时间:2022-03-21 21:01:17
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钢筋混凝土多层、多跨框架软件开发
2.项目研究背景:
所要编写的结构程序是混凝土的框架结构的设计,建筑指各种房屋及其附属的构筑物。建筑结构是在建筑中,由若干构件,即组成结构的单元如梁、板、柱等,连接而构成的能承受作用(或称荷载)的平面或空间体系。
编写算例使用建设部最新出台的《混凝土结构设计规范》gb50010-2002,该规范与原混凝土结构设计规范gbj10-89相比,新增内容约占15%,有重大修订的内容约占35%,保持和基本保持原规范内容的部分约占50%,规范全面总结了原规范实施以来的实践经验,借鉴了国外先进标准技术。
3.项目研究意义:
建筑中,结构是为建筑物提供安全可靠、经久耐用、节能节材、满足建筑功能的一个重要组成部分,它与建筑材料、制品、施工的工业化水平密切相关,对发展新技术。新材料,提高机械化、自动化水平有着重要的促进作用。
由于结构计算牵扯的数学公式较多,并且所涉及的规范和标准很零碎。并且计算量非常之大,近年来,随着经济进一步发展,城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化,更加剧了房屋设计的复杂性,许多多高层建筑不断的被建造。这些建筑无论从时间上还是从劳动量上,都客观的需要计算机程序的辅助设计。这样,结构软件开发就显得尤为重要。
一栋建筑的结构设计是否合理,主要取决于结构体系、结构布置、构件的截面尺寸、材料强度等级以及主要机构构造是否合理。这些问题已经正确解决,结构计算、施工图的绘制、则是另令人辛苦的具体程序设计工作了,因此原来在学校使用的手算方法,将被运用到具体的程序代码中去,精力就不仅集中在怎样利用所学的结构知识来设计出做法,还要想到如何把这些做法用代码来实现,
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4.文献研究概况
在不同类型的结构设计中有些内容是一样的,做框架结构设计时关键是要减少漏项、减少差错,计算机也是如此的。
建筑结构设计统一标准(gbj68-84)该标准是为了合理地统一各类材料的建筑结构设计的基本原则,是制定工业与民用建筑结构荷载规范、钢结构、薄壁型钢结构、混凝土结构、砌体结构、木结构等设计规范以及地基基础和建筑抗震等设计规范应遵守的准则,这些规范均应按本标准的要求制定相应的具体规定。制定其它土木工程结构设计规范时,可参照此标准规定的原则。本标准适用于建筑物(包括一般构筑物)的整个结构,以及组成结构的构件和基础;适用于结构的使用阶段,以及结构构件的制作、运输与安装等施工阶段。本标准引进了现代结构可靠性设计理论,采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定,即将各种影响结构可靠性的因素都视为随机变量,使设计的概念和方法都建立在统计数学的基础上,并以主要根据统计分析确定的失效概率来度量结构的可靠性,属于“概率设计法”,这是设计思想上的重要演进。这也是当代国际上工程结构设计方法发展的总趋势,而我国在设计规范(或标准)中采用概率极限状态设计法是迄今为止采用最广泛的国家。
结构的作用效应常见的作用效应有:
1.内力。
轴向力,即作用引起的结构或构件某一正截面上的法向拉力或压力;
剪力,即作用引起的结构或构件某一截面上的切向力;
弯矩,即作用引起的结构或构件某一截面上的内力矩;
扭矩,即作用引起的结构或构件某一截面上的剪力构成的力偶矩。
2.应力。如正应力、剪应力、主应力等。
3.位移。作用引起的结构或构件中某点位变(线位移)或某线段方向的改变(角位移)。
4.挠度。构件轴线或中面上某点在弯短作用平面内垂直于轴线或中面的线位移。
