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1、天汉利用手册“天汉（V2005）”系列基坑工程设计软件使 用 手 册武汉汉星信息技术第1章 概 述本章对“天汉(V2005)”系列软件(以下称为新版“天汉”)功能作简要概述，并说明新版“天汉”安装与运行中应注意的问题。 “天汉V2005”系列软件的编制依据“天汉V2005”系列软件以湖北省深基坑工程技术规定为要紧编制依据，并吸纳部份已通过实践查验的新的分析方式。引用或参考的国家标准规定如下：1 中华人民共和国建设部.建筑基坑支护技术规程(JGJ 120-99)2 中华人民共和国建设部.混凝土结构设计标准(GBJ 50010-2002)3 中华人民共和国建设部.岩土工程勘探标准(GB 50021

2、-2001)4 中华人民共和国建设部.建筑地基基础设计标准(GB 50007-2002)5 中华人民共和国建设部.建筑桩基技术标准(JGJ 94-94) “天汉V2005”的要紧功能依照分析设计对象的不同，“天汉V2005”系列软件由5个独立的工具软件组成：天汉桩墙撑锚CAD(简称桩锚CAD)、天汉喷锚支护与边坡加固CAD(简称喷锚CAD)、天汉水泥土挡墙CAD(简称挡墙)、天汉内支撑杆件CAD(简称撑杆CAD)、天汉降水与地面沉降CAD(简称降水CAD)。5个工具软件采纳统一的运行环境和风格，都有一个实现相同功能的标准工具栏。针对处置对象的不同，5个工具软件又都有一个或两个各自的专有工具栏。

3、5个工具软件既独立，又彼此联系，一起组成了“天汉V2005”系列基坑工程辅助设计软件。“天汉V2005”系列软件的要紧功能见表。表 “天汉V2005”系列软件的要紧功能桩锚CAD对桩(墙)锚(撑)结构采用极限平衡法和弹性抗力法进行力学分析计算，根据分析结果完成锚杆长度设计、桩身配筋、冠梁配筋设计，并输出结构施工图。喷锚CAD喷锚CAD为边坡工程分析设计软件。主要处理天然边坡、锚杆加固、土层增强加固、抗滑加固等边坡结构的内部稳定性和整体稳定性问题，并输出喷锚支护结构施工剖面图。挡墙CAD挡墙CAD为水泥土重力式挡墙结构的分析设计软件。可对其按规定要求进行常规验算，并进行整体稳定性分析。撑杆CAD

4、撑杆CAD为内支撑杆件结构体系的内力分析软件。结构体系可以是平面刚架、平面桁架或刚桁混合体系。降水CAD降水CAD为中深井降水的分析设计软件。井的类型包括抽水井和回灌井。分析内容包括基底抗突涌验算、大井法井数估算，及抽水或回灌后水位降幅、水位标高、地面沉降计算，并输出相应的等值线图。 “天汉V2005”软件的运行环境本软件以Window9x、WinNT为系统平台，以Visual C+和MFC为开发语言。其运行系统为Windows系统。软件运行所需硬件配置及支持设备见表。表 软件运行所需硬件配置及支持设备计算机硬件配置最低配置能运行Window9X的计算机说明：USB软件狗用于保护软件版权，由课

5、题组随软件发售。USB软件狗建议配置CPU：PIII、主频500以上内存：128MB显卡与显示器：支持1024*768像素鼠标：4D滚轮鼠标USB软件狗支持设备打印输出Window所支持的打印设备，包括常规激光打印机、喷墨打印机、绘图仪等信息输出AutoCAD、CorelDraw等支持DXF文件的软件 “天汉V2005”软件的安装与运行“天汉V2005”系列软件为绿色软件，其运行不需要系统注册表支持。由于采纳了软件狗爱惜“天汉V2005”的版权，用户必需安装软件狗的驱动程序后，“天汉V2005”才能运行。运行“天汉V2005”的安装程序，用户能够依照安装提示完成系统的安装。“天汉V2005”运

