撑杆使用手册.docx
《撑杆使用手册.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《撑杆使用手册.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
撑杆使用手册
3.2天汉内支撑杆件CAD的用户界面
1、总体界面
天汉撑杆CAD是典型的Win32软件，有统一、友好的界面风格。
其操作界面如图3.1所示。
图3.1天汉撑杆CAD总体界面
与所有win32软件一样，撑杆CAD操作界面包含：
标题栏、菜单栏、工具条、工作区和状态提示栏。
工作区采用单视图方式，只有一个视图，即作为信息编辑输入窗口，也作为计算结果的表示窗口。
2、菜单
撑杆CAD的菜单栏包括：
文件、显示、缩放、添加、编辑、设置、分析、分析结果、窗口和帮助等主菜单项。
如图3.2所示。
图3.2撑杆CAD的菜单
（1）“文件”菜单项主要负责文件新建、打开、保存、信息资源导入、DXF信息导入、DXF输出等工作。
（2）“显示”菜单项管理属性页、各种工具条和可视化编辑功能的开启与关闭。
（3）“缩放”菜单项管理各个视图图形按要求进行缩放。
这些选项都可以在鼠标的右键弹出菜单中找到。
（4）“添加”菜单项的功能是负责向结构体系中添加单元截面材料属性、节点、单元和单元荷载等信息。
（5）“编辑”菜单项的子菜单选项的操作对象都是本软件的特定信息对象，它可以对信息对象进行复制、特性匹配、顺序的前移后移、调出属性对话框和删除等操作。
（6）“辅助线”菜单项的子菜单选项的操作对象都是辅助线信息。
辅助线不参与计算分析，但它对用户高效完成信息输入可能起到十分重要的作用。
“辅助线”菜单包括添加、删除、移动、复制、缩放、旋转、偏移等操用。
（7）“设置”菜单项负责捕捉与正交等辅助项和计算结果显示比例的设置。
（8）“分析”菜单项即完成结构体系的FEM分析。
（9）“分析结果”菜单项用于控制在视图的显示输入信息和各种结果信息。
（10）“窗口”菜单项则是在软件打开多个文档的时候用于控制各个文档窗口的显示方式。
（11）“帮组”菜单项用于显示软件信息，并提供本软件使用上的帮助。
3、工具条
撑杆CAD工具条中的所有工具按钮都可以在菜单中找到相应的选项。
它包括两部分：
标准工具条和特有工具条，如图3.3所示。
图3.3撑杆CAD的工具条
（1）文件操作按钮
负责工程文档的新建、打开与保存。
（2）打印按钮
负责显示信息的打印预览和打印。
（3）辅助设置按钮
和
负责捕捉和正交等的辅助设置，以及图形结果的显示比例设置。
（4）导入与输出按钮
负责信息导入、DXF信息导入和显示信息的DXF输出。
（5）编辑按钮
用于对结构信息交互编辑。
其基本操作方式是进入命令模式后，首先选择对象，然后根据选中对象的不同，进入相应的子编辑模式。
（6）缩放按钮
负责显示视图的缩放控制。
（7）属性页显隐按钮
用于控制属性页的显示或隐藏。
（8）鼠标拖拉控制按钮
用于控制在默认状态下是否支持鼠标直接拖拉操作。
（9）添加按钮
用于添加单元材料、节点、单元和单元荷载。
（10）辅助线编辑操作按钮
专用于对辅助线的添加、移动、显隐等编辑操作。
（11）组合框
是非常有用的按钮，可以完成对选节点的束约条件编辑、所选单元单元材料的设置和单元与单元间的铰/刚连接处理。
（12）分析按钮
用于实现对结构的计算分析。
（13）结果视图控制按钮
用于控制结果视图的显示对象。
（14）帮助按钮
用于显示软件信息，并提供本软件使用上的帮助。
4、状态栏
本程序的状态栏对于软件初学者来说有重要的指导意义。
它分为坐标提示区、键盘输入信息提示区、命令状态与操作目标提示区。
坐标提示区用于追踪提示鼠标位置对应的用户坐标。
