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冷弯薄壁连续檩条CAD系统的研究与开发

作　者: 张景祯
导　师: 郭师虹
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 二次构件连续檩条搭接长度最不利荷载结构CAD
分类号: TU392.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 27次
引　用: 1次
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内容摘要

冷弯薄壁型钢是一种轻型材料,由于具有卓越的结构性能和延性而广泛运用于房屋建筑。目前用于屋面檩条的冷弯薄壁型钢最常见的截面形式有C、Z型。通过研究发现连续檩条比简支檩条具有较高的承载力和较大的刚度,能有效降低用钢量,因此连续檩条应用也越来越多。檩条属于结构的二次构件,不参与主结构的设计,目前连续檩条设计手段主要依靠手工计算或者根据以往的设计经验,这样不仅设计繁琐而且影响结构的经济性与安全性。因此,本课题致力于研发一个CAD系统,用于连续檩条的设计分析,供结构设计人员使用。本文简单介绍了冷弯C、Z型钢檩条的一些特点、设计原则以及国内、外的研究动态;分析了影响冷弯Z型连续钢檩条承载力的各种因素以及作用在连续檩条的活载的最不利布置形式,并参考美国和加拿大钢结构规范,提出了更适合我国的活载最不利布置形式;并将其首次加入分析设计软件中。连续檩条的搭接长度也是设计中的一个重要的参数,本程序在分析的基础上提出了合理的搭接长度。本论文在先进的开发平台Visual C++6.0上,采用面向对象技术,研发了集成化CAD系统CSPCAD。该系统采用了最先进的计算机技术,包括C/C++Windows编程、MFC基本类库、对视图的操作等,实现了良好的用户界面以及快速有效的结构分析设计程序。CSPCAD系统按前处理建模、结构分析和后处理集成一体化的思想进行开发。前处理采用对话框进行数据的操作,结构分析部分对连续檩条的受力性能进行分析,并具有随时扩充冷弯连续檩条研究成果的功能;后处理部分运用可视化技术,显示了计算结果。最后用实例验证本系统的正确性与优点。通过一个实际工程作为实例验证了本程序的正确性和连续檩条设计的优点。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章绪论  9-17
  1.1.连续檩条的研究与发展概况  9-11
    1.1.1 檩条的分类  9-10
    1.1.2 冷弯薄壁连续檩条的特性  10
    1.1.3 冷弯薄壁连续檩条的研究与发展  10-11
  1.2.冷弯薄壁连续檩条 CAD 系统的研究与发展  11-14
    1.2.1 CAD 技术的发展  11-12
    1.2.2 建筑结构 CAD 技术的发展  12-13
    1.2.3 冷弯薄壁连续檩条 CAD 系统的研究与发展  13-14
  1.3.论文的目的及主要研究内容  14-15
    1.3.1 论文研究的目的  14-15
    1.3.2 论文的主要研究内容  15
  1.4.论文的安排  15-17
第二章冷弯薄壁连续檩条 CAD 系统的设计与开发  17-27
  2.1 程序设计方法和计算机语言  17-22
    2.1.1 结构化程序设计方法  17
    2.1.2 面向对象程序设计方法  17-20
    2.1.3 混合编程技术  20
    2.1.4 C 语言和 C++语言  20-22
  2.2 结构 CAD 系统的开发环境与开发工具  22-24
    2.2.1 结构 CAD 系统的开发环境  22
    2.2.2 WINDOEWS 程序工作原理  22-23
    2.2.3 Window 环境下结构 CAD 软件的性能优势  23
    2.2.4 结构 CAD 系统的开发工具  23
    2.2.5 Visual C++6.0介绍  23-24
    2.2.6 CSPCAD 的系统的开发环境与开发工具  24
  2.3 结构 CAD 系统的框架  24-25
  2.4 CSPCAD 系统的整体结构  25-27
    2.4.1 结构 CAD 系统的基本功能模块  25
    2.4.2 CSPCAD 系统的前后处理  25-26
    2.4.3 结构分析与设计模块  26-27
第三章连续檩条搭接长度及最不利荷载布置形式的研究  27-39
  3.1 冷弯薄壁型钢连续檩条的搭接研究  27-31
    3.1.1 冷弯薄壁型钢连续檩条的搭接形式的研究  27-28
    3.1.2 冷弯薄壁型钢连续檩条的搭接长度的研究  28-31
  3.2 冷弯薄壁连续檩条的受力分析  31-39
    3.2.1 荷载类型  31-32
    3.2.2 活荷载最不利分布  32-39
第四章连续檩条有限元分析程序设计与实现  39-57
  4.1 冷弯薄壁连续檩条的有限元分析与计算理论  39-45
    4.1.1 内力计算  39-41
    4.1.2 强度计算  41
    4.1.3 稳定性计算  41-45
    4.1.4 挠度验算  45
  4.2 屋盖体系对连续檩条的作用  45-46
  4.3 CSPCAD 系统结构分析程序的实现  46-57
    4.3.1 CSPCAD 系统的算法  46-52
    4.3.2 CSPCAD 结构分析程序的实现  52-57
第五章冷弯薄壁连续檩条 CAD 系统的研发  57-69
  5.1 CSPCAD 系统的研发目标  57
  5.2 CSPCAD 系统前处理模块的设计  57-58
    5.2.1 连续檩条前处理的总体设计思想系统的设计目标  57-58
    5.2.2 系统的设计目标  58
  5.3 连续檩条 CAD 参数设置的对话框的界面设计  58-64
    5.3.1 用户界面设计的一般原则  58-60
    5.3.2 连续檩条 CAD 参数设置的界面布置  60-61
    5.3.3 界面的实现  61-64
  5.4 界面数据库的建立与调用  64-66
  5.5 计算书的自动生成  66-69
第六章计算实例  69-75
  6.1 设计资料  69
  6.2 工程实际设计概况  69-70
  6.3 PKPM 连续檩条的计算  70-72
  6.4 本程序的设计计算  72-73
  6.5 计算结果比较分析  73-75
第七章结语  75-77
  7.1 本文的主要工作  75-76
  7.2 本文有待进一步研究的问题  76-77
致谢  77-78
参考文献  78-80
攻读硕士学位期间论文发表  80

冷弯薄壁连续檩条CAD系统的研究与开发

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