畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告例.doc

南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告課 題 名 稱(chēng)： MK2110數(shù)控磨床動(dòng)力學(xué)模擬與床身 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)（楷體三號(hào)加粗） 學(xué) 生 姓 名： 王亮 學(xué) 號(hào)： 201020121 指 導(dǎo) 教 師： 趙麗 講師 李艷 講師 所在院(系)部： 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 專(zhuān) 業(yè) 名 稱(chēng)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（機(jī)械設(shè)計(jì)）按照要求日期填寫(xiě)2012 年 00 月 00 日說(shuō) 明1根據(jù)南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作管理規(guī)定，學(xué)生必須撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告，由指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)、教研室審查，系教學(xué)主任批準(zhǔn)后實(shí)施。2開(kāi)題報(bào)告是畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學(xué)生應(yīng)當(dāng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，開(kāi)題報(bào)告不合格者不得參加答辯。3畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告各項(xiàng)內(nèi)容要實(shí)事求是，逐條認(rèn)真填寫(xiě)。其中的文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語(yǔ)言通順，外來(lái)語(yǔ)要同時(shí)用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫(xiě)詞，須注出全稱(chēng)。4本報(bào)告中，由學(xué)生本人撰寫(xiě)的對(duì)課題和研究工作的分析及描述，應(yīng)不少于2000字，沒(méi)有經(jīng)過(guò)整理歸納，缺乏個(gè)人見(jiàn)解僅僅從網(wǎng)上下載材料拼湊而成的開(kāi)題報(bào)告按不合格論。5開(kāi)題報(bào)告檢查原則上在第24周完成，各系完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題檢查后，應(yīng)寫(xiě)一份開(kāi)題情況總結(jié)報(bào)告。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告宋體五號(hào)，以下四行同學(xué)生姓名王亮學(xué) 號(hào)201020121專(zhuān) 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（機(jī)械設(shè)計(jì)）指導(dǎo)教師趙麗、李艷職 稱(chēng)講師、講師所在院(系) 機(jī)械工程學(xué)院課題來(lái)源自擬課題課題類(lèi)型工程技術(shù)研究課題名稱(chēng)MK2110數(shù)控磨床動(dòng)力學(xué)模擬與床身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義頁(yè)碼起始頁(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義課題背景：(標(biāo)題按小四黑體)隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的形成，整個(gè)機(jī)床行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)必將愈演愈烈。目前，國(guó)內(nèi)機(jī)床產(chǎn)品的技術(shù)水平還相對(duì)落后，就設(shè)計(jì)方法而言，尚處于經(jīng)驗(yàn)、靜態(tài)和類(lèi)比的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，對(duì)動(dòng)力學(xué)模擬和結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性考慮得不多，動(dòng)態(tài)優(yōu)化軟件使用率也相對(duì)較低。新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)缺少結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模和優(yōu)化的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法，就很難提高機(jī)床質(zhì)量和生產(chǎn)效率【1】。中國(guó)的機(jī)床制造行業(yè)的形勢(shì)將變得更為嚴(yán)峻，將面臨更為強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，如果我們的機(jī)床制造企業(yè)還沒(méi)有先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造手段作為技術(shù)支撐，仍然抱著傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法不放，那么靠什么與對(duì)手進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)？如何在國(guó)外高檔機(jī)床大舉進(jìn)攻中國(guó)市場(chǎng)的嚴(yán)峻形勢(shì)下，保留住中國(guó)機(jī)床原有的半壁江山？然而可喜的是，國(guó)內(nèi)己有許多制造企業(yè)和科研院所認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)，高檔機(jī)床的設(shè)計(jì)制造是戰(zhàn)略行業(yè)，中國(guó)不能在這種行業(yè)上受制于人，必須加快先進(jìn)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)向具體產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的應(yīng)用轉(zhuǎn)移。