篇一
1.課題名稱：
鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開發
2.項目研究背景：
所要編寫的結構程序是混凝土的框架結構的設計，建筑指各種房屋及其附屬的構筑物。建筑結構是在建筑中，由若干構件，即組成結構的單元如梁、板、柱等，連接而構成的能承受作用(或稱荷載)的平面或空間體系。
編寫算例使用建設部最新出臺的《混凝土結構設計規范》gb50010-XX,該規范與原混凝土結構設計規范gbj10-89相比，新增內容約占15%，有重大修訂的內容約占35%，保持和基本保持原規范內容的部分約占50%，規范全面總結了原規范發布實施以來的實踐經驗，借鑒了國外先進標準技術。
3. 項目研究意義：
建筑中，結構是為建筑物提供安全可靠、經久耐用、節能節材、滿足建筑功能的一個重要組成部分，它與建筑材料、制品、施工的工業化水平密切相關，對發展新技術。新材料，提高機械化、自動化水平有著重要的促進作用。
由于結構計算牽扯的數學公式較多，并且所涉及的規范和標準很零碎。并且計算量非常之大，近年來，隨著經濟進一步發展，城市人口集中、用地緊張以及商業競爭的激烈化，更加劇了房屋設計的復雜性，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，都客觀的需要計算機程序的輔助設計。這樣，結構軟件開發就顯得尤為重要。
一棟建筑的結構設計是否合理，主要取決于結構體系、結構布置、構件的截面尺寸、材料強度等級以及主要機構構造是否合理。這些問題已經正確解決，結構計算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設計工作了，因此原來在學校使用的手算方法，將被運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的結構知識來設計出做法，還要想到如何把這些做法用代碼來實現，
4.文獻研究概況
在不同類型的結構設計中有些內容是一樣的，做框架結構設計時關鍵是要減少漏項、減少差錯，計算機也是如此的。
建筑結構設計統一標準(gbj68-84) 該標準是為了合理地統一各類材料的建筑結構設計的基本原則，是制定工業與民用建筑結構荷載規范、鋼結構、薄壁型鋼結構、混凝土結構、砌體結構、木結構等設計規范以及地基基礎和建筑抗震等設計規范應遵守的準則，這些規范均應按本標準的要求制定相應的具體規定。制定其它土木工程結構設計規范時，可參照此標準規定的原則。本標準適用于建筑物(包括一般構筑物)的整個結構，以及組成結構的構件和基礎;適用于結構的使用階段，以及結構構件的制作、運輸與安裝等施工階段。本標準引進了現代結構可靠性設計理論，采用以概率理論為基礎的極限狀態設計方法分析確定，即將各種影響結構可靠性的因素都視為隨機變量，使設計的概念和方法都建立在統計數學的基礎上，并以主要根據統計分析確定的失效概率來度量結構的可靠性，屬于“概率設計法”，這是設計思想上的重要演進。這也是當代國際上工程結構設計方法發展的總趨勢，而我國在設計規范(或標準)中采用概率極限狀態設計法是迄今為止采用最廣泛的國家。
結構的作用效應 常見的作用效應有：
1.內力。
軸向力，即作用引起的結構或構件某一正截面上的法向拉力或壓力;
剪力，即作用引起的結構或構件某一截面上的切向力;
彎矩，即作用引起的結構或構件某一截面上的內力矩;
扭矩，即作用引起的結構或構件某一截面上的剪力構成的力偶矩。
2.應力。如正應力、剪應力、主應力等。
5.變形。作用引起的結構或構件中各點間的相對位移。變形分為彈性變形和塑性變形。
6.應變：如線應變、剪應變和主應變等。
極限狀態 整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態就不能滿足設計規定的某一功能要求，此特定狀態稱為該功能的極限狀態。極限狀態可分為兩類：
1.承載能力極限狀態。結構或結構構件達到最大承載能力或達到不適于繼續承載的變形的極限狀態：
(1)整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡(如傾覆等);