6、行进程中，USB软件狗必需插在运算机USB端口。5个程序能够同时运行，但同一程序不能运行两个实例。“天汉V2005”程序采纳了动态抗共享技术，不能通过网络共享器实现多用户对同一软件狗的共享利用。第2章 “天汉V2005”的用户环境熟悉“天汉V2005”的用户环境，是用户高效完成基坑工程设计工作的前提。作为应用于基坑工程领域的专业软件，“天汉V2005”吸取了Window、AutoCAD等通用流行软件的界面优势，并结合基坑工程和用户的实际，作了许多快捷处置。熟悉并撑握这些快捷命令及操作，能够大大提高设计效率。这也是本软件擅长其它基坑设计软件的要紧优势之一。“天汉V2005”5个工具软件采纳统一的

7、界面风格。在利用上有很多相同点。本章，通过介绍“天汉V2005”的用户环境，重点介绍5个工具软件相同、相似的地方。各软件所处置的具体工程问题、理论模型及分析设计功能那么在以后各章中别离介绍。 熟悉“天汉V2005”图为桩锚CAD的用户界面。图 天汉桩锚CAD的用户界面与标准Window程序一样，“天汉V2005”系列软件用户界面包括菜单、工具栏、状态栏、工作区视图等区域。为方便用户以并行的方式编辑数据，“天汉V2005”还有一个无模式属性页。用户能够以任意的顺序操作视图中的图形对象和操作属性页中的信息指标。这种并行操作数据方式，适符人思维适应，能够简化信息的输入编辑工作，提高设计效率。1、工具

8、栏除撑杆CAD包括3个工具栏外，其它4个工具软件都包括2个工具栏，即标准工具栏和专用工具栏。工具栏上的按钮都与菜单相链接，通过按钮触发的命令，也能够通过菜单项选择项来触发。工具栏采纳大按钮，配有图标和文字说明，并支持屏幕提示，用户见而知其义。工具栏按钮的要紧功能分区见表。表 “天汉V2005”系列软件工具栏要紧功能分区桩锚CAD标准工具栏项目文件管理、信息共享管理、视图缩放管理专用工具栏结构对象的添加、删除等编辑功能、计算分析功能、视图模式切换管理喷锚CAD标准工具栏项目文件管理、信息共享管理、视图缩放管理、结构对象删除、格式刷功能(由于界面布局的需要)专用工具栏结构对象的添加等编辑功能、计算

9、分析功能、视图模式切换管理挡墙CAD标准工具栏项目文件管理、信息共享管理、视图缩放管理专用工具栏结构对象的添加、删除等编辑功能、计算分析功能、视图模式切换管理撑杆CAD标准工具栏项目文件管理、信息共享管理、视图缩放管理、辅助线管理专用工具栏1结构对象的添加、删除等编辑功能、计算分析功能、视图模式切换管理专用工具栏2组合框设置结构对象属性降水CAD标准工具栏项目文件管理、信息共享管理、视图缩放管理、辅助线管理专用工具栏结构对象的添加、删除等编辑功能、计算分析功能、计算结果叠加显示管理2、无模式属性页对话框无模式属性页对话框为用户提供了通过控件编辑信息的方式。各工具软件的属性页对话框功能说明见表。

10、表 “天汉V2005”系列软件无模式属性页对话框的要紧功能主要功能说明桩锚CAD可完成对所有信息的编辑工作喷锚CAD除横向非均质地质模型在每个钻孔处的各土层厚度不能通过属性页编辑外，其它信息都可编辑输入。钻孔处的土层层厚由鼠标或键盘综合定位输入。挡墙CAD可以完成水泥土指示、桩排的排列布置、挡墙设计参数、土层、荷载信息等所有信息的输入。撑杆CAD可以完成单元材料信息的编辑管理，以及浏览单元荷载信息。其它结构信息基本都在视图中完成输入。降水CAD除基坑多边形和分析范围矩形外，共它信息均可通过属性页完成。基坑多边形和分析范围矩形由鼠标拖拉完成。3、工作区视图视图工作区是软件最重要的组成部份。结构信