5.变形。作用引起的结构或构件中各点间的相对位移。变形分为弹性变形和塑性变形。
6.应变:如线应变、剪应变和主应变等。
极限状态整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态可分为两类:
1.承载能力极限状态。结构或结构构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形的极限状态:
(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等);
(2)结构构件或连接因材料强度被超过而破坏(包括疲劳破坏),或因过度的塑性变形而不适于继续承载;(3)结构转变为机动体系;
(4)结构或结构构件丧失稳定(如压屈等)。
2.正常使用极限状态。结构或结构构件达到使用功能上允许的某一限值的极限状态。出现下列状态之一时,即认为超过了正常使用极限状态:
(1)影响正常使用或外观的变形;
(2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝);
(3)影响正常使用的振动;(4)影响正常使用的其它特定状态。
结构设计的基本任务,是在结构的可靠与经济之间选择一种合理的平衡,力求以最低的代价,使所建造的结构在规定的条件下和规定的使用期限内,能满足预定的安全性、适用性和耐久性等功能要求。为达到这个目的,人们采用过多种设计方法。以现代观点看,可划分为定值设计法和概率设计法两大类。
1.定值设计法。将影响结构可靠度的主要因素(如荷载、材料强度、几何参数、计算公式精度等)看作非随机变量,而且采用以经验为主确定的安全系数来度量结构可靠性的设计方法,即确定性方法。此方法要求任何情况下结构的荷载效应s(内力、变形、裂缝宽度等)不应大于结构抗力r(强度、刚度、抗裂度等),即s≤r。在20世纪70年代中期前,我国和国外主要都采用这种方法。
2.概率设计法:将影响结构可靠度的主要因素看作随机变量,而且采用以统计为主确定的失效概率或可靠指标来度量结构可靠性的设计方法,即非确定性方法。此方法要求按概率观念来设计结构,也就是出现结构荷载效应3大于结构抗力r(s>r)的概率应小于某个可以接受的规定值。这种方法是20世纪40年代提出来的,至70年代后期在国际上已进入实用阶段。我国自80年代中期,结构设计方法开始由定值法向概率法过渡。
面向对象编程
使创建windows程序较为容易的关键技术是面向对象编程,或oop。这种技术可以创建可重用组建,它是程序的组成模块。
几个定义
控件提供程序可见界面的可重用对象。控件的示例有文本框、标签和命令按钮。
事件由用户或操作系统引发的动作。事件的示例有击键、单击鼠标、一段时间的限制,或从端口接收数据。
方法嵌入在对象定义中的程序代码,它定义对象怎样处理信息并响应某事件。例如,数据库对象有打开纪录集并从一个记录移动到另一个记录的方法。
对象程序的基本元素,它含有定义其特征的属性,定义其任务和识别它可以响应的事件的方法。控件和窗体是visualbasic中所有对象的示例。
过程为完成任务而编写的代码段。过程通常用于响应特定的事件。
属性对象的特征,如尺寸、位置、颜色或文本。属性决定对象的外观,有时也决定对象的行为。属性也用于为对象提供数据和从对象取回信息。
5.设计主要内容
本软件适用于现浇钢筋混凝土多层、多跨的框架的设计。毕业设计要完成的工作包括:
1.平面钢架分析程序的改造
对结构力学教研室版平面钢架分析程序进行修改和补充。要求:
(1)编写自动生成节点坐标和单元节点编号的程序,或以图形方式输入计算简图。
(2)修改程序,使之适合多工况内力计算;(3)根据输入、输出数据的特点,设计适当的人机界面。输出应可选的显示各构件端力和内力图。
2.编写钢筋混凝土多层多跨框架机构的构件设计程序
