guī)范全面總結(jié)了原規(guī)范發(fā)布實(shí)施以來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，借鑒了國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。
　　3. 項(xiàng)目研究意義：
　　建筑中，結(jié)構(gòu)是為建筑物提供安全可靠、經(jīng)久耐用、節(jié)能節(jié)材、滿足建筑功能的一個重要組成部分，它與建筑材料、制品、施工的工業(yè)化水平密切相關(guān)，對發(fā)展新技術(shù)。新材料，提高機(jī)械化、自動化水平有著重要的促進(jìn)作用。
　　由于結(jié)構(gòu)計(jì)算牽扯的數(shù)學(xué)公式較多，并且所涉及的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)很零碎。并且計(jì)算量非常之大，近年來，隨著經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展，城市人口集中、用地緊張以及商業(yè)競爭的激烈化，更加劇了房屋設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，許多多高層建筑不斷的被建造。這些建筑無論從時間上還是從勞動量上，都客觀的需要計(jì)算機(jī)程序的輔助設(shè)計(jì)。這樣，結(jié)構(gòu)軟件開發(fā)就顯得尤為重要。
　　一棟建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，主要取決于結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件的截面尺寸、材料強(qiáng)度等級以及主要機(jī)構(gòu)構(gòu)造是否合理。這些問題已經(jīng)正確解決，結(jié)構(gòu)計(jì)算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設(shè)計(jì)工作了，因此原來在學(xué)校使用的手算方法，將被運(yùn)用到具體的程序代碼中去，精力就不僅集中在怎樣利用所學(xué)的結(jié)構(gòu)知識來設(shè)計(jì)出做法，還要想到如何把這些做法用代碼來實(shí)現(xiàn)，
　　4.文獻(xiàn)研究概況
　　在不同類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有些內(nèi)容是一樣的，做框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時關(guān)鍵是要減少漏項(xiàng)、減少差錯，計(jì)算機(jī)也是如此的。
　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（gbj68-84） 該標(biāo)準(zhǔn)是為了合理地統(tǒng)一各類材料的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則，是制定工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、鋼結(jié)構(gòu)、薄壁型鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)規(guī)范以及地基基礎(chǔ)和建筑抗震等設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)遵守的準(zhǔn)則，這些規(guī)范均應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)的要求制定相應(yīng)的具體規(guī)定。制定其它土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范時，可參照此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的原則。本標(biāo)準(zhǔn)適用于建筑物（包括一般構(gòu)筑物）的整個結(jié)構(gòu)，以及組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和基礎(chǔ)；適用于結(jié)構(gòu)的使用階段，以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作、運(yùn)輸與安裝等施工階段。本標(biāo)準(zhǔn)引進(jìn)了現(xiàn)代結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)理論，采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法分析確定，即將各種影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素都視為隨機(jī)變量，使設(shè)計(jì)的概念和方法都建立在統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上，并以主要根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析確定的失效概率來度量結(jié)構(gòu)的可靠性，屬于“概率設(shè)計(jì)法”，這是設(shè)計(jì)思想上的重要演進(jìn)。這也是當(dāng)代國際上工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法發(fā)展的總趨勢，而我國在設(shè)計(jì)規(guī)范（或標(biāo)準(zhǔn)）中采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法是迄今為止采用最廣泛的國家。