键盘输入信息提示区用于提示直接通过键盘输入命令、字符信息，这在编辑过程中，便于输入坐标和结构特征参数值，灵活利用，可以提高设计效率。
命令状态与操作目标提示区用于提示用户当前操作的状态，以及下一步要进行的工作。
对于初学者，可以此为基础快速入门。
状态栏见图3.4。
图3.4撑杆CAD的状态栏
5、属性页
与天汉系列其它软件不同，撑杆CAD的属性页主要作为结构信息的浏览窗口，而不是输入编辑窗口。
因结构体系某些信息的数量很多，如节点、单元等可能会有上百个。
用格网将很难显示，且用户查找也十分不方便，因此，本软件采用了以可视化编辑为主的信息编辑方式。
本软件采用无模式属性页，用户在操作属性页的同时，还可以操作视图。
属性页的显示与隐藏状态是可以控制的。
通过工具按钮或菜单控制其显示与隐藏。
无模式属性页共有2页，见图3.5。
图3.5撑杆CAD无模式属性页
6、工作区视图
工作区视图分为5种显示模式，即信息输入编辑模式和结构轴力图、剪力图、弯矩图与位移图模式。
不同模式可由工具按钮或菜单进行切换。
（1）输入编辑模式
在视图的输入编辑模式中，实现了支撑杆件结构体系的高度可视化和鼠标拖拉操作。
用户通过点击选择、窗口选择和交叉选择等方式选择各种对象，进而完成这些对象的删除、属性编辑等操作。
在输入编辑中，实现了鼠标捕捉端点、中点、交点定位，同时也支持键盘直接输入绝对坐标、相对坐标、鼠标确定方式与键盘输入距离的混同输入。
用户可以快速精确地完成结构信息的输入。
视图显示的对象除结构本身的信息外，还有提示信息。
提示信息是用户操作用过程中所关心的信息，属临时信息，用于提示当前的命令状态、操作结果等，对用户的操作有直接的指导作用。
视图的输入编辑模式显示如图3.6。
图3.6工作区视图的输入编辑模式
（2）结构体系的单元轴力图
单元外荷总垂直于单元轴线，因此，杆件轴力沿单元无应化。
杆件轴力的大小用填充矩形来表示。
矩形越高，表示轴力越大。
单元轴力图如图3.7。
图3.7结构体系的单元轴力图
a、受压杆件填充矩形为蓝色，轴力值为正值；受拉杆件填充区为红色，轴图值为负值。
b、填充矩形绘制在单元左与右，受单元编号影响。
本软件将正值填充区绘制在沿单元编号方向的左侧，负值绘制在沿单元编号方式的右侧。
单元轴力值单位为KN。
c、可以通过按钮
或菜单“设置结果图比例”，改变映射比例，调整填充矩形的高度。
（3）结构体系的单元剪力图
结构体系的单元剪力图如图6.8。
单元剪力的方向为沿单元编码方向，正值为蓝色，绘在单元前进高和的左侧。
负值为红色，绘在单元前进方向的右侧。
单元剪力值的单位是KN。
图3.8结构体系的单元剪力图
（4）结构体系的单元弯矩图
结构体系的单元弯矩图见图3.9。
单元弯矩总是分布在杆件受拉侧。
在单元内部，正弯矩值为蓝色，负弯矩值为红色。
单元弯矩值的单位为KN.m。
图3.9结构体系的单元弯矩图
（5）结构体系的节点位移图
结构体系的节点位移图见图6.10。
本位移图表示节点位移后的情况。
新节点的位置是在原节点的基础上，将节点位移放大后的位置。
节点位移图并不表示受力后单元本身的挠曲。
节点位移值在图中表示为：
Δ（12,3）mm。
其表示该节点的x向位移值为12mm，y向位移值为3mm。
图3.10结构体系的节点位移图
3.3内支撑结构的参数含义及编辑方式
撑杆CAD软件主要支持直接在视图中进行输入。
通过属性页可以编辑修改单元材料信息和浏览单元荷载信息。
内支撑结构体系的信息分为3个层次。
最底层为节点位置信息和单元材料信息。
中层信息包括单元、节点约束信息。
单元依赖于其两端结点的坐标。
节点约束则依赖于其约束节点的位置。
最上层信息包括单元荷载信息、单元与单元之间的链接方式、单元的材料属性等信息。
在操作底层信息时，依附于其上的上层信息将受到影响。
因结构信息在平面内是任意分布，撑杆CAD与天汉桩锚CAD、喷锚CAD、水泥土挡墙CAD的操作方式有较大的不同，与降水CAD基本一致。
