竖井围护结构的数据处理方法及其计算机辅助设计系统的制作方法.docx

竖井围护结构的数据处理方法及其计算机辅助设计系统的制作方法专利名称：竖井围护结构的数据处理方法及其计算机辅助设计系统的制作方法技术领域：本发明涉及热力工程竖井围护技术和计算机辅助设计技术，特别是一种竖井围护结构的数据处理方法及其计算机辅助设计系统背景技术：随着我国城市化进程的推进，集中供热成为许多大城市基础设施建设的必然选择，热力工程的设计、技术和施工任务日益繁重但我国目前热力土建结构的设计力量严重不足，使用的设计工具落后，对热力工程竖井围护结构的数据处理费时费力，从而影响建设周期和建设质量发明人发现，设计人员在设计竖井围护时自行进行的结构计算不仅工作效率低，设计方案的修改和比选费工费时，而且即使是同一设计单位不同设计人员间的竖井围护结构的数据处理结果也不具有一致性发明内容本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种竖井围护结构的数据处理方法及其计算机辅助设计系统，有利于加快热力工程中竖井围护的建设周期和保障竖井围护的建设质量本发明的技术方案如下竖井围护结构的数据处理方法，其特征在于，包括如下步骤①在计算机平台上新建一个竖井围护工程模板或者打开一个既有竖井围护工程模板；②在所述竖井围护工程模板上输入设计者选定的或确定的竖井围护结构数据；③根据所述竖井围护结构数据显示竖井围护结构图，根据所述竖井围护结构图判断所述竖井围护结构数据的输入正确性；④根据所述竖井围护结构数据确定的竖井围护进行结构计算；⑤如果所述结构计算的计算结果不符合设计要求，则重复步骤② ④，直至得到符合设计要求的计算结果；⑥根据所述符合设计要求的计算结果，确定或绘制竖井围护施工图，并输入施工图绘图比例，生成AutoCAD脚本文件，在AutoCAD中利用生成的脚本文件输出竖井围护施工图。

所述计算机平台具有AutoCAD 2008>Windows 2000>Windows XP 和/ 或 Vista 环境所述竖井围护结构数据包括控制数据和细部数据所述控制数据包括竖井剖面形式、围护结构类型、围护墙配筋类型、水平支撑设置、对撑布设方向和/或底板材料类型所述细部数据包括围护结构的几何参数、护壁桩数据、圈梁及砖墙数据、水平支撑数据、沟口数据、材料参数、土层参数、荷载数据和/或荷载系数所述水平支撑采用槽钢，所述槽钢为单槽钢、双槽钢、双槽钢焊缀板和/或双槽钢焊宽缀板；所述沟口呈矩形或半圆拱直墙平底式，或半圆拱直墙仰拱式，或三心圆直墙平底式，或三心圆直墙仰拱式，或五心圆曲墙式所述竖井围护结构图包括平面图、纵断面图和/或横断面图，根据各图显示的效果判断竖井围护结构几何尺寸输入的正确性所述结构计算包括荷载计算、内力计算、钢筋配置计算和水平支撑型钢配置计算，所述结构计算的计算结果包括竖井围护结构承受的荷载计算结果，内力计算结果、钢筋配置计算结果和水平支撑型钢配置计算结果所述竖井围护结构承受的荷载包括土压力、汽车活载及水平支撑自重，由于热力工程中的竖井围护结构要求降水后施工，不考虑地下水压力作用。

所述竖井的剖面形状呈矩形、半瓶口形或瓶口形；所述竖井围护的类型为围护墙类型或护壁桩类型；所述围护墙的配筋类型为钢筋格栅类型或工字钢类型所述竖井围护结构数据的输入方式采用菜单结构竖井围护结构的计算机辅助设计系统，其特征在于，包括竖井围护结构数据输入模块、荷载计算模块、内力计算模块、配筋计算模块和施工图绘制模块，所述竖井围护结构数据输入模块连接数据文件，所述数据文件分别互连于荷载计算模块、内力计算模块、配筋计算模块和施工图绘制模块，所述荷载计算模块、内力计算模块、配筋计算模块和施工图绘制模块依次连接，通过上述各模块在计算机平台上实现土压力计算、汽车活载计算、水平支撑自重计算、结构内力计算及配筋计算，并根据计算结果绘制施工图包括出错处理模块，所述出错处理模块分别接收竖井围护结构数据输入模块、荷载计算模块、内力计算模块、配筋计算模块和施工图绘制模块的出错信息所述计算机平台具有AutoCAD、Windows 2000、Windows XP和/或Vista环境,所述施工图绘制模块生成AutoCAD脚本文件，在AutoCAD中利用生成的脚本文件输出竖井围护施工图所述系统采用菜单结构，所述菜单结构包括数据文件弹出菜单、结构形式弹出菜单、数据输入弹出菜单、结构示意图弹出菜单、结构计算弹出菜单、查改配筋弹出菜单和图形输出弹出菜单。

