CN112836282A - 一种符合欧洲标准的工程结构设计解决方案 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种符合欧洲标准（Eurocode）的工程结构设计解决方案，主要功能模块包括负责显示与交互功能的操作模块、设计结构类型的结构模块、设计结构构件的设计模块和处理计算结果的输出模块。为了针对相对复杂多样的地下工程的结构设计，本发明将各种结构类型和该类型相关的结构构件之间相互关联，对这一部分功能的模块交互进行特化和优化。各个构件的设计和计算报告以欧洲标准的设计要求进行编写，使得本发明能够将欧洲标准结合设计要求和设计指南中的计算过程自动化。通过快速操作、运行、设计、计算并输出符合欧洲标准的结构构件计算报告,达到一体化轻量化地完成结构设计的目的。

Description

一种符合欧洲标准的工程结构设计解决方案

技术领域

本发明涉及一种符合欧洲标准（Eurocode）的结构设计解决方案，尤其针对地下工程的结构设计进行特化和优化。

背景技术

目前国内几乎所有的结构工程设计软件仅遵循中国结构设计规范的要求，所以仅适用于国内的结构工程，无法应用于需要以欧洲标准为设计标准的的结构设计项目。

而使用国外的工程设计软件时则需要面对全英文的界面，经过繁琐的建模过程来完成设计。尤其是对于地下工程结构，因其复杂多样的特点，一般的结构工程分析软件并不会将其涵盖在预设结构类型库中。相对地在建模分析方面就需要更多时间和专业知识来完成地下工程结构设计。若是大型的有限元工程设计软件，对电脑的硬件要求会非常高，可能会出现如运行时不流畅、结构分析需要的时间过长等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种符合欧洲标准的结构设计解决方案，尤其是地下工程结构的设计。为了针对相对复杂多样的地下工程的结构设计，本发明将各种结构类型和该类型相关的结构构件关联在一起，对这一部分内容进行特化和优化。本发明能够实现一体化轻量化的结构设计，帮助使用者快速操作、运行、设计、计算并输出符合欧洲标准的计算报告，达到快速、有效地完成结构设计的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是将结构设计的过程分解并模块化（如图2所示），其中主要功能模块包括操作模块、结构模块、设计模块、输出模块。另外结构模块和设计模块分别与数据库的对应部分相互连接。各个主要功能模块的作用如下：

1.操作模块：操作模块主要包括显示功能子模块和交互功能子模块。其中，显示功能子模块主要负责提供操作界面，与其他模块（包括结构模块、设计模块、输出模块）相互连接，用于显示模块中的信息交互内容，方便常规操作及数据或者指令的输入。交互功能子模块主要提供程序与用户的交互功能，与其他模块相互连接，用于提供程序的常规操作，同时也可以将输入的数据和指令导入其他模块中的可交互内容，实现其模块的功能。

2.结构模块：用户可通过操作模块的交互功能进入结构模块。结构模块主要涉及所需要设计的工程结构类型及相关的交互信息。结构模块与数据库中的结构类型库相互连接，可读取其中的地上结构类型库、地下结构类型库和其他结构类型库。进入结构模块时，程序会将这些结构类型库的数据导入操作模块，以供用户选择所需要设计的结构类型。或者用户可进入自定义结构子模块，使用自定义结构类型的功能。在使用自定义功能时，程序会使自定义结构子模块与结构构件库相互连接，读取数据库中的结构构件库。自定义结构子模块提供：自定义选取结构类型所需要设计的结构构件、将自定义结构类型及其结构构件写入数据库等功能，以便日后使用。在选择结构类型后，提示用户输入所选结构类型的结构规模和受力条件，并将这些信息输出并导入设计模块。

3.设计模块：设计模块主要负责提供设计结构构件所需的运算，以及与其他模块和数据库交互的功能。设计模块与数据库中的结构构件库关联，可以读取结构构件库中的数据，根据所选结构类型定位所有需要设计的结构构件。每种构件有对应该结构构件材料数据库和结构构件设计子模块。结构构件材料数据库与设计子模块相互连接，以供用户选择构件的材料、型号和规格并输入对应的结构构件设计子模块。每个设计子模块内含有计算程序，以欧洲标准、外国权威机构发布的设计要求和设计指南等为参考编写形成。根据用户输入的结构规模和受力条件以及构件型号和规格，设计子模块将自动进行分析与计算。计算完成时，输出该结构构件的计算结果并导入输出模块。