11、息通过视图工作区实现可视化。结构信息的输入与编辑也可通过视图工作区交互实现。计算结果与设计信息也是通过视图工作区表达。表 “天汉V2005”系列软件视图工作区分区主要功能桩锚CAD输入视图通过鼠标拖拉及模式编辑对话框，可以完成所有信息的编辑。结果视图分析计算结果的显示。包括简图、文本信息、极平结果、弹抗结果、桩锚立面图、桩大样图6种模式喷锚CAD输入视图通过鼠标拖拉及模式编辑对话框，可以完成所有信息的编辑。结果视图分析计算结果的显示。包括简图、文本信息、锚杆长度分析结果、整体稳定性分析结果、指定滑弧稳定性分析结果、抗隆起应力分布、抗隆起极限平衡、喷锚支护结构剖面图8种模式挡墙CAD有一个视图工

12、作区(1)通过鼠标拖拉及模式编辑对话框，可以完成土层、荷载、墙深等参数的输入。其它如桩排排列、水泥土指标需通过属性页编辑。(2)视图分为输入信息、常规验算结果、整体稳定性验算结果、抗隆起应力分布、抗降起极限平衡5种模式。撑杆CAD有一个视图工作区(1)通过鼠标拖拉及模式编辑对话框，可以完成所有信息的编辑。(2)视图分为输入信息、单元轴力图、单元剪力图、单元弯矩图、节点位移图5种模式。降水CAD有一个视图工作区(1)通过鼠标拖拉及模式编辑对话框，可以完成所有信息的编辑。(2)视图只有一种显示模式，但显示图形可以组合叠加(天汉其它软件的结果视图为切换)。(3)可叠加显法的图层包括：基本输入信息层、

13、场区分析格网层、场区钻孔控制三角网层(均质模型无格网)、降水后水头标高等值线层、水位降幅等值线层、地面沉降等值线层。其中除水位标高与水位降幅等值线层不能同时叠加显示外，其它图层均可任意叠加显示。(4)视图中至少有一个图层被显示。 “天汉V2005”图数互驱的操作模式“天汉V2005”图数互驱的操作模式即是指通过无模式属性页的控件改变信息后图形当即作相应转变；同时通过鼠标拖动结构对象后，属性页的控件也当即显示转变后的信息。采纳图数互驱操作方式的显著优势在于其结合了两种输入方式的优势，为用户提供了一个并行方式编辑信息的环境。通过对话框编辑数据与其它Window标准程序一样。只是在“天汉V2005”

14、中，控件数据转变的，当即生效，用户能够直观看到编辑的成效。通过鼠标拖沓对象那么更为直观。如可将锚杆从一个深度拖到另一深度。拖动完成后，对话框控件中的数值也相应改变。1、命令模式与AutoCAD一样，“天汉V2005”是以交互操作为要紧手腕完成信息的编辑，专门是在撑杆CAD和降水CAD中，要紧信息都需要通过交互操作来完成输入。对不同对象的交互编辑进程需要用命令模式及其子模式来进行分流。(1)通过按钮或菜单直接进入命令模式称为系统根级命令模式。如添加土层、复制对象等。(2)在某根级命令模式中，可能还包括一级子命令模式。如复制对象(根级命令模式)中还包括有复制土层、复制荷载、复制锚杆等子模式。(3)

15、在子模式和没有子模式的根级模式中，往往还分几个编辑状态。如桩锚CAD的添加锚杆模式中，分为2个编辑状态：初始状态1为确信锚杆的设置深度；第2状态为确信锚杆的倾角，并弹出对话框让用户输入其它参数。二、系统默许命令模式为加速用户对结构信息的编辑工作，系统将结构对象编辑频率较高的编辑工作设置为结构对象的默许编辑状态。系统默许命令模式即是指无其它命令状态时运行的模式，从其它命令模式中退出，也是回到系统默许命令模式。(1)在默许命令模式中，系统依照鼠标选中结构的子信息不同，可能会分流到不同的模式，从而实现以最为快捷的方式完成多种常规信息的编辑。如默许命令模式状态下，鼠标碰着锚杆的施工深度结构标志，点击后