東南大學(xué)、天津大學(xué)和昆明理工大學(xué)等高校在這方面己進(jìn)行了研究，取得了一定的成果【2】。為此，本畢業(yè)設(shè)計(jì)以MK2110數(shù)控磨床的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，著重對(duì)磨床的動(dòng)力學(xué)和床身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了細(xì)致的研究。（小四宋體）課題內(nèi)容：1提出：對(duì)于高速磨床來(lái)說(shuō)，磨削精度是影響磨削質(zhì)量的關(guān)鍵因數(shù)，而電主軸芯在磨削過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)變形又是影響磨削精度（如表面磨削波紋等）的重要因素。用傳統(tǒng)的剛性體來(lái)模擬電主軸芯的運(yùn)動(dòng)難以精確地模擬實(shí)際工況下變形情況，若不考慮柔性體的影響，將會(huì)存在很大的誤差。所以，有必要用柔性體代替剛性體對(duì)電主軸芯進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。磨床床身是磨床的重要基礎(chǔ)件，起著支撐工件、工作臺(tái)、床頭箱和內(nèi)圓磨削裝置關(guān)鍵部件的作用。它的動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性直接影響磨床的加工精度和工件的表面粗糙度，關(guān)系到磨床是否能安全可靠的工作及整機(jī)的使用壽命。因此有必要了解床身結(jié)構(gòu)本身具有的剛度特性和動(dòng)態(tài)特性，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高磨床整體的動(dòng)靜態(tài)性能。2解決方法：虛擬樣機(jī)技術(shù)是在設(shè)計(jì)階段就對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試，從而使生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品最大可能的滿(mǎn)足設(shè)計(jì)目標(biāo)。通過(guò)運(yùn)用ADAMS軟件對(duì)剛性體和柔性體模型整體進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真【3】。運(yùn)用有限元ANSYS軟件對(duì)床身進(jìn)行靜剛度分析和模態(tài)分析，通過(guò)改變床身內(nèi)部筋板布局對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。有限元（Finite Element Analysis）的核心思想是結(jié)構(gòu)的離散化，就是將實(shí)際結(jié)構(gòu)假想地離散為有限數(shù)目的規(guī)則單元組合體，實(shí)際結(jié)構(gòu)的物理性能可以通過(guò)對(duì)離散體進(jìn)行分析，得出滿(mǎn)足工程精度的近似結(jié)果來(lái)替代對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)的分析【4】。3設(shè)計(jì)內(nèi)容：針對(duì)該磨床進(jìn)行力學(xué)分析，應(yīng)用動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS進(jìn)行工作狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)模擬分析，并應(yīng)用有限元軟件ANSYS進(jìn)行靜剛度分析、模態(tài)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。其中靜剛度分析主要是研究磨床床身在固定載荷的作用下的變形及應(yīng)力狀況，這對(duì)掌握機(jī)床的機(jī)械特性大有幫助；其次，床身結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性是影響磨床產(chǎn)品性能的關(guān)鍵因素之一，而研究其動(dòng)態(tài)特性的方法主要是進(jìn)行模態(tài)分析，主要內(nèi)容是確定磨床床身的震動(dòng)特性既固有頻率和主振型，它們是承受動(dòng)載荷的重要參數(shù)；最后是通過(guò)改變磨床床身內(nèi)部筋板布局，分析各布局的動(dòng)靜態(tài)特性，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。 課題意義：建立一個(gè)真正反映結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的磨床動(dòng)力學(xué)模型，僅僅是進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)的先決條件，而不是最終的目的。動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的最終目的，是利用系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型以期獲得一個(gè)具有良好的靜、動(dòng)態(tài)性能機(jī)床結(jié)構(gòu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。通過(guò)對(duì)磨床進(jìn)行力學(xué)分析，應(yīng)用動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS進(jìn)行工作狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)模擬分析，通過(guò)虛擬試驗(yàn)和測(cè)試，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段就可以幫助設(shè)計(jì)者發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，并提出改進(jìn)方案。