(1)根据有关的规范,应明确计算的各种荷载(恒载、楼屋面活载、风荷载和地震作用等)的计算方法,在次基础上编写自动生成各种荷载作用下的结点荷载和单元荷载的程序。
地震作用按底部剪力法确定。自振周期用经验公式确定。
(2)计算各种荷载单独作用时框架各杆件的内力。计算结构存放在各自的杆端力(随机)文件中。
对竖向荷载下的梁端弯距进行塑性调幅。
(3)在(2)中产生的杆端力文件基础上,分别计算各种可能的荷载组合下,梁、柱控制截面的内力。计算结果存放在适当的文件中。
(4)从(3)生成的文件中选出最不利组合,同时给出截面配筋。
梁、柱截面配筋的确定应考虑抗震设计的要求。
(5)部分编程较熟练的同学可根据计算结果和构造规定,用auto-cadvba绘制梁、柱配筋图。
5.成果形式
本毕业设计的成果应包括:
1.可运行的、并能给出正确计算结果的源程序
在存放源程序的软盘中,应至少有一个算例的数据文件,可在基本不需另外键入数据的前提下,显示正确地运行结果。
2.软件使用手册
这是为用户准备的关于软件使用方法、操作步骤和其他必要的文字材料。
3.软件说明书
这是软件作者的工作档案,是软件维护的基本资料。其中应包括:
(1)软件所依据的工作档案、力学和工程结构模型的较为详细的描述,主要的计算公式及其使用的符号的含义,重要算法的文字说明:
(2)程序的结构:模块的划分的情况、各模块相互之间的关系及各模块的功能;
(3)带有较为详细的注释的源程序文本。其中应注明各标识符的含义(尽可能的采用通用公式中的符号)。各程序段的功能、相应的数学公式和特殊算法的说明;(4)为使他人根据软件说明书读懂你的程序所必需的其他资料。
(5)部分编程较熟练的同学可递交梁、柱配筋图纸一张。
4.对自己所编程序的评价
(1)对算例计算结果的合理性进行必要的分析;
(2)总结软件设计过程中的经验和及教训,提出设计改进意见。
以上各项资料处源程序文本以软盘形式提交外,其余均用计算机打印。
6.进度计划
第一周毕业实习,参观工程,收集资料。
第二周需求分析:描述计算机模型,编些初步的软件说明书。
第三周软件设计:选择模块划分的方案
第四周模块设计:数据输入界面设计(梁柱截面数据)
或数据输入界面设计(可视化图形输入)
第五周数据输入界面设计(框架数据、附加荷载)
第六周模块设计:荷载计算(恒载、活载),相应的内力计算
第七周荷载计算(风荷载、地震作用),相应的内力计算
第八周模块设计:梁配筋计算
第九周梁荷载组合,确定梁配筋
第十周梁荷载组合,确定梁配筋
第十一周模块设计:柱配筋计算
第十二周柱荷载组合,确定柱配筋
第十三周柱荷载组合,确定柱配筋
第十四周软件测试或用autocadvba绘制梁、柱配筋图;
第十五周软件测试
1.课题提出
数学新课程标准明确指出:学生的数学学习应当是一个生动活泼的,主动的,富有个性的过程。在现今的国际数学教育领域中,数学教育的发展已不再是只重视数、量、形等内容和目标,而更重视沟通、推理、联结、解题等过程目标。重视培养儿童在数学概念间,垂直数学化的内部联结能力,以及在数学与生活或其他领域间水平数学化的外部联结作用。由此,我们发现在数学学习中引入绘本阅读,将会给孩子的数学阅读打开一扇数学的窗,让他们能跳出课本读数学,跳出考试品数学,跳出课堂学数学。
2.现状分析
绘本阅读多出现在语文学习中,在数学课堂中少有看到。现在,国内已经有一些学校进行了绘本阅读教学的尝试,较多的尝试出现在语文教学中或者幼儿园的语言类阅读的教学中,也有一部分学校进行了数学绘本阅读的教学研究。在国外,从幼儿园到小学,绘本阅读已相当普遍,尤其在美国、英国、日本和韩国。在他们的教学中,不仅运用于语文课堂,也应用于数学课堂。近几年台湾用于数学课堂的也比较多,甚至有了定制的小学数学绘本教材。
3.价值意义
数学绘本因图文并茂,贴近儿童,将数学知识巧妙蕴藏在生动有趣的故事中,能很好地激发儿童学习数学的兴趣,促使儿童积极参与学习活动,主动探索数学知识。数学绘本的教与学能有效帮助低年级儿童在幼儿教育和小学数学教育之间搭建软着陆的平台,让低年级孩子享受学习数学的乐趣并增强学好数学的信心。