16、将只调整锚杆的施工深度；碰着锚杆长度线中点到结尾点部位，点击后将进入调整锚杆设置角度模式；碰着锚杆其它部份，点击后将进入改变锚杆设置深度模式。(2)若是用户不需要支持默许命令模式操作，能够关闭该模式。(3)默许命令模式的不同分流，一样通过光标、尺寸标注、文本及结构对象的子结构进行提示。3、交互流程一个完整的交互流程一样包括如下进程：(1)通过按钮或菜单项选择项，进入某根级命令状态。如进入添加锚杆的模式。(2)通过鼠标移动，在命令模式的移动状态，提示相应信息。如添加锚杆模式中，鼠标移动时即提示相应的深度。(3)通过鼠标左键按下，完成信息的输入，并进入下一编辑状态。如添加锚杆模式中，鼠标点击后，即

17、进入确信锚杆倾角状态。(4)移动鼠标进程中，即提示本状态用户需关切的信息。如锚杆的倾角。(5)再次击鼠标，完成有关信息输入，再进入下一编辑状态。若是本次操作已完成所有交互操作，那么回到根级命令模式的初始状态。用户能够重复相应操作。如添加另一排锚杆。4、交互流程的终止在交互进程，用户可能对本次操作不中意，需要终止当前操作。(1)通过鼠标右键终止操作。a、若是是在命令模式的初始状态下，鼠标右键为弹出快捷菜单。通过快捷菜单，能够实现对视图的缩放治理及某些命令状态的切换。b、若是在非初始状态下，鼠标右键为终止当前操作，回到初始状态。(2)通过键盘“Space”和“Enter”键终止操作。a、若是是在命

18、令模式的初始状态下，“Space”和“Enter”键为退出根级命令模式，回到系统默许模式。b、若是在非初始状态下，“Space”和“Enter”键为终止当前操作，回到初始状态。(3)通过“ESC”键终止。在透明命令模式下，“ESC”键为退出透明命令模式，回到原先模式。在任何编辑命令状态下，“ESC”键都将终止当前操作，回到系统默许状态。五、操作提示操作提示是图数互驱操作模式中重要信息，用红色显示。用户以此了解当前操作的状态；下一步需进行的工作；和操作确认后的成效。其对用户具有十分重要的指导意义。(1)操作提示内容包括光标提示、结构提示、尺寸标注提示、文本提示等。(2)光标提示指在某种模式下，光

19、标将显示成特定状态。如复制对象时，显示复制光标；格式刷对象属性时，显示格式刷光标；需要精准定位时，显示成十字叉光标。(3)结构提示用于提示选中结构对象及操作确认后的成效。如复制模式中，选定对象前，鼠标移动碰着的对象都会变成红色。选中对象后，鼠标移动时，选中对象会随鼠标移动而移动，表示确认后，将会复制提示对象的位置。(4)尺寸标注提示用于提示用户关切的信息。如改变锚杆设置深度时，提示原始设置深度或确认后的深度，用户以此来操纵输入信息的准确性。(5)文本提示用于提示角度、坐标等用户关切信息。第3章 桩锚CAD的利用桩锚CAD软件是天汉基坑工程系列辅助设计软件之一，它的设计对象是基坑工程中的桩墙撑锚

20、结构，能模拟整个施工进程，计算各个工况下结构的应力、弯矩及位移，能依照输入信息与分析结果自动生成桩身与梁冠配筋设计方案，并以图形方式直观地表达给用户。 天汉桩锚CAD的要紧功能与理论模型天汉桩锚CAD的要紧功能与理论模型如下表。表 天汉桩锚CAD的要紧功能与理论模型天汉桩锚CAD主要功能(1)对桩(墙)锚(撑)结构进行力学分析计算。可以分析的支护结构包括：a、悬臂桩排或悬臂连续墙结构b、由单或多排内支撑杆件作支撑体系的桩排或连续墙结构c、由单或多排锚杆作支撑体系的桩排或连续墙结构(2)进行锚杆长度设计，并输出桩锚结构的立面图、剖面图、锚杆参数明细表(3)进行桩身配筋、冠梁配筋设计，并输出支护桩

