Budynki Wysokie dla Windows Podręcznik Użytkownika Jacek Wdowicki Waldemar Tomaszewski Wersja 2.0 Dokument niniejszy jest opisem programu BW for Windows powstałego na bazie programów BW-7 i DAMB. Program służy do analizy trzonowych i ścianowych konstrukcji usztywniających budynków wysokich [Wdo91, Wdo93, Wdo93i, Wdo95, Wdo97, Wdo98x, Wdo98y]. Program realizuje trzy zasadnicze zadania: wczytanie danych, analiza obliczeniowa, wydruk wyników obliczeń. Przed dokonaniem obliczeń program wczytuje dane, na podstawie których zdefiniowana zostaje konstrukcja. Dane do obliczeń tworzone są przez niezależne programy i dostarcza się je w postaci specjalnego pliku tekstowego [Wdo97f,Wdo05c, Wdo05d]. Wynikiem działania programów inicjujących jest utworzenie pliku binarnego, który zawiera definicję modelu matematycznego rozwiązywanego zagadnienia [Wrz78c]. Plik ten jest łącznikiem pomiędzy wszystkimi częściami programu. Programy obliczeniowe stanowiące rdzeń pakietu zachowują w tym pliku wyniki przekształceń. Po dokonaniu wszystkich wymaganych obliczeń program zajmuje się sformatowaniem i wydrukiem wyników. Wyniki działania programu generowane są w postaci pliku tekstowego. Jednym z elementów programu jest zestaw modułów do wizualizacji danych wejściowych i przetworzonych przez system [Wdo98b, Wdo99, Wdo99c, Wdo00, Wdo00i, Wdo00j, Wdo06f, Wdo06g]. Dla potrzeb programu opracowano uogólnioną na przypadek zerowych wartości własnych metodę rozwiązywania równań różniczkowych [Wdo80, Wdo83]. Do programu włączono, jako jego moduły, szereg początkowo oddzielnych programów. Można tutaj wymienić programy dla analizy algebraicznych zagadnień własnych [Mic74], analizy prętów cienkościennych [Rap75], obliczania normowych oddziaływań parcia wiatru [Wdo00k], obliczania zastępczej długości obliczeniowej nadproża zamocowanego w ścianach podatnych [Wdo06d] itd. Program obecnie zapisany jest w języku Delphi [Bod05b, Lis02b, Mil98, Osi97]. Do jego kompilacji wykorzystuje się środowisko Turbo Delphi 2006 [Brą06]. Przy powstawaniu kolejnych wersji programu starano się przestrzegać zasad inżynierii oprogramowania [Beg97, Beg00b, Beg03b, Beg06, Wdo00e, Wdo00g, Wdo01] i dbać o jego efektywność [Wdo99d]. Program był wielokrotnie wykorzystywany w praktyce projektowej w analizach statycznych [Wdo95, Wdo03c, Wdo06] i dynamicznych [Wdo95, Wdo05].
BW for Windows User s Guide 2 1. Główne okno aplikacji Główne okno aplikacji pełni rolę centrum sterowania funkcjami dostępnymi w programie. Podzielone jest ono na trzy zasadnicze części: panel danych, panel narzędziowy, pasek menu. Wszystkie funkcje programu dostępne są za pomocą myszki lub klawiatury. Niektórym opcjom przypisane są także klawisze skrótu. Korzystać z nich można używając kombinacji klawisza ALT i klawisza odpowiadającego podkreślonej literze występującej w nazwie funkcji. Panel danych Dane i opis danych W skład tej grupy elementów wchodzi panel danych oraz panel opisu danych. Panel danych stanowi lista dostępnych plików z danymi do obliczeń. Do wyboru mamy pliki typu BW7, BW8 i BW9 zawierające dane do obliczeń statycznych, dynamicznych i nieliniowych. Wszystkie pliki danych rozpoznawane w programie BW umieszczone zostały w katalogu wszystkie pliki BW. Dodatkowy folder wszystkie pliki (*.*) zawiera kompletny wykaz plików w katalogu danych do obliczeń. Dane, dla których wykonano obliczenia oznaczone są symbolem, w przeciwnym wypadku oznaczone są przez symbol. Po wybraniu pliku z danymi w prawym oknie Opis danych pojawia się ich krótki opis. W przypadku, gdy dla danych wykonane zostały obliczenia, dodatkowo wyświetlony zostanie plik OUT wygenerowany podczas obliczeń. Sposób wyświetlania zawartości pliku OUT określony jest w ustawieniach konfiguracyjnych programu. W przypadku, gdy dla danych nie zostały wykonane obliczenia, niedostępne są następujące elementy paska narzędziowego: Korekta wyników, Wizualizacja przemieszczeń, Wizualizacja naprężeń, Wizualizacja zmienności sił w nadprożach.