单元材料、节点、单元、单元荷载可以通过相应的添加模式来实现输入。
节点约束可以在选中节点后，通过节点设置组合框来实现这个（些）节点的添加约束、改变约束和取消约束。
铰接信息依赖于单元，可以在“刚铰互换”模式改变单元铰接信息，也可以在选中单元后，通过“单元刚铰”组合框改变刚铰信息。
每根件单元的材料属性可以在选中单元后，通过“单元材料”组合框中直接改变。
3.3.1、节点信息
1、节点含义
面向用户的节点实际只有位置信息。
当添加、删除节点时，系统自动完节点编号的调整，以及依附于其上的节点约束、单元信息中关于节点索引的调整。
在结构体系分析时，系统自动完成结构体系节点重新优化编码。
因此，用户可以用任意的顺序输入，不必关心节点输入的先后与节点的编号。
（1）节点信息在结构图中表示为
，它是结构体系最底信息。
（2）结构体系中，不同节点不能同位。
在添加、移动、导入节点信息，系统自动进行节点同位检查。
若出现同位时，自动取消相应操作。
2、节点信息编辑
（1）通过按钮
或相应菜单，可以进入添加节点模式。
用户通过点击鼠点击、键盘输入、鼠标与键盘混合同输入等方式，可以直指定节点的点位。
a、鼠标点击时，用户可以选择是否需要进行捕捉处理和正交处理。
通过捕捉单元轴线、辅助线等信息的特征点，可以十分快速准确地完成节点定位。
b、键盘输入时，可以输入相对坐标和绝对坐标。
相对坐标的基点为上次输入点（如节点，辅助线的终点等）。
用户需要改变基点时，可以通过键盘输入“b”或“base”进入输入基点模式。
指定新的基点后，系统再回到节点输入状态。
这时提示的相对距离则是从新的基点开始的。
c、鼠键混合输入时，鼠标相对于基点的方向为新点的前进方向，键盘输入数值的绝对值为前进的距离，这时，键盘输入一个数即可。
鼠键混同输入一般用于已知前进方向和距离的节点输入，通常需要正交、捕捉等辅助手段相配合。
因其结合了鼠标输入直观、快速和键盘输入精确的特点，通过其输入节点信息十分高效。
（2）通过按钮
或相应菜单，可以进入节点移动模式。
中该模式中，通过单选、窗选或交叉选择方式，实现单个或多个节点的移动。
节点移动模式中也支持多种定位方式。
节点移动过程中，系统自动进行同位检查。
若出现同位，则该节点不移动。
（3）通过按钮
或相应菜单，可以进行节点复制模式。
该模式中，可以实现单个或多个节点的复制。
复制过程中，系统自动进行同位检查。
若出现同位，则该节点不被复制。
（4）在选中节点后，可以通过“节点约束”组合框，为选中节点添加、修改或取消约束。
节中的约束也可以通过“删除”命令来取消。
（5）当添加节点正好位于已存在的单元上时，系统提示是否将单元分解成两个单元。
3.3.2杆件单元信息
1、杆件单元含义
（1）杆件单元在结构图中表示为如图3.11。
图3.11单元信息结构图
（2）杆件单元由两个节点定义。
节点分为起点和终点。
两点不能同位。
节点编码顺序对单元剪力、单元弯矩的正负有影响。
但其相对于于整体坐标系没有影响。
（3）杆件单元中包含材料信息。
计算分析时，通过材料信息索引，从材料库中获取相应信息。
（4）单元与单元之间存在刚接、铰接两种连接模式。
对于铰接，两个单元在该节点有相同的X、Y向位移，但有不同的转角。
（5）单元结构图中，E45表示单元号，系统自动编号。
其后（m2）表示第2类材料信息。
结构图中，单元的材料索引不同，其绘制的颜色也不同。
2、杆件单元的编辑
（1）通过按钮
或相应菜单可以进入添加单元模式。
在该模式中，通过鼠标选择两个节点，即可完成单元的添加。
添加单元进，当前材料索引将作用单元的材料信息。
（2）通过“格式刷”可以将一个单元的材料应用到别的单元。
（3）通过“单元材料设置”组合框，可以设置选中单元的材料信息。