21、大样图、桩身截面配筋图、冠梁截面配筋图(4)验算桩底的抗隆起安全系数理论模型(1)极限平衡法。按正工况顺序进行分析。包括：a、适于悬臂结构的极限平衡法b、适于单层撑锚结构的等值梁法c、适于单层或多层撑锚结构的自由端法(2)弹性抗力法。采用增量荷载法，按工况(包括逆工况)顺序进行分析(3)地质模型采用横向均质地质模型，主动区与被动区可以输入不同的指标，因而可以对有基底加固的情况进行分析。每一土层有“水土分算/水土分算”属性。当采用总应力法时，所有土层相应的土压力均按水土合算计算；录采用有效应力法时，只有为“水土分算”的土层采用有效应力法计算土压力。(4)超载分为半无限均布荷载和局布荷载a、半无限

22、均布荷载从分布起点开始向主动区无限延伸b、局布荷载只分在从起点开发的分布宽度范围内，可以是矩形、梯形、三角形分布c、荷载有作用深度属性。荷载大小是指作用在该深度的附加荷载大小。土体自重总是从地面算起d、荷载对土压力的贡献按45度扩散。其土压力零点是指没有荷载时最终开挖深度对应的土压力零点。规定5.2.6中(b)、(c)两种投影模式的分界线为土压力零点按=45度对应的分界点天汉桩锚CAD中涉及9大类信息，见表。表 桩锚结构信息分类表信息大类主 要 参 数工程模式信息工程名称、计算剖面、安全等级、重要性系数、分析方法模式、单层支撑时自由端等值梁模式。土层信息(1)每一土层的各项参数，共10项。(2

23、)计算剖面1层或多层土层信息。荷载信息(1)每项荷载的各项参数，共6项。(2)计算剖面0项或多项坡顶荷载。土压力计算模式与地下水信息土压力分布模式、总应力/有效应力模式、被动土压力折减系数、坑内外地下水位、隔水帷幕深度。桩墙信息桩/墙结构选择、圆形/方形桩选择、桩径、桩长、弹性模量等。撑锚信息(1)每层锚杆或支撑的各项参数，共9项。(2)计算剖面0层或多层锚杆、支撑或其组合信息。桩顶边坡信息桩顶以上土层各级边坡的坡比、坡高、平台宽。坑中坑信息包括坡高、坡比、平台宽等。坡高为负值时表示坑底堆载。逆工况信息(1)每个逆工况涉及的支撑折除、回填、换撑等信息。(2)计算剖面1个或多个逆工况信息。 天汉

24、桩锚CAD的用户界面一、整体界面天汉桩锚CAD是典型的Win32软件，有统一、友好的界面风格。其操作界面如下图。图 天汉桩锚CAD整体界面与所有win32软件一样，桩锚CAD操作界面包括：题目栏、菜单栏、工具条、工作区和状态提示栏。工作区采纳切分视图方式，左侧视图为信息编辑输入视图(也称输入视图)，右边视图计算结果视图。两个视图的大小能够通过割裂条随意调整。二、菜单桩锚CAD的菜单栏包括：文件、显示、缩放、添加、编辑、分析、分析结果、窗口和帮忙等主菜单项。如下图。图 桩锚CAD的菜单(1)“文件”菜单项要紧负责文件新建、打开、保留、资源导入、DXF输出等工作。(2)“显示”菜单项治理属性页、各

25、类工具条和可视化编辑功能的开启与关闭。(3)“缩放”菜单项的子菜单项能对各个视图图形按要求进行缩放，这些选项（除“前一视图”菜单项外）都能够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大体信息视图中添加荷载、土层和锚杆等可复合的数据(5)“编辑”菜单项的子菜单项选择项的操作对象都是本软件的特定信息对象，它能够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)“分析”菜单项的子项包括了本软件所有的计算功能，包括一次性进行极限平稳法与弹性抗力法分析、单独进行极限平稳法分析、单独进行弹性抗力法分析、极限平稳法实时分析、弹性抗力法实时分析和抗隆起分析。(

