簡易建築結構輔助設計軟體之研發?使用者介面與分析核心

Abstract

建築因設計工具的演進，造型日趨複雜，而建築系學生的結構知識並不足以應對過於複雜的造型。本研究希望開發一套具有圖形化介面的建築結構輔助設計程式，簡稱PAnDAS（Program for Assisting in Design of Architectural Structures）。讓非建築結構專業背景的使用者，能透過簡單的操作完成簡易結構分析。 本研究先訪談使用者，進行需求分析與程式?能規劃。依照?能，將程式分為操作介面、資料庫與工具庫三部份，並採用物件導向的方式以C#語言進行實作。 在操作介面的設計上，以引導式操作、預設參數、內建選單等方式，讓使用者能在短時間內學會軟體的操作，並快速建立結構模型與進行分析。工具庫中的運算核心以勁度矩陣法進行結構分析，並且加入樓版載重自動分配、擬剛性樓板、地震力計算等輔助分析的?能。 本研究將PAnDAS與商業結構分析軟體SAP2000進行比較，以驗證本研究程式計算的正確性與假設的合理性。以簡單的小模型檢核PAnDAS運算核心的正確性，是為基礎驗證。以多種不同的模型，檢核各輔助?能的正確性與適用範圍，包括：樓版載重分配、擬剛性樓版、地震力計算與分配。 樓版載重分配驗證中，因PAnDAS採用的固端反力公式未考慮剪力變形，故當構件承受非對稱樓版載重時，計算結果會產生些微的誤差，但仍在可接受範圍。擬剛性樓版以鉸接的剛性斜撐來模擬剛性樓版，故無法模擬樓版面內方向彎矩傳遞，使PAnDAS分析結果產生誤差，此誤差在樓版為水平時仍在可接受範圍內，但當樓版傾斜時，誤差則會變得明顯。地震力計算與分配驗證則顯示PAnDAS之輔助地震力計算與分配?能可正確運作。 本研究完成PAnDAS的架構規畫與操作介面的設計，並進行前處理器與分析核心的實作與檢討。而程式?能的擴充與後處理器的開發，則有待後續研究補足。

Date of Award	2014 Oct 20
Original language	Chinese
Supervisor	Yi-Hsuan Tu (Supervisor)