(2)結構構件或連接因材料強度被超過而破壞(包括疲勞破壞)，或因過度的塑性變形而不適于繼續承載; (3)結構轉變為機動體系;
(4)結構或結構構件喪失穩定(如壓屈等)。
2.正常使用極限狀態。結構或結構構件達到使用功能上允許的某一限值的極限狀態。出現下列狀態之一時，即認為超過了正常使用極限狀態：
(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。
結構設計的基本任務，是在結構的可靠與經濟之間選擇一種合理的平衡，力求以最低的代價，使所建造的結構在規定的條件下和規定的使用期限內，能滿足預定的安全性、適用性和耐久性等功能要求。為達到這個目的，人們采用過多種設計方法。以現代觀點看，可劃分為定值設計法和概率設計法兩大類。
1.定值設計法。將影響結構可靠度的主要因素(如荷載、材料強度、幾何參數、計算公式精度等)看作非隨機變量，而且采用以經驗為主確定的安全系數來度量結構可靠性的設計方法，即確定性方法。此方法要求任何情況下結構的荷載效應s(內力、變形、裂縫寬度等)不應大于結構抗力r(強度、剛度、抗裂度等)，即s≤r。在20世紀70年代中期前，我國和國外主要都采用這種方法。
2.概率設計法：將影響結構可靠度的主要因素看作隨機變量，而且采用以統計為主確定的失效概率或可靠指標來度量結構可靠性的設計方法，即非確定性方法。此方法要求按概率觀念來設計結構，也就是出現結構荷載效應3大于結構抗力r(s>r)的概率應小于某個可以接受的規定值。這種方法是20世紀40年代提出來的，至70年代后期在國際上已進入實用階段。我國自80年代中期，結構設計方法開始由定值法向概率法過渡。
面向對象編程
使創建windows程序較為容易的關鍵技術是面向對象編程，或oop。這種技術可以創建可重用組建，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。控件的示例有文本框、標簽和命令按鈕。
事件 由用戶或操作系統引發的動作。事件的示例有擊鍵、單擊鼠標、一段時間的限制，或從端口接收數據。
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某事件。例如，數據庫對象有打開紀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，定義其任務和識別它可以響應的事件的方法�？丶痛绑w是visual basic中所有對象的示例。
過程 為完成任務而編寫的代碼段。過程通常用于響應特定的事件。
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據和從對象取回信息。
5.設計主要內容
本軟件適用于現澆鋼筋混凝土多層、多跨的框架的設計。畢業設計要完成的工作包括：
1.平面鋼架分析程序的改造
對結構力學教研室版平面鋼架分析程序進行修改和補充。要求：
(1) 編寫自動生成節點坐標和單元節點編號的程序，或以圖形方式輸入計算簡圖。
(2) 修改程序，使之適合多工況內力計算; (3) 根據輸入、輸出數據的特點，設計適當的人機界面。輸出應可選的顯示各構件端力和內力圖。
2.編寫鋼筋混凝土多層多跨框架機構的構件設計程序
(1) 根據有關的規范，應明確計算的各種荷載(恒載、樓屋面活載、風荷載和地震作用等)的計算方法，在次基礎上編寫自動生成各種荷載作用下的結點荷載和單元荷載的程序。
地震作用按底部剪力法確定。自振周期用經驗公式確定。
(2) 計算各種荷載單獨作用時框架各桿件的內力。計算結構存放在各自的桿端力(隨機)文件中。
對豎向荷載下的梁端彎距進行塑性調幅。
(3) 在(2)中產生的桿端力文件基礎上，分別計算各種可能的荷載組合下，梁、柱控制截面的內力。計算結果存放在適當的文件中。
(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考慮抗震設計的要求。
3.位移。作用引起的結構或構件中某點位變(線位移)或某線段方向的改變(角位移)。
4.撓度。構件軸線或中面上某點在彎短作用平面內垂直于軸線或中面的線位移。
(5) 部分編程較熟練的同學可根據計算結果和構造規定，用auto-cad vba 繪制梁、柱配筋圖。
