专利名称：超高层建筑混凝土泵送压力计算系统与方法
技术领域：
本发明涉及一种混凝土泵送压力计算系统，特别是涉及一种基于多种计算方法的用于超高层混凝土泵送压力计算的模块化、开放式的系统。
背景技术：
混凝土施工中，随着泵送高度的增加，输送压力也不断提高。然而目前高层混凝土泵送技术的理论体系还不完善。对于高层混凝土的泵送压力，大多数设备生产单位及施工单位还没有较为准确的计算方法和系统。现在混凝土泵送压力计算大都需要查寻相关规范，选取参数，计算比较繁琐，而且也不准确。经对现有文献检索发现，目前混凝土泵送压力计算通常是参照JGJ/T 10-95《混凝土泵送施工技术规程》或者一些经验公式执行。如李博等人在《科技导航》2009年第5期发表了文章“超高层泵送施工技术”。该文对于混凝土泵送压力的计算按照下述步骤进行 1)根据JGJ/T 10-1995将垂直管道、倾斜管道、弯头、锥管、软管折算为水平管道；幻根据 S. Morinaga公式计算单位长度的水平管道压力损失；幻根据折算水平管道总长度与单位长度的压力损失之积，计算得到主泵送阻力；4)计算混凝土泵其余部分的附加泵送阻力； 5)计算主泵送阻力与附加泵送阻力之和，得到总体泵送阻力。郑捷在《商品混凝土》2009 年第9期发表了“混凝土泵送压力的几种计算方法”。总结了目前常用的一些计算公式和方法。上述计算方法和公式基本都是基于经验或半经验公式得到的，误差较大。因此需要采用多种计算方法进行对比、校核计算。由于所用方法的局限性，结果的准确性往往难以保证。此外，所需的计算数据一般都是查找现有手册或工具书，进行手工计算，此过程繁杂， 且容易出错。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种混凝土管道泵送压力的计算系统与方法， 从而解决了超高层建筑混凝土泵送压力计算误差大、计算过程复杂易出错等困难和问题。为解决上述技术问题，本发明公开了一种超高层建筑混凝土泵送压力计算方法， 包括但次序不限于以下步骤a.建立一计算方法实现层，所述计算方法实现层中编辑基于不同计算公式的计算模块；b.建立一基础数据库层，在所述基础数据库层中存储所述不同计算模块所需的外部基础数据；c.通过一用户界面层输入计算条件；d.所述计算方法实现层根据所述用户界面层输入的计算条件选择相应的计算模块，并从所述基础数据库层调用对应的外部基础数据进行计算；e.通过所述用户界面层输出计算结果。本发明的进一步改进在于所述方法进一步包括通过所述用户界面层对所述基础数据库层中存储的数据进行编辑的步骤。本发明的进一步改进在于所述方法进一步包括所述计算方法实现层通过一外部有限元接口与外部有限元程序进行交互。
本发明的进一步改进在于所述方法进一步包括所述基础数据库层通过一外部有限元接口获取外部有限元计算结果。
本发明是以多种计算方法为核心，以开放式数据库为基础的模块化、层次化、开放式的的计算方法。利用该方法，可以通过一次计算，获得超高层建筑混凝土泵送压力多种计算结果，从而实现各种方法的相互验证与校核。同时，开放式数据库允许使用者根据经验或规范的改进，不断丰富现有计算数据和方法，从而减少了后期的开发工作，解决了超高层建筑混凝土泵送压力计算误差大、计算过程复杂易出错等困难和问题。
本发明还公开了一种超高层建筑混凝土泵送压力计算系统，其特征在于包括一用户界面层，用于计算条件的输入以及计算结果的输出；一计算方法实现层，与所述用户界面层通过交互式接口通信连接，所述计算方法实现层包含多种基于不同计算公式的计算模块，根据所述用户界面层输入的计算条件选择相应的计算模块进行计算；一基础数据库层， 与所述计算方法实现层通过交互式接口通信连接，包含所述计算方法实现层中各计算模块所需的外部基础数据。
本发明的进一步改进在于所述基础数据库层与所述用户界面层通过交互式接口通信连接。
本发明的进一步改进在于所述计算方法实现层包含有与外部有限元程序交互的接口。
本发明的进一步改进在于所述基础数据库层包含用于获取外部有限元计算结果的外部有限元接口。
图1本发明计算系统结构框图2本发明以JGJ/T 10-95的旧国标为例的主程序流程图3本发明计算方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
请参阅图1所示，本发明的计算系统结构分为三层用户界面(图形化Portal)层 10、计算方法实现层20和基础数据库层30，其中
用户界面层10包含了计算条件输入、计算结果输出、计算结果对比，以及对比与分析报告等模块。计算条件输入的是混凝土标号、管道距离和高度、管道材质等用于泵送压力计算的计算参数。计算结果输出的是根据不同计算模块获得的计算结果。计算结果对比则对上述结果之间的差异进行量化比较，并最终通过对比与分析报告模块输出最终计算结果。此外，该用户界面层还有分别与基础数据库层30和计算方法实现层20交互的数据库交互接口模块和计算实现层接口模块。通过这两个模块，用户界面层10可以向其它两层传输数据，并接受反馈。该用户界面层可采用面向对象的编程语言，如VC++语言实现。