應(yīng)用有限元分析ANSYS，對(duì)床身進(jìn)行靜力學(xué)分析和模態(tài)分析，可以通過(guò)變形云圖，查看結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)以及結(jié)構(gòu)固有頻率，通過(guò)對(duì)薄弱環(huán)節(jié)的分析，提出解決方案，優(yōu)化結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)綜述國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 目前，磨床的動(dòng)特性分析主要以有限元法為主，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，普遍采用通用的工程有限元軟件進(jìn)行建模、優(yōu)化與仿真計(jì)算，所建的模型由試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。我國(guó)機(jī)床工業(yè)至今仍與國(guó)外存在著技術(shù)上的差距，不少?lài)?guó)外機(jī)床在樣本中標(biāo)明他們的床身、立柱等基礎(chǔ)件經(jīng)過(guò)了有限元分析，因而具有優(yōu)異的動(dòng)、靜剛度、熱變形等性能，但我國(guó)的機(jī)床樣本中做的很少。不過(guò)我國(guó)高校、研究所等單位已經(jīng)擁有了這方面的技術(shù)資源。 美國(guó)Catholic大學(xué)GBiabchi等進(jìn)行了機(jī)床的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與控制相結(jié)合的研究【5】，Michigan大學(xué)的T.Jiang和M.Chiredast在應(yīng)用有限元法和動(dòng)態(tài)分析的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學(xué)模型來(lái)模擬機(jī)床結(jié)構(gòu)的聯(lián)接形式，建立了機(jī)床整機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)機(jī)床結(jié)合面聯(lián)接件的位置與數(shù)量進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)【6】。 陜西理工學(xué)院侯紅玲等在對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析時(shí)，將ANSYS與ADAMS兩個(gè)軟件結(jié)合使用，可以精確模擬整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，取得動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果。ADAMS軟件是著名的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件，分析對(duì)象主要是剛體，但與ANSYS軟件結(jié)合使用可以考慮分析零部件的彈性，同樣ADAMS的分析結(jié)果可為ANSYS分析提供相應(yīng)的邊界條件。這些工作對(duì)于支持并加快提升企業(yè)的自主技術(shù)創(chuàng)新能力具有一定的意義【7】。 東南大學(xué)的陳新、孫慶鴻在A(yíng)NSYS軟件上建立高精度內(nèi)圓磨床M2120A整機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)分析。在建模過(guò)程中，分別采用體單元、彈簧阻尼單元和3D梁?jiǎn)卧?、三維接觸單元模擬主要零部件、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)和結(jié)合部【8-9】，該方法采用有限元法，用商品化軟件進(jìn)行建模和分析，全部采用軟件中的現(xiàn)有單元，其效率和精度高。 湯文成等【10-12】對(duì)床身結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)分析和研究得出改變床身的筋板類(lèi)型和布局設(shè)計(jì)是提高床身床身結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)態(tài)特性的有效手段，并且提出了以導(dǎo)軌的振動(dòng)變形量作為床身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，建立了床身的結(jié)構(gòu)模型，以床身的結(jié)構(gòu)參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，各設(shè)計(jì)變量對(duì)床身動(dòng)態(tài)性能貢獻(xiàn)加權(quán)作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)，最后得到最優(yōu)的床身設(shè)計(jì)方案，同時(shí)在機(jī)床的參數(shù)化設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了有益的嘗試。通過(guò)以上的綜述可以看出，應(yīng)用ADAMS軟件對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的研究基本以機(jī)床單件或部分子結(jié)構(gòu)的組合為對(duì)象，從整機(jī)的角度建立包括主軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在內(nèi)的整機(jī)完整的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行研究相對(duì)較少，而且運(yùn)用柔性體理論對(duì)磨床整體進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析也不多見(jiàn)，大部分還是剛性體仿真。另外，對(duì)床身進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)還是局限于改變筋板橫向或徑向數(shù)目進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)：1. 陳新，高精度內(nèi)圓磨床結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究D，南京：東南大學(xué)博士學(xué)位論文，20012. 毛海軍，新一代數(shù)控內(nèi)圓磨床的動(dòng)力學(xué)建模與優(yōu)化D，南京：東南大學(xué)博士學(xué)位論文，20003. 