AutoCAD计算截面几何性质的应用

Ｅｘｃｈａｎｇｅ　Ｐｌａｉｌｏｒｍｌ曩　Ａ　ｕ　ｔ　ｏ　Ｃ　Ａ　Ｄ计算截面几何性质的应用　口湖南环境生物职业技术学院园林系高建亮　建筑力学中，　复杂截面的几何性质计算比较费工费时，且较易出错。利用ＡｕｔｏＣＡＤ￣件面域特征的查询功　能可将计算简化，　轻松地完成截面的几何性质计算，计算结果准确可靠。　■臣Ｅ殂　面域；截面几何性质；惯性矩；静矩；ＡｕｔｏＣＡＤ　在建筑结构设计中．必须要掌握构件在外力作用下产生的应　ｅ　力和变形，并对构件的强度、刚度和稳定性等进行结构计算。平　面图形的几何性质是纯粹的几何问题，与研究对象的力学性质无　关，但它是结构计算中不可缺少的几何参数。　ｌ厂＿］厂二｝ｉ门］ｌ　ｌｆｊｌ　ｎ　Ｉ１　Ｌ＝Ｊ　　Ｊ　ｆ　遵措毫　＇　ｇ‘ｌ　ｒ＿］广］Ｉ　§　８’　Ｉ　Ｌ　Ｉ门ｊｊ　Ｉ２　ｎ　ｊ　：｝　，　ｓ箍州４‘　Ｈ肆　∞　Ｊ　Ｉ　§　ｌ｝　§＊　耐ｔ　缓　）墨　・　ｒ＝二二＿｝｛　二：：＝Ｉｆ｝１　　Ｌ：：＝＝＝－二＝＝二＝Ｊ　＝＝二＿＝＝二＿］　１　２　Ｉ『　』ｌ　≈：Ｌ二＝二二＝二　、、匾　］　ｔｌｌｌｌｒ，ｔｌ￣　∞　・丑—矗　靼栅　帮　截面面积、形心查询计算　在ＡｕｔｏＣＡＤ中绘制需要计算的截面图形或导入，如图１所示。　１．　创建面域　§　牌　”　只　图１截面图形及尺寸　图２面域边界创建对话框　面域创建的方式主要有两种：　选”孤岛检测”，点击“拾取点”返回绘图界面，用十字光标拾　取截面图形内部任意一点．也会建立两个面域（外围边框和内部　边框）。　（１）ｒｅｇ命令。在命令行输２ｋｒｅｇ并回车或在菜单栏点选”绘　图　一“面域”．按提示选择需要计算的截面图形线条．会建立　两个面域（外围边框和内部边框）；　（２）ｂｏ命令。在命令行输　入ｂｏ并回车或在菜单栏点选“绘图　一　边界”．弹出如图２所　示　边界创建”对话框。选择创建　对象类型”为“面域”，勾　２　面域差集计算　将建立的两个面域进行差集计算。在命令行输２￣．ｓｕｂｔｒａｃｔ并　回车或在菜单栏点选”修改”一“实体编辑　一　差集”．按提　蒸汽冷凝水回收利用　１．　现状分析　于节气量８８９６７ｍ。．取软化水价格６；￣／ｔ，年节能收益２３．８１万元　投资回收期约０．８８年。　蒸汽锅炉向热交换罐输送蒸汽，传递热量后冷凝成水．该凝　结水含盐量很少，又具有较高温度，应回收利用。目前采用开式　软化水箱直接回收蒸汽凝结水，出现的主要问题是：凝结水呈酸　结语　热源的余热利用方案，需要在掌握实际运行状况的基础上，　选择合理的余热利用方式，综合考虑可回收热量和回收热使用　性　输送管道腐蚀严重（酸蚀、氧蚀）　回收水中含有金属锈蚀，　无法满足水质要求等。　２，　改进措施　要回收利用凝结水，首先必须对它进行适当处理。凝结水处　率，进行节能潜力分析与投资概算，从经济性、技术可行性、安　全可靠性等角度对各项方案进行论证和筛选。囝　参考文献　…１教育部．《教育部关于建设节约型学校的通知》（教　发［２００６】３号）．２００６　ｆ２】建设部．　《关于推进高等学校节约型校园建设进一　理的目的主要有两个：去除水中金属腐蚀产物和微量溶解盐　调　整ｐＨ使其满足使用要求．相应的处理方法是过滤处理和离子交换　除盐　采用固体防腐阻垢剂或旁通式自动加药装置等。建议采用　闭式凝结水回收装置，杜绝腐蚀、解决高温等问题．将蒸汽冷凝　水回收作为锅炉补水再利用。　３．节能潜力及投资回收期　．步加强高等学校节能节水工作意见》（建科［２００８］９０号）　２００８　全套凝结水回收设备投资（含辅材费及人工费）约２０万元。　根据典型年运行数据，全年蒸汽冷凝水量９５８２ｔ　取冷凝水平均温　度为８０。Ｃ．则冷凝水回收水量９５８２ｔ，回收热量约２６３８ＧＪ，相当　【３】廉乐明，李力能，吴家正，谭羽非．工程热力学　（第四版）．中国建筑工业出版社．２００７　图３面域特性文本框　Ｅｌ４截面图形形心坐标轴图５面域特性文本框　１５１６截面图形任意坐标轴　图７面域特性文本框　。星　图８面域特性文本框　ｍ９截面图形任意坐标轴及面域特性文本框　示选择要从中减去的实体或面域（外围边框）并回车　再选择要减去的实体或面域　（内部边框）并回车，会将两个面域合成一个整体面域。　