二、概念界定
1.数学绘本
数学绘本就是结合孩子的生活经验,以简单的文字,丰富的场景等展现数学概念、数学认识等的一种图画书。
2. 数学绘本阅读教学
数学绘本阅读教学就是在数学教学中借助于数学绘本阅读指导孩子去感知数学知识,发现数学问题,思考解决问题的方法,获得解决问题的经验,增长学生数学认识,提升学生的数学素养,激发孩子的学习兴趣。
三、研究目标与内容
1.课题研究目标
(1)通过本课题的研究,充分挖掘绘本中的生活味与数学味,把绘本与现行的数学教材进行有效的沟通与整合。通过老师引领,使学生在绘本阅读中发现和解决一些数学问题,激发学生学习数学的兴趣,培养学生的参与意识。
(2)通过本课题的研究,大大促动数学老师自觉走进数学阅读,重视数学绘本阅读,关注绘本给低年级学生数学学习而产生的影响和改变。促进师生之间的数学沟通与交流。
2. 课题研究内容
(1)精选绘本,感受数学绘本阅读的方法,努力挖掘绘本中的数学。
(2)利用绘本阅读,感知进行数学学习的途径。途径一:课内巧用绘本,体现绘本的价值。①看绘本。美国斯图尔特.J.墨菲先生认为对抽象的数学概念的理解离不开看。他说:是美丽的图画和生活的故事教会了我数学。因此要让一年级学生学好数学,爱数学,我们在课堂内进行绘本教学时,首先要引导学生去观察、欣赏绘本中的图画,因为当学生遇到知识的疑难时,可以利用绘本中的图画,充分展开想象,然后找到问题的答案。②读绘本。儿童天生就喜欢听故事,老师要抓住这一特点,在课堂教学中根据教材选择绘本,利用绘本中的故事来呈现,让学生在听故事中不断产生数学问题,从而主动地去解决问题。③玩绘本。爱玩是儿童的天性,我们在教学中可以根据绘本中的内容,让学生变成绘本中的主角;在玩的过程中遇到数学问题,通过小组合作、讨论、实践去解决问题。途径二:课外活用绘本,彰显绘本的魅力。①根据数学学习的结果,续写绘本,使学生在续写中温故而知新。②根据数学实践,遵循学生爱涂爱画爱模仿的特性,鼓励学生学画绘本,创造自己的绘本。
四、研究的方法
1、文献资料法:收集国内外有关绘本阅读教学的资料以及他人的教学案例,借鉴他们的成功之处,同时根据本校学生的特点和学校的实际情况作适当的调整和改变,逐步形成课题研究的基本理念。
2、行动研究法:实验教师要认真研读国内外各类数学绘本,引导学生看绘本,读绘本,爱绘本,创绘本,以数学活动课为阵地,课内外相结合,在教学实践中不断整合、反思、改进,发现问题,解决问题。
五、研究步骤
第一,准备阶段(2017.11):选定课题、填写研究申报表;确定执研人员,成员了解数学绘本阅读的相关信息。
第二,研究阶段(2017.122017.10):撰写开题报告,确定实施方案,定期开展以课题研究为主要内容的研讨活动,研究教师每学期至少上一节研究课,向课题组提交研究课例、课件,研究论文,教学反思等;在整体研究运作中,完善方案和教师互动式研究制度,考核评估制度。
第三,结题阶段(2017.11):撰写结题报告。汇总课题研究的成果,申请专家组鉴定。
六、预期研究成果
1.全体成员每人至少有一节集团以上的课堂教学展示或获奖。
2.在指定博客中记录研究的过程,每月至少有两篇次的研究材料。
3.发表海门市级以上论文(含教育叙事、教育随笔、教育案例等)。
4.撰写结题报告,并在一定范围内得以推广。
七、课题研究保障措施。
1.课题研究人员具有一定的研究能力
本课题组成员,都是教学数学学科的教师,有学校中层干部,有新入职的教师,具有一定的活力。执教过多节片、县级公开课,经历过大循环教学或多次送过毕业班,有着丰富的教学经验;同时有多篇文章在省、市级发表,曾是市级课题研究的核心组成员,有着一定基础的理论知识和研究课题能力。
2.课题研究各项前期工作准备充分
学生姓名: X X X
学 号: XXXXXXXXX