　　結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng) 常見的作用效應(yīng)有：
　　1.內(nèi)力。
　　軸向力，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一正截面上的法向拉力或壓力；
　　剪力，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的切向力；
　　彎矩，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的內(nèi)力矩；
　　扭矩，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的剪力構(gòu)成的力偶矩。
　　2.應(yīng)力。如正應(yīng)力、剪應(yīng)力、主應(yīng)力等。
　　5.變形。作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中各點(diǎn)間的相對位移。變形分為彈性變形和塑性變形。
　　6.應(yīng)變：如線應(yīng)變、剪應(yīng)變和主應(yīng)變等。
　　極限狀態(tài) 整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)可分為兩類：
　　1.承載能力極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形的極限狀態(tài)：
　�。�1）整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆等）；
　�。�2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因材料強(qiáng)度被超過而破壞（包括疲勞破壞），或因過度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載； （3）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系；
　�。�4）結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）。
　　2.正常使用極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到使用功能上允許的某一限值的極限狀態(tài)。出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認(rèn)為超過了正常使用極限狀態(tài)：
　�。�1）影響正常使用或外觀的變形；
　�。�2）影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）；
　�。�3）影響正常使用的振動；（4）影響正常使用的其它特定狀態(tài)。
　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)，是在結(jié)構(gòu)的可靠與經(jīng)濟(jì)之間選擇一種合理的平衡，力求以最低的代價，使所建造的結(jié)構(gòu)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的使用期限內(nèi)，能滿足預(yù)定的安全性、適用性和耐久性等功能要求。為達(dá)到這個目的，人們采用過多種設(shè)計(jì)方法。以現(xiàn)代觀點(diǎn)看，可劃分為定值設(shè)計(jì)法和概率設(shè)計(jì)法兩大類。
　　1.定值設(shè)計(jì)法。將影響結(jié)構(gòu)可靠度的主要因素（如荷載、材料強(qiáng)度、幾何參數(shù)、計(jì)算公式精度等）看作非隨機(jī)變量，而且采用以經(jīng)驗(yàn)為主確定的安全系數(shù)來度量結(jié)構(gòu)可靠性的設(shè)計(jì)方法，即確定性方法。此方法要求任何情況下結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)s（內(nèi)力、變形、裂縫寬度等）不應(yīng)大于結(jié)構(gòu)抗力r（強(qiáng)度、剛度、抗裂度等），即s≤r。在20世紀(jì)70年代中期前，我國和國外主要都采用這種方法。
　　2.概率設(shè)計(jì)法：將影響結(jié)構(gòu)可靠度的主要因素看作隨機(jī)變量，而且采用以統(tǒng)計(jì)為主確定的失效概率或可靠指標(biāo)來度量結(jié)構(gòu)可靠性的設(shè)計(jì)方法，即非確定性方法。此方法要求按概率觀念來設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，也就是出現(xiàn)結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)3大于結(jié)構(gòu)抗力r（s>r）的概率應(yīng)小于某個可以接受的規(guī)定值。這種方法是20世紀(jì)40年代提出來的，至70年代后期在國際上已進(jìn)入實(shí)用階段。我國自80年代中期，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法開始由定值法向概率法過渡。
　　面向?qū)ο缶幊?br /> 　　使創(chuàng)建windows程序較為容易的關(guān)鍵技術(shù)是面向?qū)ο缶幊�，或oop。這種技術(shù)可以創(chuàng)建可重用組建，它是程序的組成模塊。