BW for Windows User s Guide 3 Pasek narzędziowy Oblicz wybranie tego klawisza powoduje rozpoczęcie obliczeń na podstawie wcześniej wybranych danych. Proces obliczeniowy uzależniony jest od parametrów obliczeń. Postęp procesu obliczeń widoczny jest na głównym panelu. Dodatkowo w trakcie obliczeń wyświetlana jest nazwa funkcji przetwarzającej dane. W wyniku działania funkcji obliczeniowych utworzone zostaną dwa pliki D-R i OUT. Plik D-R jest pomocniczym plikiem przechowującym pośrednie wyniki przekształceń. Plik OUT jest raportem zawierającym wyniki obliczeń. Można go poddać dodatkowemu procesowi obróbki i formatowania. Jest on podstawą do sporządzenia dokumentacji wyników analizy konstrukcji. Edycja danych powoduje uruchomienie edytora tekstowego umożliwiającego podgląd lub edycję pliku danych. Preprocesor jest programem realizującym graficzną prezentację opisujących konstrukcję danych w pliku wejściowym. Edycja wyników powoduje uruchomienie edytora tekstowego umożliwiającego podgląd lub edycję pliku powstałego po wykonaniu obliczeń. Wizualizacja przemieszczeń Postprocesor BW7V jest częścią systemu obliczania konstrukcji BW-7. Na podstawie danych generowanych przez system program wizualizuje, na rzucie konstrukcji, przemieszczenia ścian konstrukcji usztywniającej lub przemieszczenia ekstremalne wybranych punktów, co w znaczny sposób ułatwia sprawdzenie ich poprawności i analizę. Program BW7V jest postprocesorem graficznym napisanym w języku Pascal. Dane wejściowe program czerpie z pliku o rozszerzeniu *.d-r (generowanego przez system). Plik ten zawiera m.in.: liczbę punktów tworzących ściany konstrukcji i ich współrzędne (x, y), liczbę ścian i elementów, indeks przynależności ściany do danego elementu, jednostkę długości oraz dane opisujące naprężenia (dane te wykorzystywane są przez postprocesor BW7S). Wizualizacja naprężeń Postprocesor BW7S jest częścią systemu obliczania konstrukcji BW-7. Na podstawie danych generowanych przez system program wizualizuje, na zadanych w danych rzędnych wysokości, rozkład naprężeń w ścianach konstrukcji usztywniającej, co w znaczny sposób ułatwia sprawdzenie ich poprawności i analizę. Program BW7S jest postprocesorem graficznym, napisanym w języku Pascal. Dane wejściowe programu stanowi plik z rozszerzeniem *.d-r (generowany przez system). Plik ten zawiera m.in.: liczbę punktów tworzących ściany konstrukcji i ich współrzędne (x, y), liczbę ścian i elementów, indeks przynależności ściany do danego elementu, jednostkę siły i długości, minimalną i maksymalną wartość naprężenia danego rodzaju w całym układzie usztywniającym oraz dane opisujące naprężenia. Budując program przyjęto, że ściany połączone w sposób niepodatny tworzą element, ściana jest natomiast podzielona na fragmenty o stałej wartości naprężenia. Wizualizacja funkcji wzdłuż wysokości Postprocesor BW7F jest częścią systemu obliczania konstrukcji BW-7. Zadaniem tego programu jest rysowanie funkcji danych i wyników
BW for Windows User s Guide 4 dla danego układu usztywniającego wzdłuż wysokości budynku. Między innymi możliwe jest wykonanie wykresów przemieszczeń poziomych V G (z) i sił tnących w pionowych pasmach nadproży n N (z). Program BW7F jest postprocesorem graficznym napisanym w języku Pascal. Dane wejściowe program czerpie z pliku o rozszerzeniu *.d-r (generowanego przez system). Plik ten zawiera m.in.: wartości rzędnych i wartości poszczególnych funkcji w tych rzędnych. Menu kontekstowe - Wszystkie omawiane dotychczas przyciski dostępne są również z poziomu menu kontekstowego w panelu danych: Kasowanie Funkcja ta pozwala na usuniecie wybranych plików wynikowych, wygenerowanych przez program. Do wyboru mamy pliki typu OUT, D-R, PST lub Wszystkie. Możliwy jest także selektywny wybór plików. Ustawienia jest opcją służącą do ustawianie parametrów programu. Parametry podzielone zostały na trzy grupy: Katalogi, Parametry, Język. Katalogi program daje możliwość ustalenia lokalizacji plików danych i wyników. Operację wyboru katalogów wykonujemy przy pomocy okna dialogowego LOKALIZACJA DANYCH. Wyboru ścieżki dokonujemy przez wskazanie napędu dysku i katalogu na tym dysku, a następnie potwierdzeniem wyboru klawiszem OK.
