基于VB的AutoCAD和Midas Civil二次开发在桥梁结构计算中的应用.doc

基于VB的AutoCAD和Midas Civil二次开发在桥梁结构计算中的应用摘要：本文以笔者开发的预应力钢束坐标采集程序为例，介绍运用visual basic工具在autocad平台上采集钢束坐标，并生成midas civil钢束数据的二次开发方法，以提高桥梁结构计算建模效率。关键词：visual basic；autocad；midas civil；结构计算；二次开发1 前言近年来，公路建设发展迅猛，大跨径桥梁越来越多地被采用；城市化进程不断推进，对桥梁美观的要求将结构尺寸一再减小；此外，工程建设质量问题频发，促使工程设计规范日益成熟这些事实一再表明结构计算越来越重要！笔者结合多年桥梁设计经验，深入分析发现：桥梁结构尺寸拟定，通常由经验丰富的工程师完成，后续设计一般不作改变，因此结构计算的难点并不在此，往往在于钢束调整过程。钢束调整过程一般是：先绘出钢束形状，然后采集数据，并输入结构计算软件（如midas civil）计算，研究计算结果，重复上述过程直到结构受力满足要求。这一过程中，若钢束数量较多，采用手工方式采集与输入耗时耗力，效率低下且容易出错，更无法满足快速计算的需要。本文提出利用vb在autocad平台上进行二次开发，读取autocad图形信息，按计算程序（如midas civil）要求写入文件，再在计算程序中读入文件，即完成从autocad中采集，到计算程序中（midas civil）输入的过程。按此设想开发的预应力钢束坐标采集程序，在autocad中用多段线绘制好钢束，按程序提示在autocad中选取钢束，然后存为“.mct”文件，在midas civil中执行“读入mct”，即实现了钢束采集及输入的过程。2模块构成预应力钢束坐标采集程序执行基本流程如下（图1）。以下对程序主要模块作一简要介绍。2.1 连接autocad模块程序启动后首先连接到autocad，将其设计为一个模块：检察autocad是否启动，若已经启动则直接连接；若未启动则启动之；如果启动失败，向用户作错误提示；连接成功后，设置autocad窗口状态。代码如下：public sub linkcad（）set cad=getobject（，”autocad.application”）if err.number thenerr.clearset cad=createobject（”autocad.application”）if err.number thenmsgbox “启动autocad失败，请检察autocad是否正确安装！”exit subend ifend ifcad.visible=truecad.windowstate=acmaxend sub2.2钢束选取模块执行钢束采集，实际是调用钢束选取模块，该模块创建名为“tdn”的选择集；然后调用选择集的屏幕选择功能；使用多段线作为选取过滤条件，以便只有多段线能够被选中；以“空格”或“回车”结束选取，核心代码如下：public sub selecting（）dim ft（0）as integer，fd（0）as variantcad.activedocument.selectionsets（”tdn”）.deleteset sset=cad.activedocument.selectionsets.add（”tdn”）sset.clearft（0）=0fd（0）=“lwpolyline”sset.selectonscreen ft，fdend sub2.3 生成mct文件模块当钢束选取结束后，所选钢束（autocad中的多段线）保存在 “tdn”选择集中，执行程序的“存为mct”命令可将钢束数据按midas civil所需格式写入“.mct”文件。先就autocad对多段线的存储作个补充：（图2）为一根钢束（即autocad中的多段线），标识r1、r2者为两段圆弧。autocad以坐标（x，y）的顺序将16点依次存放在该多段线的coordinates变量中；通过多段线的成员函数getbulge（i），可以获取每个顶点处的凸度，关于凸度，是以圆弧圆心角来定义的，凸度b与圆心角的关系为b=tg（/4）；midas civil中存储钢束数据采用交点法，如（图2）存储的是1、jd1、3、4、jd2、6点的（x，y，r）信息；因此，需对多段线作一些计算，包括jd1、jd2的坐标及该点处半径r1、r2；交点的坐标根据平面解析几何的知识不难求得，半径r1、r2，根据前述凸度与圆心角的关系也可求；程序中该计算封装到calculeadparam（）函数中，不作深入。生成mct文件的模块savedata_mct（）是本程序的核心，大致思路是：对“tdn”选择集各多段线循环，取出一条多段线，取得所有顶点坐标及凸度，以此为参数调用calculeadparam（）函数求解多段线的交点，再调用writedata_mct（）函数写入到mct文件，完成了一根钢束的数据采集。下面是两个过程的核心代码：public sub savedata_mct（）for each lwpl in ssetvc=lwpl.coordinatespc=（ubound（vc）-lbound（vc）+1）/2for i=0 to pcb（i）=lwpl.getbulge（i）chd（2*i）=vc（2*i）chd（2*i+1）=vc（2*i+1）next icalculeadparam chd，b，lpwritedata_mct ind，lp，1ind=ind+1next lwplend subpublic sub writedata_mct（byval ind as integer，byref lp（）as double，byval fi as integer）lc=（ubound（lparam）-lbound（lparam）+1）/3print #fi，”*tdn-profile”print #fi，”name=“&tdnn&”，”&tdnp& “，”&tdne&”，0，0，round，2d”print #fi，”，user，0，0，yes，”&tdncprint #fi，”straight，0，0，0，x，0，0”print #fi，”0，yes，y，0”print #fi，”y=“&lp（0）；”，0，no，0，0，none，”print #fi，”y=“&lp（3*（lc-1）；”，0，no，0，0，none，”for i=0 to lc-1print #fi，”z=“&lp（3*i）&”，”&lp（3*i+1）&”，no，0，”&lp（3*i+2）&”，none，”next iend sub3 成果输出如（图3）是（40+260+40）m预应力混凝土连续刚构桥钢束坐标采集过程，钢束共70束，上图是钢束导入了midas civil中的情形，下图是autocad中钢束布置图。若手工采集数据并输入到midas civil，至少耗时2小时以上，并且容易出错；应用笔者开发的钢束坐标采集程序，耗时不到5分钟，不仅轻松完成任务，也保证了采集的准确性，极大地提高了结构辅助建模的效率。4 结束语运用计算机技术辅助桥梁结构设计已经历了多年的发展，各种大型的桥梁结构辅助设计软件不断推陈出新，极大的减化了桥梁设计员的工作，减轻了设计人员的负担；但桥梁结构设计中仍有许多重复而又繁琐的工作。本文以一个预应力结构计算辅助建模工具的开发为例，展现了在桥梁结构辅助设计软件（如autocad和midas civil）基础上进行二次开发所焕发的生机