　　幾個定義
　　控件 提供程序可見界面的可重用對象�？丶�的示例有文本框、標(biāo)簽和命令按鈕。
　　事件 由用戶或操作系統(tǒng)引發(fā)的動作。事件的示例有擊鍵、單擊鼠標(biāo)、一段時間的限制，或從端口接收數(shù)據(jù)。
　　方法 嵌入在對象定義中的程序代碼，它定義對象怎樣處理信息并響應(yīng)某事件。例如，數(shù)據(jù)庫對象有打開紀(jì)錄集并從一個記錄移動到另一個記錄的方法。
　　對象 程序的基本元素，它含有定義其特征的屬性，定義其任務(wù)和識別它可以響應(yīng)的事件的方法�？丶�和窗體是visual basic中所有對象的示例。
　　過程 為完成任務(wù)而編寫的代碼段。過程通常用于響應(yīng)特定的事件。
　　屬性 對象的特征，如尺寸、位置、顏色或文本。屬性決定對象的外觀，有時也決定對象的行為。屬性也用于為對象提供數(shù)據(jù)和從對象取回信息。
　　5.設(shè)計(jì)主要內(nèi)容
　　本軟件適用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土多層、多跨的框架的設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)要完成的工作包括：
　　1.平面鋼架分析程序的改造
　　對結(jié)構(gòu)力學(xué)教研室版平面鋼架分析程序進(jìn)行修改和補(bǔ)充。要求：
　　（1） 編寫自動生成節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)和單元節(jié)點(diǎn)編號的程序，或以圖形方式輸入計(jì)算簡圖。
　�。�2） 修改程序，使之適合多工況內(nèi)力計(jì)算； （3） 根據(jù)輸入、輸出數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)娜藱C(jī)界面。輸出應(yīng)可選的顯示各構(gòu)件端力和內(nèi)力圖。
　　2.編寫鋼筋混凝土多層多跨框架機(jī)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計(jì)程序
　　（1） 根據(jù)有關(guān)的規(guī)范，應(yīng)明確計(jì)算的各種荷載（恒載、樓屋面活載、風(fēng)荷載和地震作用等）的計(jì)算方法，在次基礎(chǔ)上編寫自動生成各種荷載作用下的結(jié)點(diǎn)荷載和單元荷載的程序。
　　地震作用按底部剪力法確定。自振周期用經(jīng)驗(yàn)公式確定。
　�。�2） 計(jì)算各種荷載單獨(dú)作用時框架各桿件的內(nèi)力。計(jì)算結(jié)構(gòu)存放在各自的桿端力（隨機(jī)）文件中。
　　對豎向荷載下的梁端彎距進(jìn)行塑性調(diào)幅。
　�。�3） 在（2）中產(chǎn)生的桿端力文件基礎(chǔ)上，分別計(jì)算各種可能的荷載組合下，梁、柱控制截面的內(nèi)力。計(jì)算結(jié)果存放在適當(dāng)?shù)奈募�中�?br /> 　�。�4） 從（3）生成的文件中選出最不利組合，同時給出截面配筋。
　　梁、柱截面配筋的確定應(yīng)考慮抗震設(shè)計(jì)的要求。
　　3.位移。作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中某點(diǎn)位變（線位移）或某線段方向的改變（角位移）。
　　4.撓度。構(gòu)件軸線或中面上某點(diǎn)在彎短作用平面內(nèi)垂直于軸線或中面的線位移。
　�。�5） 部分編程較熟練的同學(xué)可根據(jù)計(jì)算結(jié)果和構(gòu)造規(guī)定，用auto-cad vba 繪制梁、柱配筋圖。
　　5.成果形式
　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果應(yīng)包括：
　　1.可運(yùn)行的、并能給出正確計(jì)算結(jié)果的源程序
　　在存放源程序的軟盤中，應(yīng)至少有一個算例的數(shù)據(jù)文件，可在基本不需另外鍵入數(shù)據(jù)的前提下，顯示正確地運(yùn)行結(jié)果。
　　2.軟件使用手冊
　　這是為用戶準(zhǔn)備的關(guān)于軟件使用方法、操作步驟和其他必要的文字材料。
　　3.軟件說明書
　　這是軟件作者的工作檔案，是軟件維護(hù)的基本資料。其中應(yīng)包括：
　�。�1） 軟件所依據(jù)的工作檔案、力學(xué)和工程結(jié)構(gòu)模型的較為詳細(xì)的描述，主要的計(jì)算公式及其使用的符號的含義，重要算法的文字說明：
　�。�2） 程序的結(jié)構(gòu)：模塊的劃分的情況、各模塊相互之間的關(guān)系及各模塊的功能；
　�。�3） 帶有較為詳細(xì)的注釋的源程序文本。其中應(yīng)注明各標(biāo)識符的含義（盡可能的采用通用公式中的符號）。各程序段的功能、相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式和特殊算法的說明； （4） 為使他人根據(jù)軟件說明書讀懂你的程序所必需的其他資料。
　　（5） 部分編程較熟練的同學(xué)可遞交梁、柱配筋圖紙一張。
　　4.對自己所編程序的評價
　　（1） 對算例計(jì)算結(jié)果的合理性進(jìn)行必要的分析；
　　（2） 總結(jié)軟件設(shè)計(jì)過程中的經(jīng)驗(yàn)和及教訓(xùn)，提出設(shè)計(jì)改進(jìn)意見。
　　以上各項(xiàng)資料處源程序文本以軟盤形式提交外，其余均用計(jì)算機(jī)打印。

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