指导教师: XXXX
20xx年 X月 X日
《运用废旧材料制造的灯具产品设计》开题报告
报告日期 设计(论文)起止时间 20xx/X/X 20xx年X月x日至X月X日(共14周)
(一)课题背景、意义及实际应用方面的价值
灯具这一产品为人们的日常生活与工作提供了方便,没有哪个产品能像灯具一样与人们的日常生活如此的紧密联系,国内灯具的设计与发展,与经济和科技的发展有着一定的内在联系。在生活水平相对低下的时期,消费者对灯具关注点主要集中在灯具的照明功能上,随着生活水平的提高,物质生活越来越丰裕,消费者对灯具的需求已经从单纯的照明功能向深层次的精神文化层面发展。灯具除了为人类带来光明的同时,也丰富了人们的精神与文化生活。灯具的设计不光为人们提供一个很好的视觉光照环境,而且能够运用多种材料及不同的形态实现艺术化的效果。
绿色设计是工业设计概念中的重要设计理念,是指在产品及其寿命周期全过程的设计中,要充分考虑对资源和环境的影响,在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时,更要优化各种相关因素,使产品及其制造过程中对环境的总体负影响减到最小,使产品的各项指标符合绿色环保的要求。设计中的绿色设计的体现一方面就是对废旧材料的再利用,废旧材料是指每个家庭在日常生活中必要的或常用的可再生的安全又卫生的废品,诸如废旧的建筑装饰材料、废旧的塑料瓶、包装盒,大多数的情况下这些废旧材料会被当做垃圾处理掉,其实,每一种废旧材料对设计来说,都具有人们意想不到的价值。本次设计的主题就是运用废旧材料进行灯具产品的设计。本课题的研究将获得一些应用性的结论或许可以为灯具企业提供借鉴,有助于家庭和企业更有效地推出真正符合绿色设计要求的让用户满意的产品,提高产品在市场上的竞争力。同时也进而提高人们的生活质量,使灯具成为环境中烘托气氛的有力手段。
(二) 课题在国内外的设计现状
国外灯具的设计与发展,与经济和科技的发展有着一定的内在联系。消费者对富有情趣、个性、文化内涵灯具的需求呈现出上升趋势,伴随着现代照明技术和新材料、新工艺的发展,以及对各种照明原理及使用环境的深入研究,灯具的环境表现力和独特艺术魅力得到极大丰富。灯具设计在中国内近几年的发展中取得了较大的进步,现在市场上的灯具产品与过去比较在形态上变得更为丰富,不同风格、色彩、造型、材料的灯具大量涌现。可以看出当今社会对灯具产品的设计较为关注。但在设计中考虑废旧材料的应用,并以此为主题的灯具产品一直处在都是市场空白状态,本课题的研究正是在此基础上提出并展开的。
(三)课题设计的内容及拟采取的方法
设计出适合家居环境使用的灯具,进行一套完整的工业产品的设计过程,对废旧材料进行整理分类并从中选择适合进行灯具设计的材料,进行设计前的调研(方法有询问法、观察法、收集资料法、家访调查等),对调研内容进行分析总结,进行设计定位,围绕废旧材料进行灯具设计的功能、结构、形态、人机工程学、色彩、加工工艺等设计的诸多因素方面进行设计思考,提出创意设计方案,绘制草图,评估完善优化设计方案,定稿,确定尺寸,进行计算机效果图制作,制作展板和实物模型。设计作品应具有创意性和新颖性;符合现代审美趋势以及具备市场价值;符合绿色设计和环保设计要求;具有安全性和舒适性。
为了完成本次设计,将整个设计内容分为以下几个步骤:
1、设计准备和设计调研:首先了解废旧物品的涵义内容实质,掌握绿色设计的核心理论,对灯具设计相关理论知识进行搜集,对灯具市场进行调研
2、设计定位:在调研的基础上,选择适合的废旧物品材料,明确灯具的用途和使用环境,确定废旧物品灯具的设计方向
3、方案设计:从设计草图着手,设计内容主要包括:废旧物品材料的加工成型工艺,灯具的外观形态设计、色彩设计,确定灯具的设计主题,表现元素,绘制草图方案。
4、方案评价及深入设计:包括对方案的设计评价以及通过评价后,进行改进设计。