BW for Windows User s Guide 5 Parametry - Możliwy jest także szczegółowy dobór parametrów obliczeń. W przypadku obliczeń statycznych do wyboru mamy: Przemieszczenia obliczanie przemieszczeń. Siły w nadprożach obliczanie sił w nadprożach. Siły przekrojowe obliczanie sił przekrojowych. W przypadku obliczeń dynamicznych do wyboru mamy: Dynamika dokonane zostaną tylko obliczenia analizy dynamicznej. Statyka i dynamika dokonane zostaną obliczenia zarówno analizy statycznej jak i dynamicznej. Drgania własne - obliczanie wyłącznie drgań własnych. W przypadku obliczeń nieliniowych do wyboru mamy: Obliczenia testowe Obliczenia standardowe
BW for Windows User s Guide 6 Obliczenia pełne We wszystkich przypadkach mamy możliwość wyboru sposoby wydruku liczb. Postać normalna wydruku wydruk obliczeń w postaci tradycyjnej (nie w postaci półlogarytmicznej inaczej nazywanej postacią wykładniczą). Automatyczny podgląd zredagowanego pliku danych wyświetlanie zredagowanych danych na prawym panelu opisu danych. Automatyczny podgląd pełnego pliku wyników wyświetlenie pełnego pliku wynikowego na prawym panelu opisu danych. Język - Możliwy jest także szczegółowy dobór parametrów obliczeń. W przypadku obliczeń statycznych do wyboru mamy: Pomoc wyświetla plik pomocy. 2. Menu aplikacji Menu plik grupa opcji służących do operacji na plikach. Nowy otwarcie i edycja nowego pliku tekstowego. Z założenia pozycja ta służy do edycji plików zawierających proste dane. Otwórz otwarcie istniejącego pliku. Pozycję tę wykorzystać można do modyfikacji danych lub poprawienia formatowania pliku wynikowego. Po wybraniu jej opcji wyświetlane jest standardowe okno dialogowe do wyboru pliku. Wyjście wyjście z systemu BW for Windows.
BW for Windows User s Guide 7 Menu pomoc pomoc oraz informacje do programu. Pomoc wyświetla plik pomocy. Informacje wybranie tej opcji powoduje otwarcie okna zawierającego podstawowe dane o systemie oraz autorach. 3. Edytor tekstowy Edytor tekstowy służy do przeglądania i modyfikacji danych wejściowych do systemu oraz wyników wygenerowanych podczas obliczeń.
BW for Windows User s Guide 8 Dostęp do wszystkich funkcji dostępnych w edytorze uzyskujemy za pomocą klawiszy na panelu sterowania. W skład funkcji edytora wchodzą NOWY, OTWÓRZ, ZAPISZ, ZAPISZ JAKO, DRUKUJ, ZNAJDŹ, WYBÓR CZCIONKI. Nowy utworzenie nowego pliku danych i wyczyszczenie zawartości pola edycyjnego. Opcja ta jest aktywna, jeżeli edytor uruchomiony jest z funkcji Nowy w menu. W przypadku, gdy edytor wykorzystywany jest do edycji istniejącego pliku danych (klawisz edycji danych na pasku narzędziowym) funkcja ta nie jest dostępna. Otwórz opcja ta służy do wczytania do edytora istniejącego pliku danych lub wyników. Opcja ta jest aktywna, jeżeli edytor uruchomiony jest z funkcji Nowy w menu. W przypadku, gdy edytor wykorzystywany jest do edycji istniejącego pliku danych (klawisz edycji danych na pasku narzędziowym) funkcja ta nie jest dostępna. Po wybraniu tej opcji pojawia się okno dialogowe Otwórz, za pomocą którego można wybrać plik do edycji.