３　查询计算　（１）在命令行输入ｍａｓｓＰ　＾ｒ　ｒｏＰ并回车或在菜单中选择　工具”一“查　询　一”面积／质量特性“；　（２）选择刚创建的面域并回车，弹出如图３所示的文　．．　本对话框，　（３）得到截面面积＝２４４００ｍｍ　．截面形心坐标为（２００．２５７．１３１１）。　截面惯性矩　惯性半径　抗弯截面系数查询计算　１、对截面形心坐标轴的惯性矩、惯性半径、抗弯截面系数查询计算　（１）利用刚得到的截面形心坐标为（２００，２５７．１３）．命令行输入ＵＣ８一ｏｒ一　（２００，２５７．１３１１）．将用户ＵＣＳ坐标原点移动到截面形心　如图４；　（２ｊ命令行输　入ｍａｓｓｐｒｏｐ并回车，弹出如图５所示的文本对话框　《３）可得：截面对形心轴的　惯性矩Ｉｘ＝２５４２１２５１３．６６１３ｍｍ　、ｌｙ＝９４０９３３３３．３３３３ｍｍ　，惯性积Ｉｘｙ＝Ｏ（由图４可　知，形心轴ｙ轴为截面图形的对称轴，所以截面图形对形心轴Ｘ、ｙ轴的惯性积恒等于　零），惯性半径ｉｘ＝ｌ０２．０７１３ｍｍ．ｉｙ＝６２　０９９０ｍｍ。　由图５可知，截面图形边界框值为Ｘ：一１Ｏ０—１００、Ｙ：一１５７，１３１１—１４２．８６８９　抗弯截面系数计算如下：　Ｗ　１＝ｌｌｉｙ…＝２５４２１２５１３．６６１３／１５７．１３１１＝１６１７８３７．０３９７ｍｍ　Ｗｘ２＝ｌｌｉｙ　．　＝２５４２１２５１３．６６１３／１４２．８６８９＝１７７９３４１．１５５９ｍｍ　Ｗ　１＝ｌ　／ｘ　＝９４０９３３３３．３３３３／１　００＝９４０９３３　３３３３ｍｍ　Ｗｙ２＝Ｉ　，ｙ…＝９４０９３３３３．３３３３／１　００＝９４０９３３．３３３３ｍｍ。　２、对截面任意坐标轴的惯性矩　惯性半径　抗弯截面系数查询计算　（１）将用户Ｕｃｓ坐标原点从截面形心移动到任意一点，命令行输入ＵｃＳ　—Ｏ　ｒ一（一３０Ｏ，一３００），得到一个任意坐标轴，如图６；　（２）命令行输入　ｍａｓｓｐ　ｒｏＰ并回车，弹出如图７所示的文本对话框　（３）可得：截面对任意坐　标轴的惯性矩Ｉ　ｘ＝２４５０２１　３２０９．６６１　３ｍｍ　、１￣＝２２９００９３３３３．３３３３ｍｍ　．惯性积　ｌ　＝２１９６０００３４８．００００ｒａｍ　，惯性半径ｊ　＝３１６．８８８９ｍｍ、ｉｙ＝３０６．３５９７ｍｍ。　截面静矩查询计算　平面图形上所有为面积对×轴（或ｙ轴）的一次矩，称为该平面图形对对ｘ轴　（或Ｙ轴）的静矩，用Ｓ　（或Ｓ　）表示，即，　。对于均质平面的重心与形心重合，平面图形　对Ｘ轴（或ｙ轴）的静矩，等于该图形面积Ａ与　其形心坐标Ｙ　（或Ｘ。）的乘积　即Ｓ　＝ｙｃＡ，Ｓ　＝　×　Ａ。对某坐标轴静矩的计算可利用ＡｕｔｏＣＡＤ　查询出截面面积Ａ和形心坐标（ｘ。，Ｙ。）来确　定。当坐标轴通过平面图形的形心时，其静矩　为零。计算步骤如下：　１、截面面积对ｘ轴（非形心轴）的静矩　（１）在截面图形上绘制任意一条水平　线．利用ｂｏ命令将该水平线以上部分的区域　创建为一个面域，如图８夹点框示区域：　（２）　命令行输入ＵＣＳ并回车，移动十字光标捕捉到　绘制的水平线端点，点击确定，将用户ＵＣＳ坐　标轴移动到刚绘制的水平线上　如图９所示；　（３）命令行输入ｍａｓｓｐ　ｒｏｐ选择刚创建的面　域．弹出如图９所示的文本对话框；　（４）根据　静矩公式可得　Ｓ　＝ｙｃＡ＝６１．６６０７×１　２２３１．４３３３　＝７５４１　９８．７３９３ｍｍ。。　２．截面面积对Ｙ轴（非形心轴）的静矩　截面面积对ｙ轴（非形心轴）的静矩计算　程序和方法和对Ｘ轴的相同。　结语　ＡｕｔｏＣＡＤ可以对任意复杂平面图形创建　面域，利用面域特征查询可以轻松完成复杂截　面图形的几何性质计算。平面图形的几何性质　都是对确定的坐标轴而言的．同一平面图形对　不同的坐标轴其几何性质参数是不同的，所以　在计算时需特别注意坐标轴的选取，一定要将　ＡｕｔｏＣＡＤ中用户坐标轴移动到几何性质查询计　算时指定的位置　这样结果才正确。固　参考文献：　…梁圣复。建筑力学　［】．北京：机械　工业出版社，２００７：１３３，１４５．　…。