5、设计分析:对最终方案的结构、材质、色彩、工艺等方面进行深入分析。
6、设计实现:完成废旧物品灯具设计的效果图表现及模型的制作。
7、设计完成:最终完成毕业论文,并达到毕业设计的要求。
(四)课题设计的计划安排
时间阶段
第一周 第二周 第三周 第四周 第五周 第六周
计 划 完 成 内 容
拟定课题 进行开题准备 撰写开题报告及相关材料 毕业设计市场调研,查阅资料 毕业设计调研总结,进行设计定位 毕业设计产品构思,草图绘制
第七周 第八周 第九周 第十周 第十一周 第十二周 第十三周 第十四周
设计方案优化,进行计算机建模、渲染 设计效果图出图,制作展板,绘制尺寸图 毕业设计模型制作(成型) 毕业设计模型制作(表面处理、喷漆) 毕业设计论文(说明书)写作 毕业设计论文(说明书)写作 毕业设计论文(说明书)整理修改 毕业设计材料整理,准备答辩
(五)主要参考资料、文献
1.高丰、孙建君.中国灯具简史.北京:北京工艺美术出版社,2007
2.孙建君、高丰.古代灯具.济南:山东科学技术出版社,2001
3.Bentley Meeker, Light X Design: 20 Years of Lighting. Glitterati. English,2011
4.何人可. 工业设计史. 北京:北京理工大学出版社,1991
5.程能林.产品造型材料与工艺.北京:北京理工大学出版社,2001
6.王亦敏.灯饰设计.天津:天津大学出版社,2004
7.李福生、陈育明.住宅照明.上海:复旦大学出版社,2004
钢筋混凝土多层、多跨框架软件开发
2.项目研究背景:
所要编写的结构程序是混凝土的框架结构的设计,建筑指各种房屋及其附属的构筑物。建筑结构是在建筑中,由若干构件,即组成结构的单元如梁、板、柱等,连接而构成的能承受作用(或称荷载)的平面或空间体系。
编写算例使用建设部最新出台的《混凝土结构设计规范》gb50010-xx,该规范与原混凝土结构设计规范gbj10-89相比,新增内容约占15%,有重大修订的内容约占35%,保持和基本保持原规范内容的部分约占50%,规范全面总结了原规范实施以来的实践经验,借鉴了国外先进标准技术。
3.项目研究意义:
建筑中,结构是为建筑物提供安全可靠、经久耐用、节能节材、满足建筑功能的一个重要组成部分,它与建筑材料、制品、施工的工业化水平密切相关,对发展新技术。新材料,提高机械化、自动化水平有着重要的促进作用。
由于结构计算牵扯的数学公式较多,并且所涉及的规范和标准很零碎。并且计算量非常之大,近年来,随着经济进一步发展,城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化,更加剧了房屋设计的复杂性,许多多高层建筑不断的被建造。这些建筑无论从时间上还是从劳动量上,都客观的需要计算机程序的辅助设计。这样,结构软件开发就显得尤为重要。
一栋建筑的结构设计是否合理,主要取决于结构体系、结构布置、构件的截面尺寸、材料强度等级以及主要机构构造是否合理。这些问题已经正确解决,结构计算、施工图的绘制、则是另令人辛苦的具体程序设计工作了,因此原来在学校使用的手算方法,将被运用到具体的程序代码中去,精力就不仅集中在怎样利用所学的结构知识来设计出做法,还要想到如何把这些做法用代码来实现,
4.文献研究概况
在不同类型的结构设计中有些内容是一样的,做框架结构设计时关键是要减少漏项、减少差错,计算机也是如此的。