李增剛，ADAMS入門(mén)詳解與實(shí)例M，北京：國(guó)防工業(yè)出版社，20064. 張朝暉，ANSYS11.0結(jié)構(gòu)分析工程應(yīng)用實(shí)例解析（第二版）M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.15. Biabchi.G,Paolucci.F,Towards Virtual Engineer in Machine Tools Design.Annals of the CIRP,1996,45(1):3813846. Jiang.T,Chirehdast.M.A,System Approach to Structural Topology Optimization:Designing Optimal Connections.Journal of Mechanical Design,1998,(12):6196217. 侯紅玲，基于A(yíng)DAMS和ANSYS的動(dòng)力學(xué)仿真分析J，現(xiàn)代機(jī)械，2005（4）:62638. 周德廉，陳新，孫慶鴻，高精度內(nèi)圓磨床整機(jī)動(dòng)力學(xué)建模及優(yōu)化設(shè)計(jì).東南學(xué)學(xué)報(bào).2001,31(2):35389. 陳新，機(jī)床結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型建立及其動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)D，黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文.198710. 湯文成等，機(jī)床大件結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)J，東南大學(xué)學(xué)報(bào)，1996(5) :353811. 湯文成，工程結(jié)構(gòu)分析的現(xiàn)狀與應(yīng)用的若干問(wèn)題J，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造，1996(10):171912. 湯文成，板厚對(duì)機(jī)床床身的動(dòng)靜特性的影響J，制造技術(shù)與機(jī)床，1997(3) :2831研究?jī)?nèi)容研究?jī)?nèi)容:針對(duì)MK2110數(shù)控內(nèi)圓磨床，應(yīng)用多體動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS進(jìn)行工作狀態(tài)下剛性體動(dòng)力學(xué)仿真。將電主軸芯柔性化，進(jìn)行工作狀態(tài)下柔性體動(dòng)力學(xué)仿真。應(yīng)用有限元軟件ANSYS對(duì)磨床床身進(jìn)行靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。其中靜力學(xué)分析主要是研究磨床床身在最大工作載荷的作用下的變形及應(yīng)力狀況，這對(duì)掌握機(jī)床的機(jī)械特性大有幫助；另外床身結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性是影響磨床產(chǎn)品性能的關(guān)鍵因素之一，通過(guò)模態(tài)分析研究其動(dòng)態(tài)特性，確定磨床床身的振動(dòng)特性和主振型，它們是承受動(dòng)載荷的重要參數(shù)；最后對(duì)磨床床身進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，通過(guò)改變床身內(nèi)部筋板布局，分析各種布局的振動(dòng)特性和靜態(tài)特性，選擇最優(yōu)的方案。研究計(jì)劃研究計(jì)劃：第一周：資料收集與文獻(xiàn)檢索第二周：英文資料翻譯第三周：編寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告第四周：提交開(kāi)題報(bào)告第五周：學(xué)習(xí)軟件與建立磨床三維建模第六周：學(xué)習(xí)軟件與建立磨床三維建模第九周：動(dòng)力學(xué)分析第十周：動(dòng)力學(xué)分析第十一周：結(jié)構(gòu)分析第十二周：結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析第十三周：編寫(xiě)論文第十四周：編寫(xiě)論文第十五周：編寫(xiě)論文第十六周：提交論文并完成答辯特色與創(chuàng)新1. 利用ADAMS軟件對(duì)MK2110磨床進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，絕大多數(shù)研究還是主要應(yīng)用ANSYS作分析。2. 運(yùn)用了先進(jìn)的三維建模軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜模型的建立，彌補(bǔ)了有限元分析軟件ANSYS建模功能的不足。3. 將電主軸芯柔性化，對(duì)整體進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真。4. 針對(duì)ANSYS軟件不適合機(jī)械動(dòng)力學(xué)分析,ADAMS軟件不適合有限元分析的狀況,將ANSYS和ADAMS兩種分析軟件結(jié)合起來(lái)對(duì)柔性體進(jìn)行仿真分析。5. 在有限元分析過(guò)程中綜合運(yùn)用了靜剛度分析，模態(tài)分析等常用分析方法。6. 提出新的改變筋板布局的方式，對(duì)床身進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。指導(dǎo)教師意 見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日教研室意見(jiàn)院部意見(jiàn) 主任簽名： 年 月 日教學(xué)院長(zhǎng)簽名： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告注：可重點(diǎn)參考該開(kāi)題報(bào)告的內(nèi)容，排版格式等以機(jī)械工程學(xué)院要求為準(zhǔn)。學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)專(zhuān) 業(yè)指導(dǎo)教師姓名職 稱(chēng)所在系部課題來(lái)源課題性質(zhì)課題名稱(chēng)鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開(kāi)發(fā)畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義1.1 課題任務(wù) 改造平面鋼架分析程序；編制現(xiàn)澆鋼筋混凝土多層、多跨的框架機(jī)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計(jì)程序。