4.输出模块：输出模块负责处理设计模块输出的计算结果和相关的交互和输出功能。输出模块将计算结果导入显示功能子模块，供用户参考并进入下一步工作。输出模块与该构件的结构构件设计子模块相互连接，若设计的结构构件未满足设计要求，可返回至结构构件设计子模块重新选择构件的材料、型号和规格进行设计。对于满足设计要求的结构构件，用户可以进入后处理子模块，对计算报告进行后处理；或者可以跳过这一步骤，直接使用计算报告输出子模块，将该结构构件的计算报告输出，完成该构件的设计。

本发明有益效果在于可根据实际工程结构选取所需要设计的结构构件，将欧洲标准设计构件的计算过程完全自动化，并结合设计要求和设计指南进行合理设计，达到了用户在一体化地设计整个结构的同时，简化迭代计算过程的目的。本发明在使用时避免了建模的过程，也相应地降低对硬件的要求。

附图说明

图1为本发明中计算机程序的工作步骤示意图

图2为本发明中计算机程序的主要功能模块关系示意图

图3为本发明中计算机程序操作模块的模块架构和关系示意图

图4为本发明中计算机程序结构模块的模块架构和关系示意图

图5为本发明中计算机程序设计模块的模块架构和关系示意图

图6为本发明中计算机程序输出模块的模块架构和关系示意图

具体实施方式

如图1所示，结构设计解决方案的具体工作过程详细说明如下：

1.主操作界面启动。

2.进入结构模块，用户选择结构类型。主操作界面包括多种结构类型可供用户根据需求选择，预设有常见的结构，如钢框架结构、地下支撑结构等，也可自定义结构类型。

3.选择结构类型后，用户输入必要的结构规模和受力条件。

4.进入设计模块，读取与结构类型相关的所有结构构件设计子模块和材料数据库。

5.进入结构构件设计子模块。

6.用户选择构件材料，读取该材料的常用构件型号和规格数据库。

7.用户选择构件型号和规格。

8.自动运行结构构件设计子模块的计算程序。

9.进入输出模块，输出计算结果，用户进行迭代设计、后处理或生成计算报告，完成该构件设计。

10. 重复步骤5-9直到所有构件设计完成，即完成当前结构的设计。

【实例1：设计地下钢支撑结构体系】

1.主操作界面启动。

2.选择地下支撑结构。

3.输入结构规模和受力条件，即支撑间距和轴力。

4.进入设计模块，读取地下钢支撑结构体系相关的设计模块，包括：支撑设计子模块、围檩设计子模块、围檩支架设计子模块。

5.进入支撑设计模块。

6.选择材料为钢材/型钢。（读取型钢数据库。）

7.选择型钢型号和规格。

8.自动运行支撑设计子模块的计算程序。

9.进入输出模块，输出计算结果及设计建议。若符合设计要求，可进行后处理或者输出钢支撑设计的计算报告。（若不符合设计要求，可回到步骤6或7直到符合设计要求。)

10.重复步骤4-9完成围檩设计和围檩支架设计。

11.完成本次地下钢支撑结构体系设计。

Claims (5)

1.一种符合欧洲标准的工程结构设计解决方案，其中主要功能模块包括操作模块、结构模块、设计模块、输出模块，其特征是：可将所需要设计的结构拆分为多个基础结构构件，对应到结构构件设计子模块进行设计并输出计算结果，形成一体化的结构设计。

2.根据权利要求1所述的工程结构设计解决方案，其特征在于，所述结构模块中的自定义结构子模块与数据库中的结构类型库和结构构件库相互连接，可自定义选取结构所需要设计的结构构件并写入数据库中的结构类型库。

3.根据权利要求1所述的工程结构设计解决方案，其特征在于，所述设计模块与数据库中的结构构件库相互连接，根据所选结构类型读取需要设计的所有结构构件，并关联该构件的结构构件设计子模块。

4.根据权利要求1所述的工程结构设计解决方案，其特征在于，所述设计模块中的所有结构构件设计子模块的计算程序是以欧洲标准（Eurocode）、外国权威机构发布的设计要求和设计指南等为基础编写而成。

5.根据权利要求1所述的工程结构设计解决方案，其特征在于，所述输出模块中的计算报告输出子模块的程序是以欧洲标准、外国权威机构发布的设计要求和设计指南等为基础编写而成，可用于形成符合欧洲标准的构件设计计算报告。

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