建筑结构设计统一标准(gbj68-84)该标准是为了合理地统一各类材料的建筑结构设计的基本原则,是制定工业与民用建筑结构荷载规范、钢结构、薄壁型钢结构、混凝土结构、砌体结构、木结构等设计规范以及地基基础和建筑抗震等设计规范应遵守的准则,这些规范均应按本标准的要求制定相应的具体规定。制定其它土木工程结构设计规范时,可参照此标准规定的原则。本标准适用于建筑物(包括一般构筑物)的整个结构,以及组成结构的构件和基础;适用于结构的使用阶段,以及结构构件的制作、运输与安装等施工阶段。本标准引进了现代结构可靠性设计理论,采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定,即将各种影响结构可靠性的因素都视为随机变量,使设计的概念和方法都建立在统计数学的基础上,并以主要根据统计分析确定的失效概率来度量结构的可靠性,属于“概率设计法”,这是设计思想上的重要演进。这也是当代国际上工程结构设计方法发展的总趋势,而我国在设计规范(或标准)中采用概率极限状态设计法是迄今为止采用最广泛的国家。
结构的作用效应常见的作用效应有:
1.内力。
轴向力,即作用引起的结构或构件某一正截面上的法向拉力或压力;
剪力,即作用引起的结构或构件某一截面上的切向力;
弯矩,即作用引起的结构或构件某一截面上的内力矩;
扭矩,即作用引起的结构或构件某一截面上的剪力构成的力偶矩。
2.应力。如正应力、剪应力、主应力等。
5.变形。作用引起的结构或构件中各点间的相对位移。变形分为弹性变形和塑性变形。
6.应变:如线应变、剪应变和主应变等。
极限状态整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态可分为两类:
1.承载能力极限状态。结构或结构构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形的极限状态:
(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等);
(2)结构构件或连接因材料强度被超过而破坏(包括疲劳破坏),或因过度的塑性变形而不适于继续承载;(3)结构转变为机动体系;
(4)结构或结构构件丧失稳定(如压屈等)。
2.正常使用极限状态。结构或结构构件达到使用功能上允许的某一限值的极限状态。出现下列状态之一时,即认为超过了正常使用极限状态:
(1)影响正常使用或外观的变形;
(2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝);
(3)影响正常使用的振动;(4)影响正常使用的其它特定状态。
结构设计的基本任务,是在结构的可靠与经济之间选择一种合理的平衡,力求以最低的代价,使所建造的结构在规定的条件下和规定的使用期限内,能满足预定的安全性、适用性和耐久性等功能要求。为达到这个目的,人们采用过多种设计方法。以现代观点看,可划分为定值设计法和概率设计法两大类。
1.定值设计法。将影响结构可靠度的主要因素(如荷载、材料强度、几何参数、计算公式精度等)看作非随机变量,而且采用以经验为主确定的安全系数来度量结构可靠性的设计方法,即确定性方法。此方法要求任何情况下结构的荷载效应s(内力、变形、裂缝宽度等)不应大于结构抗力r(强度、刚度、抗裂度等),即s≤r。在20世纪70年代中期前,我国和国外主要都采用这种方法。2.概率设计法:将影响结构可靠度的主要因素看作随机变量,而且采用以统计为主确定的失效概率或可靠指标来度量结构可靠性的设计方法,即非确定性方法。此方法要求按概率观念来设计结构,也就是出现结构荷载效应3大于结构抗力r(s>r)的概率应小于某个可以接受的规定值。这种方法是20世纪40年代提出来的,至70年代后期在国际上已进入实用阶段。我国自80年代中期,结构设计方法开始由定值法向概率法过渡。
面向对象编程
使创建windows程序较为容易的关键技术是面向对象编程,或oop。这种技术可以创建可重用组建,它是程序的组成模块。
几个定义
控件提供程序可见界面的可重用对象。控件的示例有文本框、标签和命令按钮。
事件由用户或操作系统引发的动作。事件的示例有击键、单击鼠标、一段时间的限制,或从端口接收数据。
方法嵌入在对象定义中的程序代码,它定义对象怎样处理信息并响应某事件。例如,数据库对象有打开纪录集并从一个记录移动到另一个记录的方法。