3.3.3单元材料信息
单元材料信息属性页如图3.12。
图3.12单元材料信息属性页
1、单元材料信息的含义
（1）单元材料信息包含弹性模式E（GPa）、截面面积A（m2）和截面惯性矩I（m4）3种信息。
（2）每项指标必须大于0。
2、单元材料信息的编辑
（1）通过按钮
或相应菜单，即可添加一个单元材料信息。
（2）通过属性页，可以实现单元材料添加、删除等操作。
（3）删除单元材料时，若该单元材料正在被单元引用，则提示不能删除。
3.3.4节点约束信息
1、节点约束信息含义
节点约束直接依附于节点。
体系中，节点约束分为单项约束，又项约束和全约束。
单项约束包括X向、Y向和转角M的约束；双项约束包括XY、XM、YM约束；全约束指XYM向都约束。
为了便于图形表示，每项约束又包含了绘制方向信息。
如X向约束，可以向左绘制，也可以向右绘制。
节点约束在图形中表示如表6.3。
表3.3节点约束结构的图形表示
约束项
表示图形
X单向
Y单向
M单向
XY双向
XM双向
YM双向
XYM全约束
2、节点约束信息的编辑
（1）通过按钮
或相应菜单，可以进入为节点设置约束信息模式。
通过鼠标选择节点，可以将“节点约束设置”组合框中当前选中的约束信息赋给选中的节点。
（2）通过鼠标选中节点，再通过“节点约束设置”组合框，可以实现为节点添加、改变、清除约束信息。
（3）可以在“删除”模式中，删除某个节点的约束。
（4）可以在“格式刷”模式中，将某个节点约束信息应用到其它节点。
3.3.5单元荷载信息
1、单元荷载信息含义
单元荷载信息结构图见图6.13。
图3.13单元荷载信息结构图
（1）撑杆CAD中，外部荷载只有单元荷载。
（2）单元荷载为垂直于单元轴线均匀分布。
（3）单元荷载以沿单元前进方向，垂直于单元向右为正。
（4）结构图中，单元荷载为用箭头填充的矩形区域表示，箭头方向即为荷载作用方向。
因此，用户不必关心单元编码顺序，只要保证图中荷载结构箭头方向即可。
2、单元荷载信息的编辑
（1）通过按钮
或相应菜单，可以进入添加单元荷载模式。
通过鼠标选择单元和拖动鼠标确定荷载大小与方向，即可完成单元荷载的添加。
（2）在“格式刷”模式下，可以将一种单元荷载一次性应用到1个或多个单元中。
（3）在默认模式下，通过鼠标选择单元荷载，可以改变单元荷载的大小与方向。
（4）可通过按钮
或相应菜单，进入单元荷载反向模式，可以将一个或多个单元荷载作用方向置反。
（5）在“删除”模式中，可以删除单元荷载。
3.3.6单元铰接信息
1、单元铰接信息的含义
撑杆CAD中，单元与单元之间的连接可以是刚接，也可以是铰接。
当两个单元为铰接时，其在同一节点，有相同的X、Y向位移，但可有不同的M向转角。
单元铰接在结构图中表示为杆端的空心圆，如图3.14。
在17节点处，竖杆与横杆之相为铰接。
图3.14单元铰接结构图
2、单元铰接信息的编辑
（1）新增单元其默认连接模式为刚接。
（2）可通过按钮
或相应菜单，进入刚铰转换模式。
通过鼠标选择单元的节点，可以将该单元在该节点的刚铰信息置反。
（3）通过“单元刚铰设置”组合框，可以一次性将选中单元的刚铰信息取消，或设置为起端铰、终端铰和全铰。
（4）在“删除”模式，可以清除单元的铰接信息。
3.3.7辅助线信息
辅助线信息主要用于辅助节点定位。
其虽不参与结构体系的计算分析，但用好辅助线功能，可以大大提高数据输入效率和提高分析结构的精度。
撑杆CAD中，辅助线作为一类特殊的信息，对其的编辑功能单独分开。
（1）通过按钮
或相应菜单，进入添加辅助线模式，实现添加辅助线。
（2）通过按钮
或相应菜单，进入删除辅助线模式，实现删除一条或多条辅助线。
（3）通过按钮
或相应菜单，进入移动辅助线模式，实现一条或多条辅助线的移动。
（4）通过按钮
或相应菜单，进入复制辅助线模式，实现一条或多条辅助线的复制。