26、7)“分析结果”菜单项用于操纵在右视图显示计算后的各类形式结果信息。(8)“窗口”菜单项那么是在软件打开多个文档的时候用于操纵各个文档窗口的显示方式。(9)“帮组”菜单项用于显示软件信息，并提供本软件利用上的帮忙。3、工具条桩锚CAD工具条中的所有工具按钮都能够在菜单中找到相应的菜单项选择项。它包括两部份：标准工具条和专有工具条，如下图。图 桩锚CAD的工具栏(1)导入与输入按钮负责信息导入和显示信息的DXF输出。(2)视图缩放操纵按钮负责显示视图的缩放操纵。(3)属性页显隐按钮用于操纵属性页的显示或隐藏。(4)鼠标拖沓操纵按钮用于操纵在默许状态下是不是支持鼠标直接拖沓操作。(5)信息添加按钮

27、用于添加土层、荷载、锚杆结构。(6)编辑按钮用于对结构信息可视化编辑。其大体操作方式是进入命令模式后，第一选择对象，然后依照选中对象的不同，进入相应的子编辑模式。(7)分析按钮用于实现对结构的计算分析。(8)结果视图操纵按钮用于操纵结果视图的显示对象。4、状态栏本程序的状态栏关于软件初学者来讲有重要的指导意义。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，这在编辑进程中输入座标、特点值很有效，能够简化编辑进程，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

28、，和下一步要进行的工作。关于初学者，能够此为基础快速入门。状态栏见图。图 桩锚CAD的状态栏五、属性页桩锚CAD的属性页是参数编辑的重要界面，所有参数都能通过属性页进行编辑。本软件采纳无模式属性页，用户在操作属性页的同时，还能够操作视图。属性页的显示与隐藏状态是能够操纵的。当输入视图处置激活状态时，能够通过工具按钮或菜单操纵其显示与隐藏。当输入视图失活时，即即是属性页为显示状态，也会被自动隐藏，以简化屏幕。而当输入视图从头激活时，属性页又会自动显示。无模式属性页共分8页，见图。图 桩锚CAD无模式属性页六、信息编辑视图窗口左侧的视图为信息编辑视图。只有一种显示模式，即总显示结构“大体输入信息图

29、”，因此又称为输入视图。信息编辑视图的要紧功能是实现桩锚结构信息的高度可视化和通过可视的方式编辑信息。如通过鼠标拖沓，直接修改结构的位置，或通过鼠标直接选择对象等操作，都是在输入视图中完成的。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进程中所关切的信息，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。信息编辑视图如。图 信息编辑视图及提示信息7、计算结果视图窗口右边的视图为计算结果视图。该视图只作为显示计算结果和结构设计，不支持鼠标拖沓模式。计算结果视图为分为6种显示模式。不同模式可由工具按钮或菜单进行切换。(1)结构信息的计算简图点

30、击按钮，结果视图即切换到“计算简图”模式。计算简图相关于“输入信息图”，其桩顶放坡已处置成荷载；锚杆结构也等效为支撑等。结果视图的“计算简图”如图。图 结果视图的计算简图模式(2)结构信息的文本图形结构信息的文本图形是用文本与表格方式描述的结构信息。因计算简图不能表达结构所有信息，为便于信息的存档与备查，因此，将所有结构信息用文本表格的方式绘制。其虽不形向直观，但超级全面，超级准确。如图。图 结果视图的文本视图模式(3)极限平稳分析结果图形极限平稳分析结果图形如图。a、极限平稳法分析结果表示为每延米的计算结果。如图中159KN支撑力表示每延米的支撑力或锚杆水平力的标准值。b、图形的上部为文本区

31、，包括工程信息、工况信息、分析方式模式、分析结果(最大值)。图形中部为图形区，表示土压力、桩身弯矩、桩身剪力沿深度散布的情形，和撑锚力标准值。图形下部为计算结果的设计值表示区，包括了桩排结构的要紧设计参数和撑锚结构的要紧设计参数。c、上部文本区中，“UEDep=14.6m(step=2)”，表示极限平稳所求最大平稳点深度为14.6m，在第2工况(step表示第几工况)中发生。若是锚杆设置太低，那么最大极限平稳深度可能不是在最后工况中发生。d、上部文本区中，“Mmax=(dep=12.2m、step=2)”，表示所有工况中，桩身最大弯矩值为。是在第2工况发生在桩顶以下12.2m处。e、上部文本区中，“Qmax=204KN(