重力式码头沉箱自动优化设计

摘要

自动化设计可以加速设计过程,节约人力物力,而以成本为目标的优化则可以降低建设成本,本文以沉箱宽度和箱内填石为设计变量对重力式码头沉箱自动优化设计进行了研究,实现了自动优化设计及CAD出图的功能。
　　本文完成了界面模块、作用计算模块、组合及优化模块、CAD出图模块四个模块的开发。由于各模块的功能要求差异较大,因此在对比了各种语言的优缺点后,本文使用了Visual Basic、Fortran、AutoLISP三种语言进行编写。
　　为使用户可以更加简单方便的使用本程序,本程序设计了比较简洁的用户界面,减少了用户手动输入的参数,对其中取值相对固定的参数设置了默认值,用户也可以根据具体情况选择更改。
　　本文严格依据规范要求,计算了与码头整体抗倾抗滑稳定性及基床承载力相关的所有作用,包括:沉箱码头自重力、地面使用荷载、船舶对建筑物的荷载、起重设备荷载、波浪力、土压力。然后根据设计状况进行各种作用的组合,对码头整体抗倾抗滑稳定性及基床承载力进行验算。程序对两个设计变量进行了优化,以沉箱宽度为主要设计变量,以箱内填石量为次要设计变量,得出一个成本最低的沉箱设计方案,然后输出此方案的码头荷载总表、沉箱尺寸数据文件。
　　本文使用AutoCAD集成的AutoLISP语言开发了CAD出图模块,根据计算程序的结果自动绘制CAD图纸,图层、标注都按照绘图要求设置完成,实现了自动绘图的功能。
　　对比了实际码头沉箱设计和软件自动设计结果,两者吻合较好。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1研究意义

1.2研究现状

1.3研究内容

第二章 软件总体设计

2.1程序总体结构

2.2编程语言简介

2.3软件的查错功能

第三章 用户界面设计与功能

3.1沉箱码头建设规模、类型的输入

3.2胸墙及前后趾参数输入

3.3自然条件数据的输入

3.4箱格参数及材料参数输入

3.5起重设备及用户偏好设置

第四章 计算程序设计

4.1码头面高程及相关尺寸计算

4.2沉箱码头荷载作用计算

第五章 沉箱承载能力极限状态验算与优化

5.1承载能力极限状态进行验算

5.2沉箱优化数学模型的建立

第六章 AutoCAD出图

6.1图形生成的方法

6.2 AutoLISP程序主要内容

6.3绘图过程

6.4布图

6.5建立应用程序

第七章 程序的编译运行和算例

7.1程序的编译

7.2程序的运行

7.3计算实例

7.4设计条件

7.5程序计算最优结果

7.6稳定性及基床承载力验算结果

7.7沉箱结构图

第八章 结论与展望

8.1结论

8.2展望

参考文献

发表论文和科研情况

致谢