（5）通过按钮
或相应菜单，进入偏移复制辅助线模式，实现对辅助线的偏移复制操作。
（6）通过按钮
或相应菜单，进入缩放辅助线模式，实现一条或多条辅助线的缩放。
（7）通过按钮
或相应菜单，进入旋转辅助线模式，实现一条或多条辅助线的旋转。
（8）通过按钮
或相应菜单，可实现从AutoCAD等通用软件的DXF文件中导入线状信息作用辅助线。
3.4内支撑杆件结构的计算分析
撑杆CAD采用FEM解法，一次性将结构体系的单元轴力、单元剪力、单元弯矩和结构体系位移求出。
通过按钮
或相应菜单，系统即进行数据检查。
检查合格后，即进行信息优化与结构内力求解。
若视图的显示模式为结构信息模式，则自动切换到单元轴力图模式。
3.5信息导入与输出
1、信息导入
信息导入是实现新版“天汉”系列软件信息共享的重要工具。
它可以实现：
（1）所有输入信息均可存为内支撑杆件信息文件（*.Bma）供下次或别的项目使用。
（2）可以从其它内支撑杆件信息文件（*.Bma）中导入节点信息和单元材料属性。
（3）可以从DXF中导入线状信息，成为内支撑杆件的辅助线。
辅助线不参与分析计算，但可以简化用户输入，提高编辑效率。
（4）输入图形可以打印、DXF输出。
（5）所有的计算分析结果均可打印、DXF输出，包括位移图、轴力图、剪力图、弯矩图等。
单击按钮
或通过选择菜单“文件”→“导入（ImPort）”，软件会弹出信息导入管理对话框。
如图6.15。
图3.15信息导入对话框
通过单击对话框中的“数据源”按钮选取需要引入数据的工程文件。
左侧列表中即会列出源文件中对本工程有效的资源。
右侧列表则显示已经引用的数据资源。
中间四个按钮的功能分别是：
引入选中数据资源、引入所有数据资源、删除选中的引入数据资源、删除所有引入的数据资源。
撑杆CAD中，将数据资源均处理为“追加”模式。
在实际追加节点信息时，系统会进行同位检查。
如果导入的节点信息与已存在的节点同位，系统将自动过滤掉这些节点。
2、DXF导入
撑杆CAD的DXF导入是十分有用的功能。
对用户而言，进行内支撑结构分析的绝大部分时间用于计算所需信息的输入。
输入工作中，大部分时间是用于节点定位。
撑杆CAD解决了快速精确进行节点定位的难题，即通过鼠标捕捉特征点（辅助线与单元轴线的端点、中点和交点）、键盘输入坐标、鼠键混同输入、辅助设置基点等综合定位方式，实现节点的快速精确定位。
发挥以上综合定位功效的层底支持为辅助线。
辅助线获得的一个重要途径就是DXF导入。
通过DXF导入，可以将AutoCAD中已有结构框架图形导入成为撑杆CAD的辅助线，通过综合定位方式可以快速准确地完成节点定位工作。
（1）DXF中信息十分复杂，撑杆CAD主要是利用其线状信息作为辅助线，因此，导入时，仅获取其中的线状信息。
文件、填充信息并没有导入。
（2）撑杆CAD导入DXF时，没有处理DXF中的图块信息。
因此，导入时需先将DXF中的图块分解开。
通过按钮
或相应菜单，系统弹出DXF导入对话。
通过选择DXF文件、输入导入线状信息的缩放比例和插入基点，即可完成DXF信息导入，也就实现了与AutoCAD等通用软件的信息共享与交换。
3、打印输出
撑杆CAD软件提供标准的Windows打印管理与输出。
由于有多个视图显示模式，打印时，软件总是将当前显示的图形打印出来，即采用“所见即所得”的打印方式。
用户可以通过打印预览功能查看打印效果。
4、DXF输出
DXF输出功能是实现与其它Windows程序信息共享的通道。
本软件所有可视信息都可以输出为DXF文件，提供AutoCAD、Word等通用软件使用。
用户单击工具按钮
或选取菜单“文件”→“输出DXF文件”，系统弹出图3.16所示对话框，允许用户将当前显示图形信息输出成DXF文件。
图3.16DXF输出对话框
升级会员 