对象程序的基本元素,它含有定义其特征的属性,定义其任务和识别它可以响应的事件的方法。控件和窗体是visualbasic中所有对象的示例。
过程为完成任务而编写的代码段。过程通常用于响应特定的事件。
属性对象的特征,如尺寸、位置、颜色或文本。属性决定对象的外观,有时也决定对象的行为。属性也用于为对象提供数据和从对象取回信息。
5.设计主要内容
本软件适用于现浇钢筋混凝土多层、多跨的框架的设计。毕业设计要完成的工作包括:
1.平面钢架分析程序的改造
对结构力学教研室版平面钢架分析程序进行修改和补充。要求:
(1)编写自动生成节点坐标和单元节点编号的程序,或以图形方式输入计算简图。
(2)修改程序,使之适合多工况内力计算;(3)根据输入、输出数据的特点,设计适当的人机界面。输出应可选的显示各构件端力和内力图。
2.编写钢筋混凝土多层多跨框架机构的构件设计程序
(1)根据有关的规范,应明确计算的各种荷载(恒载、楼屋面活载、风荷载和地震作用等)的计算方法,在次基础上编写自动生成各种荷载作用下的结点荷载和单元荷载的程序。
地震作用按底部剪力法确定。自振周期用经验公式确定。
(2)计算各种荷载单独作用时框架各杆件的内力。计算结构存放在各自的杆端力(随机)文件中。
对竖向荷载下的梁端弯距进行塑性调幅。
(3)在(2)中产生的杆端力文件基础上,分别计算各种可能的荷载组合下,梁、柱控制截面的内力。计算结果存放在适当的文件中。
(4)从(3)生成的文件中选出最不利组合,同时给出截面配筋。
梁、柱截面配筋的确定应考虑抗震设计的要求。
3.位移。作用引起的结构或构件中某点位变(线位移)或某线段方向的改变(角位移)。
4.挠度。构件轴线或中面上某点在弯短作用平面内垂直于轴线或中面的线位移。
(5)部分编程较熟练的同学可根据计算结果和构造规定,用auto-cadvba绘制梁、柱配筋图。
5.成果形式
本毕业设计的成果应包括:
1.可运行的、并能给出正确计算结果的源程序
在存放源程序的软盘中,应至少有一个算例的数据文件,可在基本不需另外键入数据的前提下,显示正确地运行结果。
2.软件使用手册
这是为用户准备的关于软件使用方法、操作步骤和其他必要的文字材料。
3.软件说明书
这是软件作者的工作档案,是软件维护的基本资料。其中应包括:
(1)软件所依据的工作档案、力学和工程结构模型的较为详细的描述,主要的计算公式及其使用的符号的含义,重要算法的文字说明:
(2)程序的结构:模块的划分的情况、各模块相互之间的关系及各模块的功能;
(3)带有较为详细的注释的源程序文本。其中应注明各标识符的含义(尽可能的采用通用公式中的符号)。各程序段的功能、相应的数学公式和特殊算法的说明;(4)为使他人根据软件说明书读懂你的程序所必需的其他资料。
(5)部分编程较熟练的同学可递交梁、柱配筋图纸一张。
4.对自己所编程序的评价
(1)对算例计算结果的合理性进行必要的分析;
(2)总结软件设计过程中的经验和及教训,提出设计改进意见。
以上各项资料处源程序文本以软盘形式提交外,其余均用计算机打印。
6.进度计划
第一周毕业实习,参观工程,收集资料。
第二周需求分析:描述计算机模型,编些初步的软件说明书。
第三周软件设计:选择模块划分的方案
第四周模块设计:数据输入界面设计(梁柱截面数据)
或数据输入界面设计(可视化图形输入)
第五周数据输入界面设计(框架数据、附加荷载)
第六周模块设计:荷载计算(恒载、活载),相应的内力计算
第七周荷载计算(风荷载、地震作用),相应的内力计算
第八周模块设计:梁配筋计算
第九周梁荷载组合,确定梁配筋
第十周梁荷载组合,确定梁配筋
第十一周模块设计:柱配筋计算
第十二周柱荷载组合,确定柱配筋
第十三周柱荷载组合,确定柱配筋
第十四周软件测试或用autocadvba绘制梁、柱配筋图;
第十五周软件测试