1.2 研究背景： 建筑指各種房屋及其附屬的構(gòu)筑物。建筑結(jié)構(gòu)是在建筑中，由若干構(gòu)件，即組成結(jié)構(gòu)的單元如梁、板、柱等連接而構(gòu)成的能承受作用或稱(chēng)荷載的平面或空間體系。 所要編寫(xiě)的結(jié)構(gòu)程序是混凝土的框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。編寫(xiě)依據(jù)為建設(shè)部新出臺(tái)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002。該規(guī)范與原混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ10-89相比，新增內(nèi)容約占15，有重大修訂的內(nèi)容約占35，保持和基本保持原規(guī)范內(nèi)容的部分約占50，規(guī)范全面總結(jié)了原規(guī)范發(fā)布實(shí)施以來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，借鑒了國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。1.3 研究意義： 建筑中，結(jié)構(gòu)是為建筑物提供安全可靠、經(jīng)久耐用、節(jié)能節(jié)材、滿(mǎn)足建筑功能的一個(gè)重要組成部分，它與建筑材料、制品、施工的工業(yè)化水平密切相關(guān)，對(duì)發(fā)展新技術(shù)。新材料，提高機(jī)械化、自動(dòng)化水平有著重要的促進(jìn)作用。 由于結(jié)構(gòu)計(jì)算牽涉的數(shù)學(xué)公式較多，涉及的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)很零碎，并且計(jì)算量非常之大，近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展，城市人口集中、用地緊張以及商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的激烈化，更加劇了房屋設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。許多高層建筑不斷的被建造，這些建筑無(wú)論從時(shí)間上還是從勞動(dòng)量上，都需要借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。因此結(jié)構(gòu)軟件開(kāi)發(fā)就顯得尤為重要。 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，主要取決于結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件的截面尺寸、材料強(qiáng)度等級(jí)以及主要機(jī)構(gòu)構(gòu)造是否合理，這些問(wèn)題已經(jīng)正確解決。結(jié)構(gòu)計(jì)算、施工圖的繪制則是件令人辛苦的工作。本課題將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算運(yùn)用到具體的程序代碼中去，不僅要利用所學(xué)的結(jié)構(gòu)知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)出做法，還要將這些做法用代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。文獻(xiàn)綜述在不同類(lèi)型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有些內(nèi)容是一樣的，做框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)關(guān)鍵是要減少漏項(xiàng)、減少差錯(cuò)，計(jì)算機(jī)也是如此。 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)GBJ6884 。該標(biāo)準(zhǔn)是為了合理地統(tǒng)一各類(lèi)材料的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則，是制定工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、鋼結(jié)構(gòu)、薄壁型鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)規(guī)范以及地基基礎(chǔ)和建筑抗震等設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)遵守的準(zhǔn)則。制定其它土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí)，可參照此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的原則。本標(biāo)準(zhǔn)適用于建筑物包括一般構(gòu)筑物的整個(gè)結(jié)構(gòu)，以及組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和基礎(chǔ)；適用于結(jié)構(gòu)的使用階段，以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作、運(yùn)輸與安裝等施工階段。本標(biāo)準(zhǔn)引進(jìn)了現(xiàn)代結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)理論，采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法分析確定，即將各種影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素都視為隨機(jī)變量，使設(shè)計(jì)的概念和方法都建立在統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上，并以主要根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析確定的失效概率來(lái)度量結(jié)構(gòu)的可靠性，屬于“概率設(shè)計(jì)法”，這是設(shè)計(jì)思想上的重要演進(jìn)，也是當(dāng)代國(guó)際上工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法發(fā)展的總趨勢(shì)。