所述数据文件弹出菜单包括以下选项打开数据，保存数据，另存数据，以及退出所述结构形式弹出菜单包括以下选项竖井剖面形式，围护结构类型，围护墙配筋类型，水平支撑设置，对撑布设方向，以及底板材料类型所述数据输入弹出菜单包括以下选项几何参数，护壁桩数据，圈梁及砖墙，水平支撑，沟口数据，材料参数，土层参数，荷载数据，节点与轴线，以及支架数据所述结构示意图弹出菜单包括以下选项平面图，纵断面图，以及横断面图所述结构计算弹出菜单包括以下选项荷载系数，计算深度，竖井计算，型钢计算，结构内力图，以及竖井计算书所述查改配筋弹出菜单包括以下选项围护墙配筋，护壁桩配筋，钢筋网，圈梁配筋，水平支撑型钢，以及底板配筋所述图形输出弹出菜单包括以下选项内衬工程数量，图标数据，绘图比例及指北针，绘图准备，以及进入AutoCAD所述荷载计算模块在读取数据和荷载计算结果输出之间执行以下流程(I)根据土层数目按土层厚度加权平均计算土层的等效参数；(2)计算作用到围护结构不同深度处的土压力；(3)计算作用到围护结构不同深度处的汽车活载；(4)计算水平支撑自重产生的分布荷载所述内力计算模块在读取数据和内力计算结果输出之间执行以下流程⑴若围护结构类型是围护墙，视围护墙与水平支撑组成水平应变框架，根据不同深度分段采用有限元法计算围护墙与水平支撑的内力；(2)若围护结构类型是护壁桩，先用有限元法计算桩的内力，然后采用解析方法计算圈梁的内力，再把水平支撑视为水平应力框架用有限元法计算内力；(3)计算水平支撑由于其自身重量产生的弯矩。

所述配筋计算模块在读取数据和配筋计算结果输出之间执行以下流程(I)若围护结构类型是围护墙，计算围护墙配筋，并按构造要求配置圈梁钢筋；(2)若围护结构类型是护壁桩，先计算护壁桩配筋，然后计算圈梁配筋；(3)根据水平支撑内力配置型钢所述施工图绘制模块在读取数据和结束之间执行以下流程(I)根据结构尺寸和绘图比例确定竖井结构图及竖井钢格栅框尺寸；(2)若围护结构类型是围护墙，则计算格栅钢筋的长度，进行钢筋编号，然后绘格栅图，包括钢格栅总装图、钢筋大样、钢筋表和说明；(3)绘竖井结构图，计算围护墙或护壁桩钢筋及水平支撑型钢的长度，进行钢筋编号，然后绘图，包括平面图、纵剖面图、横剖面图、钢筋表、材料表和说明本发明的技术效果如下本发明竖井围护结构的数据处理方法及其计算机辅助设计系统，通过利用计算机平台的智能系统和采用结构算法等能够获得更为合理的竖井围护施工图，大为提高热力工程竖井围护的出图效率，从而有利于加快竖井围护的建设周期和保障竖井围护的建设质量另外，本发明的实施还具有以下优点(I)把设计人员从繁杂的数字计算中解脱出来，降低劳动强度，提供设计效率，缩短设计周期，降低设计成本2)为设计方案的比选和图纸的审核提供了方便。

3)经过检测和试用，本发明采用的结构计算方法比以往手工计算更为合理，得到的设计结果可节省建筑成本5%以上图1是实施本发明热力工程竖井围护结构的计算机辅助设计系统的数据流与模块结构示意图图2是实施本发明涉及的菜单结构示意图图3是实施本发明涉及的完成一个竖井围护的计算与绘图所经历的流程示意图图4是实施本发明涉及的荷载计算流程示意图图5是实施本发明涉及的竖井围护内力计算流程示意图图6是实施本发明涉及的配筋计算流程示意图图7是实施本发明涉及的施工图绘制流程示意图具体实施例方式下面结合附图(图1-图7)对本发明进行说明图1是实施本发明竖井围护结构的数据处理方法及其计算机辅助设计系统的数据流与模块结构示意图如图1所示，系统分为竖井围护结构数据输入模块、荷载计算模块、内力计算模块、配筋计算模块、施工图绘制模块、出错处理模块该图显示了数据在各模块间的传递过程所述竖井围护结构数据输入模块连接数据文件，所述数据文件分别互连于荷载计算模块、内力计算模块、配筋计算模块和施工图绘制模块，所述荷载计算模块、内力计算模块、配筋计算模块和施工图绘制模块依次连接，通过上述各模块在计算机平台上实现土压力计算、汽车活载计算、水平支撑自重计算、结构内力计算及配筋计算，并根据计算结果绘制施工图。