计算方法实现层20包括基于新旧国标公式、日本建筑学会推荐公式、经验公式以及有限元方法等不同方法的计算模块。本层包含与其它两层交互的数据库接口模块和用户界面层接口模块。该层的外部框架实现可以基于VC++实现。内部各功能模块可采用不同方法实现。配合图2所示，为以JGJ/T 10-95的旧国标为例的主程序流程图。此外，计算方法实现层20还包含有一外部有限元接口，用于与外部有限元程序进行交互，实现基于有限元的计算方法。基础数据库层30包含了上述计算方法实现层20中各计算模块所需的外部基础数据，例如新旧国标数据、日本国标数据、经验数据以及通过外部有限元接口获取的有限元计算结果数据。这些数据可以通过计算方法实现层接口模计算方法层内的各计算模块调用。基础数据库层30还可以通过用户界面层接口可以与用户界面层交互，并允许用户对基础数据库进行修改、增删等操作。保证了系统的可扩展性。该层的实现可以采用多种数据库形式实现，如ORACLE，ACCESS等等。以下配合图3来进一步描述利用本发明计算方法来计算超高层建筑混凝土泵送压力的具体流程，其主要包括但次序不限于以下步骤a.建立一计算方法实现层20，所述计算方法实现层中编辑基于不同计算公式的计算模块，例如基于新旧国标公式、日本建筑学会推荐公式、经验公式以及有限元方法等不同方法的计算模块；b.建立一基础数据库层30，在所述基础数据库层30中存储上述不同计算模块所需的外部基础数据，如规范中规定的换算数值、经验数据以及有限元计算结果等等。特别的；c.通过一用户界面层10输入计算条件，本实施例中具体是通过一管路水平长度换算模块来提取管路信息，通过一提取管程压力损失计算参数设置模块来提取计算参数；d.计算方法实现层20根据所述用户界面层10输入的计算条件选择相应的计算模块，在本实施例中选取了三种计算模块，分别为基于旧国标公式JGJ/T 10-95的计算模块， 基于日本建筑学会推荐公式的计算模块以及基于修正公式的计算模块，并从所述基础数据库层30调用对应上述三种计算模块的外部基础数据进行计算；e.通过所述用户界面层输出计算结果；f.最后用户界面层通过一对比与分析模块对所述计算结果之间的差异进行量化比较，并输出最终计算结果。
权利要求
1.一种超高层建筑混凝土泵送压力计算方法，其特征在于包括但次序不限于以下步骤a.建立一计算方法实现层，所述计算方法实现层中编辑基于不同计算公式的计算模块；b.建立一基础数据库层，在所述基础数据库层中存储所述不同计算模块所需的外部基础数据；c.通过一用户界面层输入计算条件；d.所述计算方法实现层根据所述用户界面层输入的计算条件选择相应的计算模块，并从所述基础数据库层调用对应的外部基础数据进行计算；e.通过所述用户界面层输出计算结果。
2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于所述方法进一步包括通过所述用户界面层对所述基础数据库层中存储的数据进行编辑的步骤。
3.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于所述方法进一步包括所述计算方法实现层通过一外部有限元接口与外部有限元程序进行交互。
4.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于所述方法进一步包括所述基础数据库层通过一外部有限元接口获取外部有限元计算结果。
5.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于所述方法进一步包括所述用户界面层通过一对比与分析模块对所述计算结果之间的差异进行量化比较，并输出最终计算结果。
6.一种超高层建筑混凝土泵送压力计算系统，其特征在于包括 一用户界面层，用于计算条件的输入以及计算结果的输出；一计算方法实现层，与所述用户界面层通过交互式接口通信连接，所述计算方法实现层包含多种基于不同计算公式的计算模块，根据所述用户界面层输入的计算条件选择相应的计算模块进行计算；一基础数据库层，与所述计算方法实现层通过交互式接口通信连接，包含所述计算方法实现层中各计算模块所需的外部基础数据。
7.根据权利要求6所述的计算系统，其特征在于，所述基础数据库层与所述用户界面层通过交互式接口通信连接。
8.根据权利要求6或7所述的计算系统，其特征在于，所述计算方法实现层包含有与外部有限元程序交互的接口。
9.根据权利要求6或7所述的计算系统，其特征在于，所述基础数据库层包含用于获取外部有限元计算结果的外部有限元接口。
全文摘要
本发明一种超高层建筑混凝土泵送压力计算方法，包括但次序不限于以下步骤a.建立一计算方法实现层，计算方法实现层中编辑基于不同计算公式的计算模块；b.建立一基础数据库层，在基础数据库层中存储所述不同计算模块所需的外部基础数据；c.通过一用户界面层输入计算条件；d.计算方法实现层根据所述用户界面层输入的计算条件选择相应的计算模块，并从基础数据库层调用对应的外部基础数据进行计算；e.通过用户界面层输出计算结果。本发明是以多种计算方法为核心，以开放式数据库为基础的模块化、层次化、开放式的计算方法。利用该方法，可以通过一次计算，获得超高层建筑混凝土泵送压力多种计算结果，从而实现各种方法的相互验证与校核。
文档编号G06F19/00GK102495965SQ20111040759
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者余天乐, 匡俊, 危鼎, 杜新光, 王桂玲, 苗冬梅, 马洪娟 申请人:中国建筑第八工程局有限公司, 中国船舶科学研究中心上海分部