5.成果形式
本畢業設計的成果應包括：
1.可運行的、并能給出正確計算結果的源程序
在存放源程序的軟盤中，應至少有一個算例的數據文件，可在基本不需另外鍵入數據的前提下，顯示正確地運行結果。
2.軟件使用手冊
這是為用戶準備的關于軟件使用方法、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，是軟件維護的基本資料。其中應包括：
(1) 軟件所依據的工作檔案、力學和工程結構模型的較為詳細的描述，主要的計算公式及其使用的符號的含義，重要算法的文字說明：
(2) 程序的結構：模塊的劃分的情況、各模塊相互之間的關系及各模塊的功能;
(3) 帶有較為詳細的注釋的源程序文本。其中應注明各標識符的含義(盡可能的采用通用公式中的符號)。各程序段的功能、相應的數學公式和特殊算法的說明; (4) 為使他人根據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) 對算例計算結果的合理性進行必要的分析;
(2) 總結軟件設計過程中的經驗和及教訓，提出設計改進意見。
以上各項資料處源程序文本以軟盤形式提交外，其余均用計算機打印。
篇二
1、課題的目的及意義(含國內外的研究現狀分析或設計方案比較、選型分析等)
畢業設計是一個總結性的教學環節，是學生全面系統地融匯所學理論知識和專業技能并運用于解決實際問題的過程。通過本教學環節，要加深學生對所學基本理論知識的理解，培養學生綜合分析和處理問題的能力以及設計創新精神，使學生得到有關單位工程建設從方案制定到施工組織的全過程系統性的訓練。
通過畢業設計這一重要的教學環節，培養土木工程專業本科畢業生正確的理論聯系實際的工作作風，嚴肅認真的科學態度。 畢業設計要求我們在指導老師的指導下，獨立系統的完成一項工程設計，解決與之有關的所有問題，熟悉相關設計規范、手冊、標準圖以及工程實踐中常用的方法，具有實踐性、綜合性強的顯著特點。因此畢業設計對于培養學生初步的科學研究能力，提高其綜合運用所學知識分析問題、解決問題能力有著重要意義。
在完成本次畢業設計過程中，我們需要運用感性和理性知識去把握整個建筑的處理，這其中就包括建筑外觀和結構兩個方面。還需要我們更好的了解國內外建筑設計的發展的歷史、現狀及趨勢，更多的關注這方面的學術動態，以及我們在以后的土木工程專業發展的方向。同時積極、獨立的完成本次畢業設計也是為今后的實際工作做出的必要的準備。
1.1研究現狀：
土木工程是建造各類工程設施的科學，技術和工程的總稱。土木工程是伴隨著人類社會的發展而發展起來的。它所建造的工程設施反映出各個歷史時期社會經濟、文化、科學、技術發展的面貌，因而土木工程也就成為社會歷史發展的見證之一。土木工程在我國可以分為：建筑工程、橋梁工程、公路和城市道路工程、鐵路工程、隧道工程、水利工程、港口工程、給水和排水工程、環境工程。作為土木工程專業的學生，深知土木工程設計范圍之廣，以及和社會生活聯系之密切。我們在校只是學習了土木工程這一個小的分支并且著重學習了工民建部分。工民建方面就結構布置部分有以下幾種結構：框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構、板柱-剪力墻結構、框架-支撐結構、筒體結構、框架-核心筒結構、巨型結構等等。
就此次的設計題目，以及結合任務書所給定的各項條件，選擇了框架結構比較合理并且切合實際。
1.2發展趨勢：
框架結構由梁柱構成，構件截面較小，因此框架結構的承載力和剛度都較低，它的受力特點類似于豎向懸臂剪切梁，樓層越高，水平位移越慢，高層框架在縱橫兩個方向都承受很大的水平力，這時，現澆樓面也作為梁共同工作的，裝配整體式樓面的作用則不考慮，框架結構的墻體是填充墻，起圍護和分隔作用，框架結構的特點是能為建筑提供靈活的使用空間，可提供較大的使用空間，也可構成豐富多變的立面造型。國外多用鋼為框架材料，而國內主要為鋼筋混凝土框架，框架結構可通過合理的設計，使之具有良好的延性，成為“延性框架”,在地震作用下，這種延性框架具有良好的抗震性能。