BW for Windows User s Guide 9 Zapisz służy do zapisu edytowanego pliku. Jeżeli plik nie został wcześniej zapisany to system zapyta o nazwę pliku. Zapisz jako służy do zapisu edytowanego pliku z nową nazwą. Funkcja powoduje otwarcie okna dialogowego, za pomocą którego można określić lokalizację i nazwę pliku. Drukuj służy do wydruku edytowanego.
BW for Windows User s Guide 10 Znajdź opcja ta jest bardzo pomocna do wyszukiwaniu w pliku fragmentu tekstu. Czcionki zmiany dotyczące czcionki: rodzaju czcionki, stylu czcionki, wielkości. LITERATURA: Beg97. Begier B., Wdowicka E., Wdowicki J.: On the methodics providing software quality in civil engineering applications,
BW for Windows User s Guide 11 in: Software Quality Engineering, Ed.: C. Tasso, M. Pighin, R.A. Adey, Computational Mechanics Publications, Southampton 1997, 71-80. Beg00b. Begier B., Wdowicki J., Wdowicka E.: Quality aspects of software for analysis of shear wall tall buildings. Part 1: Analysis of problem domain and quality requirements, in: Lightweight Structures in Civil Engineering, Proc. of the Local Seminar of IASS Polish Chapter, Warsaw - Cracow, 1 December, 2000, 7-11. Beg03b. Begier B., Wdowicki J.: Ocena jakości oprogramowania inżynierskiego przez użytkowników, w: IV Krajowa Konferencja Metody i systemy komputerowe w badaniach naukowych i projektowaniu inżynierskim, Kraków, 26-28 listopada 2003, 547-552. Beg06. Begier B., Wdowicki J., Feedback from Users on a Software Product to Improve Its Quality in Engineering Applications, w: IFIP International Federation for Information Processing, Volume 227, 2006, Software Engineering Techniques: Design for Quality, ed. K. Sacha, Springer Verlag, Boston, s. 167 178. Bod05b. Boduch A.: Delphi 2005. Kompendium programisty Helion, Gliwice 2005. Brą06. Brągoszewski P.: Borland kontratakuje, PCWK, 11 (2006) 178-179. Lis02b. Lischner R.: Delphi. Almanach, Helion, Gliwice 2002. Mic74. Michalski Z., Hejmanowski J., Wdowicki J.: Opracowanie procedury (typu "kombajn") rozwiązywania pełnego problemu własnego dla dowolnych macierzy rzeczywistych, Raport nr GMM-2/74, Polit. Pozn., Poznań 1974. Mil98. Miller T., Powell D.: Delphi 3: Księga eksperta, Tom 1 i 2, Helion, Gliwice 1998. Osi97. Osier D., Grobman S., Batson S.: Delphi 2, Helion, Gliwice 1997. Rap75. Rapp P., Wrześniowski K., Wdowicki J.: Skręcanie nieswobodne prętów złożonych o przekroju otwartym, Rozp. Inż., 23, 4 (1975) 625-640. Wdo80. Wdowicka E., Wrześniowski K.: Realizacja algorytmu rozwiązywania układów równań różniczkowych w systemie BW06, Mech. i Komp., 2 (1980) 237-248. Wdo83. Wdowicka E., Wdowicki J., Wrześniowski K.: Algorytm rozwiązywania układów równań różniczkowych, występujących przy analizie ścianowych konstrukcji usztywniających budynki wielokondygnacyjne, w: VI Konf. "Metody Komput. w Mech. Konstrukcji", Białystok, czerwiec 1983, 171-179. Wdo91. Wdowicki J., Wdowicka E.: Integrated system for analysis of three-dimensional shear wall structures, Comp. Meth. in Civil Engineering, 1, 3-4 (1991) 53-60. Wdo93. Wdowicki J., Wdowicka E.: Analiza statyczna przestrzennych układów ścianowych z nadprożami, Metody Komputerowe w Inżynierii Lądowej, Część I: Równania problemu, 3, 1 (1993) 9-24, Część II: Rozwiązania równań problemu, 3, 1 (1993) 25-30, Część III: Algorytm rozwiązywania układów równań różniczkowych, 3, 1 (1993) 31-42, Część IV: System programów komputerowych, 3, 2 (1993) 9-33, Część V: Przykłady obliczeń, 3, 2 (1993) 35-59. Wdo93i. Wdowicki J., Wdowicka E.: System of programs for analysis of three-dimensional shear wall structures, The Structural Design of Tall Buildings, 2, 4 (1993) 295-305.