我國(guó)在設(shè)計(jì)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)中采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，是迄今為止采用最廣泛的國(guó)家。2.1 結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的作用效應(yīng)(1) 內(nèi)力軸向力 即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一正截面上的法向拉力或壓力；剪力 即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的切向力；彎矩 即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的內(nèi)力矩；扭矩 即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的剪力構(gòu)成的力偶矩。（2）應(yīng)力如正應(yīng)力、剪應(yīng)力、主應(yīng)力等。（3）位移作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中某點(diǎn)位變線(xiàn)位移或某線(xiàn)段方向的改變角位移。（4）撓度構(gòu)件軸線(xiàn)或中面上某點(diǎn)在彎短作用平面內(nèi)垂直于軸線(xiàn)或中面的線(xiàn)位移。（5）變形作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中各點(diǎn)間的相對(duì)位移。變形分為彈性變形和塑性變形。（6）應(yīng)變?nèi)缇€(xiàn)應(yīng)變、剪應(yīng)變和主應(yīng)變等。2.2 極限狀態(tài)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱(chēng)為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)可分為：文獻(xiàn)綜述結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形的極限狀態(tài)： 整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡如傾覆等； 結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因材料強(qiáng)度被超過(guò)而破壞，包括疲勞破壞，或因過(guò)度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載； 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系； 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定如屈曲等。（2）正常使用極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到使用功能上允許的某一限值的極限狀態(tài)。出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過(guò)了正常使用極限狀態(tài)： 影響正常使用或外觀(guān)的變形； 影響正常使用或耐久性能的局部損壞包括裂縫； 影響正常使用的振動(dòng)； 影響正常使用的其它特定狀態(tài)。2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法在結(jié)構(gòu)的可靠與經(jīng)濟(jì)之間選擇一種合理的平衡，力求以最低的代價(jià)，使所建造的結(jié)構(gòu)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的使用期限內(nèi)，能滿(mǎn)足預(yù)定的安全性、適用性和耐久性等功能要求。為達(dá)到這個(gè)目的，人們采用過(guò)多種設(shè)計(jì)方法。以現(xiàn)代觀(guān)點(diǎn)看，可劃分為定值設(shè)計(jì)法和概率設(shè)計(jì)法兩大類(lèi)。 （1）定值設(shè)計(jì)法將影響結(jié)構(gòu)可靠度的主要因素如荷載、材料強(qiáng)度、幾何參數(shù)、計(jì)算公式精度等看作非隨機(jī)變量，而且采用以經(jīng)驗(yàn)為主確定的安全系數(shù)來(lái)度量結(jié)構(gòu)可靠性的設(shè)計(jì)方法，即確定性方法。此方法要求任何情況下結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)S內(nèi)力、變形、裂縫寬度等不應(yīng)大于結(jié)構(gòu)抗力R強(qiáng)度、剛度、抗裂度等，即SR。在20世紀(jì)70年代中期前，我國(guó)和國(guó)外主要都采用這種方法。（2）概率設(shè)計(jì)法將影響結(jié)構(gòu)可靠度的主要因素看作隨機(jī)變量，采用以統(tǒng)計(jì)為主確定的失效概率或可靠指標(biāo)來(lái)度量結(jié)構(gòu)可靠性的設(shè)計(jì)方法，即非確定性方法。此方法要求按概率觀(guān)念來(lái)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，也就是出現(xiàn)結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)大于結(jié)構(gòu)抗力SR的概率應(yīng)小于某個(gè)可以接受的規(guī)定值。這種方法是20世紀(jì)40年代提出來(lái)的，至70年代后期在國(guó)際上已進(jìn)入實(shí)用階段。我國(guó)自80年代中期，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法開(kāi)始由定值法向概率法過(guò)渡。2.4 面向?qū)ο缶幊淌箘?chuàng)建Windows程序較為容易的關(guān)鍵技術(shù)是面向?qū)ο缶幊?，或OOP。這種技術(shù)可以創(chuàng)建可重用組建，它是程序的組成模塊。2.5 幾個(gè)定義 控件 提供程序可見(jiàn)界面的可重用對(duì)象?？