[1]鋼筋混凝土多層框架結構作為一種常用的結構形式, 具有傳力明確、結構布置靈活、抗震性和整體性好的優點, 目前已被廣泛地應用于各類多層的工業與民用建筑中。隨著社會的發展，多層框架結構的建筑越來越多了。但隨著結構高度增加，水平作用使得框架底部梁柱構件的彎矩和剪力顯著增加，從而導致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，將給建筑平面布置和空間處理帶來困難，影響建筑空間的正常使用，在材料用量和造價方面也趨于不合理�？蚣芙Y構住宅是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱，再用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶爛等輕質板材隔墻分戶裝配成而的住宅。適合大規模工業化施工，效率較高，工程質量較好。
[2]框架結構房屋的布置應對稱、均勻，減小抗側剛度中與水平荷載合力作用線的距離，減小結構重心和剛度中心之間的距離，以減小結構發生的扭轉。由于框架構件截面較小，抗側剛度較小，在強震作用下結構整體位移和層間位移都較大，容易產生震害。此外，非結構性破壞如填充墻、建筑裝修和設備管道等破壞較嚴重。因而其主要適用于非抗震區和層數較少的建筑，抗震設計的框架結構除需加強梁、柱和節點的抗震措施外，還需注意填充墻的材料以及填充墻與框架的連接方式等，以避免框架變形過大時填充墻的破壞�？蚣芙Y構是柔性結構，有水平位移，房屋的總水平位移越大，人的感覺越不舒服，而層間位移會影響建筑物的裝修和隔墻開裂，因而對這兩種水平位移進行限，這樣在設計中要增大房屋的抗側剛度。在框架結構的抗震設計中，柱頂、柱底、梁端易出現裂縫。
[3]作為一座辦公樓設計，在設計之前作為設計者必須深入實際，調查研究，了解其所屬位置地理、經濟條件。而作為本課題中框架結構的辦公樓，必須整體設計、大門入口設計要體現行政辦公特征。設計要滿足室內水、電、暖、訊、消防、抗震等配套設計要求。因此必須察看相應的規范、標準等。
1.3研究方法：
框架是典型的桿件體系，近似計算的方法很多，工程中最實用的是力矩分配法及D值法，前者多用于豎向作用下求解，后者用于水平作用下求解。
這些方法的使用都作了以下幾點的假定：
[1]忽略粱，柱軸向變形及剪切變形。
[2]桿件為等截面(等剛度)，以桿件軸線作為框架計算軸線。
[3]在豎向荷載下結構的側移很小，因此在做豎向荷載下計算時，假定結構無側移。
1.4應用領域：
框架結構可設計成靜定的三鉸框架或超靜定的雙鉸框架與無鉸框架。框架鋼結構常用于大跨度的公共建筑、多層工業廠房和一些特殊用途的建筑物中，如劇場、商場、體育館、火車站、展覽廳、造船廠、飛機庫、停車場、輕工業車間等。
2、課題任務、重點研究內容、實現途徑
本次畢業設計任務包括三個部分：建筑設計，結構設計和施工組織設計。
2.1建筑設計
2.1.1設計任務
根據設計任務書要求完成建筑平面、剖面及立面設計;根據相應的建筑設計規范并結合實際情況初步確定預設建筑物的平面形狀，立面外觀，側面外觀，單層平面尺寸，以及建筑物的層數;由功能分區的相關原則初步確定建筑物各部分的功能，最終初步確定出建筑設計部分的輪廓。
2.1.2設計成果：
(一)總平面圖：1：500要求標明建筑物位置、道路、綠化、標高、朝向等。
(二)平面圖：1：100或1：200平面圖應標明各房間名稱，固定設備布置。
1.底層平面圖：標注三道尺寸，注標高。
2.標準層平面圖：標注三道尺寸，注標高。
3.頂層平面圖：標注兩道尺寸，注標高。
(三)剖面圖：比例1：100或1：200(一個)
要求剖到樓梯，標注層高、樓梯平臺、屋頂、室內外地坪標高、標注兩道尺寸(門窗洞口、層高)。
(四)立面圖：比例1：100或1:200(二至三個)
1.入口立面
2.側立面或背立面
標注三道尺寸(墻段及洞口、層高、總高)，標明室內外地坪標高，屋頂標高。
(五)節點詳圖：(二至三個)比例自定
(六)設計簡要說明：
1.建筑總平面及概況。
2.方案特點及主要建筑技術措施。
3.防火設計簡要說明。
(七)主要技術經濟指標
1.總用地面積
2.總建筑面積
3.建筑密度(底層建筑面積/總用地面積)
4.容積率(總建筑面積/總用地面積)
5.綠地率(綠地面積/總用地面積)