所述出错处理模块分别接收竖井围护结构数据输入模块、荷载计算模块、内力计算模块、配筋计算模块和施工图绘制模块的出错信息所述计算机平台具有AutoCADs Windows 2000>ffindows XP和/或Vista环境,所述施工图绘制模块生成AutoCAD脚本文件，在AutoCAD中利用生成的脚本文件输出竖井围护施工图图2是实施本发明涉及的菜单结构示意图如图2所示，主要包括7个弹出菜单数据文件”弹出菜单即“文件”弹出菜单用于热力工程竖井围护结构数据的打开与保存；“结构形式”弹出菜单用于控制数据输入；“数据输入”弹出菜单用于细部数据输入；“结构示意图”弹出菜单用于显示结构平面图和剖面图，校核结构布置是否正确结构计算”弹出菜单用于进行荷载、内力和配筋计算查改配筋”弹出菜单用于配筋结果的显示和修改；“图形输出”弹出菜单用于生成Auto CAD绘图脚本文件并打开Auto CAD以出图图3是实施本发明涉及的完成一个竖井围护的计算与绘图所经历的流程示意图在详细设计阶段采用面向对象和结构化设计相结合的设计方法功能相对独立的部分设计为一个模块下面是主要功能模块的说明1、荷载计算模块参见流程图4，荷载计算包括如下步骤(I)根据土层数目按土层厚度加权平均计算土层的等效参数。

2)计算作用到围护结构不同深度处的土压力3)计算作用到围护结构不同深度处的汽车活载4)计算水平支撑自重产生的分布荷载2、内力计算模块参见流程图5，竖井围护内力计算包括如下步骤(I)若围护结构类型是围护墙，视围护墙与水平支撑组成水平应变框架，根据不同深度分段采用有限元法计算围护墙与水平支撑的内力2)若围护结构类型是护壁桩，先用有限元法计算桩的内力，然后采用解析方法计算圈梁的内力，再把水平支撑视为水平应力框架用有限元法计算内力3)计算水平支撑由于其自身重量产生的弯矩3、配筋计算模块参见流程图6，配筋计算包括如下步骤(I)若围护结构类型是围护墙，计算围护墙配筋，并按构造要求配置圈梁钢筋2)若围护结构类型是护壁桩，先计算护壁桩配筋，然后计算圈梁配筋3)根据水平支撑内力配置型钢4、施工图绘制模块参见流程图7，施工图绘制包括如下步骤(I)根据结构尺寸和绘图比例确定竖井结构图及竖井钢格栅框尺寸2)若围护结构类型是围护墙，则计算格栅钢筋的长度，进行钢筋编号，然后绘格栅图，包括钢格栅总装图、钢筋大样、钢筋表和说明3)绘竖井结构图计算围护墙或护壁桩钢筋及水平支撑型钢的长度，进行钢筋编号，然后绘图，包括平面图、纵剖面图、横剖面图、钢筋表、材料表和说明。

对竖井围护结构，本发明方法和系统可处理的荷载形式包括水平支撑自重、土压力及汽车活载可处理的结构形式包括(I)竖井剖面形状矩形，半瓶口形，瓶口形2)围护结构类型围护墙，护壁桩3)围护墙配筋类型钢筋格栅，工字钢4)水平支撑0 4层，对撑O 3道，角撑O或4道，并设围檩5)水平支撑槽钢截面形式单槽钢，双槽钢，双槽钢焊缀板，双槽钢焊宽缀板6)底板材料类型素砼底板，网喷砼底板7)沟口 1 4个，矩形、半圆拱直墙平底式、半圆拱直墙仰拱式、三心圆直墙平底式、三心圆直墙仰拱式、五心圆曲墙式可显示的结构几何简图包括平面图、纵剖面图及横剖面图可绘制的竖井施工图包括竖井结构图(平面图，纵剖面图，横剖面图)及竖井钢格栅图(钢格栅总装图，钢筋大样)本发明方法和系统分为数据输。