箱涵CAD系统设计与应用.pdf

文章编号 100722284 2004 0420042202 箱 涵CAD系 统 设 计 与 应 用 姜 海1 黄介生1 桂全良2 1 武汉大学水利水电学院 湖北 武汉 430072 2 长江水利委员会设计院 摘 要 介绍了箱涵CAD系统设计的一般方法 采用V isualBasic语言编程进行箱涵的结构与配筋计算设计 用图 形处理软件A utoCAD2000绘制图形 描述了上述两种软件之间数据传递的过程 介绍了箱涵优化配筋计算和布置图 配筋图绘制的实现方法 关键词 箱涵 计算机辅助设计 CAD VB语言 优化配筋 A ctive X 中图分类号 TV 222 1 文献标识码 B 在一般工程设计中 经常要进行多种方案的比较 尤其在 水利工程设计中 由于设计复杂 牵涉的因素多 设计工作量很 大 将计算机技术引入水利工程设计中 可以提高设计效率 避 免设计人员进行大量的重复劳动 提高设计质量 但是 由于水 工设计的复杂性 使得CAD技术在水工设计中的应用变得较 为困难 主要表现在 1 图形复杂 设计涉及的图形众多 而绘制难度又较大 如枢纽布置图中的地形是由许多弯曲的地形等高线组成的 等 高线的形状不规则 等高线与地面建筑物的开挖线所形成的交 线计算困难 地面建筑物的任何移动 都将引起交线的重新 计算 2 牵涉面广 水工设计涉及许多方面的专业知识 除建 筑 结构专业知识外 还与诸如地质 规划等知识有关 同时 它 所涉及的建筑物很多 给设计布置也带来很大困难 正是以上原因 使得CAD技术在水工设计中的应用落后 于其他行业 如机械 工民建等行业 目前 要开发出一套完整 的水工CAD软件进行水工设计还较为困难 本文仅对应用 CAD技术进行箱涵设计时所涉及的问题加以讨论 1 箱涵CAD系统结构 1 1 箱涵设计的过程 一般的水利工程设计 需要经过水力计算 荷载计算 结构 计算等过程 其中以结构计算最为复杂 工作较大 1 2 软件开发平台 箱涵设计内容总体上可分为3个部分 数据输入 计算及 绘图 数据输入是由用户输入设计所需的各种原始数据 由于 箱涵CAD系统所需输入的数据量不大 这里用VB语言中的 收稿日期 2003203220 作者简介 姜 海 19782 男 博士研究生 文本框来接收数据的输入 使用代码如下 Private Sub Command5 Click For i 0 To 8 If IsN umeric Text1 i text False Then M sgBox 您输入的数据存在问题 请重新输入 vbOKOnly 数据输入有误 Exit Sub End If h CSng Text1 0 text l CSng Text1 1 text hhh CSng Text1 2 text q1 CSng Text1 5 text q2 CSng Text1 6 text q3 CSng Text1 7 text q4 CSng Text1 8 text N ext i End Sub 计算部分由于涉及众多复杂的计算 采用高级语言编写程 序进行计算 本系统采用V isualBasic语言编程 而对于绘图模 块 采用目前常用的CAD绘图软件A uto CAD 2000作为支撑 软件 由于涉及2种软件 必须很好地协调它们之间的关系 实 现软件间数据的传递 1 3 系统结构 结合人工设计过程 将系统划分成3个模块 见图1 2 箱涵CAD系统设计 对于系统的设计这里主要讨论3个部分 结构的计算 报 表的生成和图纸的绘制 2 1 结构计算 箱涵的结构计算主要包括顶板 底板和侧墙的内力计算 配筋 计算 通过输入的基本数据 根据通过内力计算公式计算出各部位的 24中国农村水利水电 2004年第4期 1995 2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co Ltd All rights reserved 图1 系统结构 剪力及弯矩值 然后通过配筋计算公式计算出各跨中及两端受力所 需配筋值 再通过以数据库为基础的优化配筋程序来计算各部所需 配筋值 以下着重介绍优化配筋程序的内容 传统的配筋方法一般是 根据结构计算所得到的需配筋面 积值 在钢筋表中查找大于需配筋值的面积最小的配筋组合为 实配钢筋 在本程序中我们沿用了这一思想 但提出了以数据 库为基础的动态寻优方法 首先 把钢筋表编成数据库 然后将 计算所得到的需配筋面积按钢筋表中的钢筋面积格式进行处 理 最后以指定的步长从数据库中寻求到满足要求的最小配筋 值 下面是实现这一思路的VB程序代码 Do W hile reff 失效 模式相关性分析 寻求更简单更精确的可靠度分析方法计算系 统可靠度 参 考 文 献 1 吴世伟 结构可靠度分析 M 北京 人民交通出版社 1990 2 赵国藩 金伟良 贡金鑫 结构可靠度理论 M 北京 中国建筑 工业出版社 2000 3 朱殿芳 陈建康 郭志学 结构可靠度分析方法综述 J 中国农村 水利水电 2002 3 4 冯晓波 杨 桦 用MATLAB实现蒙特卡罗法计算结构可靠度 J 中国农村水利水电 2002 8 5 潘家铮 汝乃华 重力坝 M 北京 水利电力出版社 1983 6 陈 进 黄 薇 重力坝系统可靠度研究方法探讨 J 长江科学 院院报 1997 14 1 7 程心恕 重力坝体系可靠度探讨 J 福州大学学报 1996 24 1 8 张俊芝 李桂青 服役重力坝系统可靠度及概率寿命探讨 J 水 利学报 2000 4 9 王法银 程心恕 JC法求重力坝可靠度的电算程序 J 农田水利 与小水电 1995 3 上接第43页 表1 程序计算所得的结果 配筋 部位 跨中配 筋面积 mm2 跨中配 筋间距 mm 跨中配 筋直径 mm 板厚 mm 两端配 筋面积 mm2 两端配 筋间距 mm 两端配 筋直径 mm 顶板1 100140142477020014 底板1 157220182483824016 侧墙754150122483824016 图2为程序运行后连接A uto CAD所绘制的配筋图 图2 Auto CAD所绘制的配筋图 4 结 语 本文介绍了水工CAD开发的一般过程和开发过程中所涉 及的核心问题 并通过箱涵这一具体的水工建筑物实现了这一 思想 文中将动态数据库引入其中 相信随着CAD技术的发 展 数据库将会越来越发挥其不可替代的作用 参 考 文 献 1 管枫年 涵洞 M 第2版 北京 中国水利水电出版社 1993 2 河海大学 水工钢筋混凝土结构学 M 第3版 北京 中国水利 水电出版社 1996 3 张树兵 V isualBasic 6 0中文版入门与提高 M 北京 清华大学 出版社 1996 4 张晋西 V isualBasic 6 0与AutoCAD二次开发 M 北京 清华 大学出版社 1996 5 吴胜兴 杨秀兰 水工混凝土结构CAD系统设计 J 水利水电科 技进展