丶氖纠形谋究?、標(biāo)簽和命令按鈕。文獻(xiàn)綜述事件 由用戶(hù)或操作系統(tǒng)引發(fā)的動(dòng)作。事件的示例有擊鍵、單擊鼠標(biāo)、一段時(shí)間的限制，或從端口接收數(shù)據(jù)。方法 嵌入在對(duì)象定義中的程序代碼，它定義對(duì)象怎樣處理信息并響應(yīng)某事件。例如，數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象有打開(kāi)紀(jì)錄集并從一個(gè)記錄移動(dòng)到另一個(gè)記錄的方法。 對(duì)象 程序的基本元素，它含有定義其特征的屬性，定義其任務(wù)和識(shí)別它可以響應(yīng)的事件的方法。控件和窗體是Visual Basic中所有對(duì)象的示例。 過(guò)程 為完成任務(wù)而編寫(xiě)的代碼段。過(guò)程通常用于響應(yīng)特定的事件。 屬性 對(duì)象的特征，如尺寸、位置、顏色或文本。屬性決定對(duì)象的外觀(guān)，有時(shí)也決定對(duì)象的行為。屬性也用于為對(duì)象提供數(shù)據(jù)和從對(duì)象取回信息。參考文獻(xiàn)1 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 500102002，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社20022 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)PKPM系列軟件應(yīng)用手冊(cè)，中國(guó)建筑科學(xué)研究院 PKPM CAD 工程部3 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ32002，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20024 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB500112001，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20015 霍達(dá).高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)M.北京：高等教育出版社，20046 季韜，黃志雄.多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20087 青山博之日，張川譯.現(xiàn)代高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)M. 重慶大學(xué)出版社，20068 李國(guó)勝. 多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化與合理構(gòu)造M.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20089陳岱林，趙兵，劉民易. PKPM結(jié)構(gòu)CAD軟件問(wèn)題解惑及工程應(yīng)用實(shí)例解析M.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，200910王祖華，蔡健.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).廣州：華南理工出版社，200811張維斌. 多層及高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)釋疑及工程實(shí)例. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，200512周堅(jiān).高層建筑結(jié)構(gòu)力學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200513和泉正哲日，薛松濤,陳镕譯.建筑結(jié)構(gòu)力學(xué). 西安：西安交通大學(xué)出版社，200314鄭星桃.高層建筑結(jié)構(gòu)剛度淺析J.山西建筑，2008，（2）：10010115任金宏，常建軍.鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題.陜西建筑，2007，（145）：71016葉菁.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及注意事項(xiàng).甘肅科技縱橫,2010，39（5）：15716717劉炳寅.高層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題.山西建筑，2009，35（3）：17017118陳東生，何沛祥.高溫下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力的數(shù)值分析.安徽建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，18（5）：182219Zhang Wangxi，Yi Weijian，Xiao Yan，et al. Interaction performance between frames and stairs of typical teaching building “5.12” Wenchuan Earthquake Disater AreaJ.Journal of Architecture Civil Engineering，2009,26（2）:38-4420Cao Wanlin , Wang Guangyuan , Liu Jianmin , et al. Experimental study on story stiffness and its degeneration of staircase frame structure with special shaped columnsJ. Journal of Building Structures，1998,19（1）:58-65文獻(xiàn)綜述21Cao Wanlin ,Pang Guoxin ,Li Yunxiao.The test research on elastic floor rigidity of frame with staircase J.World information on Earthquake Engineering，1996，（2）：293222Bruce Ellingwood ，T.D.Lin. Flexure and shear behavior of concrete beams during firesJ. Journal of Structural Eng