BW for Windows User s Guide 12 Wdo95. Wdowicki J., Wdowicka E., Błaszczyński T.: Integrated system for analysis of shear wall tall buildings, in: Proc. of the Fifth World Congress "Habitat and High- Rise: Tradition and Innovation", Council on Tall Buildings and Urban Habitat, Amsterdam, May 14-19, 1995, 1309-1324. Wdo97. Wdowicki J., Wiśniewski M.: Data base conversational generation of designing task from digital model of structure in AutoCAD system, in: Proc. XIII Polish Conf. on Computer Methods in Mechanics, Poznań University of Technology, Poznań 1997, vol. 4, 1379-1386. Wdo97f. Wdowicki J., Wdowicka E.: Opis zadania projektowego w systemie zintegrowanym, Met. Komp. w Inż. Ląd., Nr 3, 1997, 101-116. Wdo98b. Wdowicki J., Tomaszewski A., Wdowicka E.: Postprocesor wykonujący kolorowe mapy naprężeń występujących w ścianach budynków - realizacja w języku Pascal, Raport IKB PP, Politechnika Poznańska, Poznań 1998, 1-47. Wdo98x. Wdowicki J., Wdowicka E.: Komputerowy system analizy wytrzymałościowej ścianowych konstrukcji usztywniających budynki wysokie "BW-7", Informacja, wyd. 2, Polit. Pozn., Poznań 1998, 1-3. Wdo98y. Wdowicki J., Wdowicka E.: Komputerowy system "DAMB" analizy dynamicznej budynków wysokich usztywnionych konstrukcjami ścianowymi, Informacja, wyd. 2, Polit. Pozn., Poznań 1998, 1-2. Wdo99. Wdowicki J., Tomaszewski A., Wdowicka E.: Postprocesor wspomagający ocenę wytężenia ścian budynku, w: III Szkoła "Komputerowego wspomagania projektowania, wytwarzania i eksploatacji, Szczyrk 10-14 maja 1999, Helion, Warszawa-Gliwice 1999, 135-142. Wdo99c. Wdowicki J., Tomaszewski A., Wdowicka E.: Postprocessor for stress distribution evaluation in shear wall structures, Computer Methods in Mechanics, Proc. of the XIV Polish Conf. on..., 26-28 May 1999, Rzeszów, Poland, Rzeszów Univ. of Technology, Rzeszów 1999, 385-386. Wdo99d. Wdowicki J., Tomaszewski W., Tomaszewski A.: Dynamic main storage allocation in computer programs for analysis of structures, Computer Methods in Mechanics, Proc. of the XIV Polish Conf. on..., 26-28 May 1999, Rzeszów, Poland, Rzeszów Univ. of Technology, Rzeszów 1999, 387-388. Wdo00. Wdowicki J., Tomaszewski A., Wdowicka E.: Prezentacja wyników w systemie obliczania budynków usztywnionych ścianami, w: IV Szkoła "Komputerowego wspomagania projektowania, wytwarzania i eksploatacji, Jurata, 15-19 maja 2000, Helion, Warszawa 2000, 383-392. Wdo00e. Wdowicka E., Wdowicki J.,Begier B.: Quality aspects of software for analysis of shear wall tall buildings. Part 2: Software design, implementation, and results, in: Lightweight Structures in Civil Engineering, Proc. of the Local Seminar of IASS Polish Chapter, Warsaw - Cracow, 1 December, 2000, 143-148. Wdo00g. Wdowicki J., Tomaszewski W.: BW dla Windows. Dokumentacja techniczna, Raport IKB PP, Poznań 2000, 1-13. Wdo00i. Wdowicki J., Tomaszewski A.: Postprocesory systemu BW dla Windows. Dokumentacja techniczna wersja 1.2, Raport IKB PP, Poznań 2000, 1-57. Wdo00j. Wdowicki J., Tomaszewski A.: Postprocesory systemu BW dla Windows. Podręcznik użytkownika wersja 1.1, Raport IKB PP, Poznań 2000, 1-22. Wdo00k. Wdowicka E., Wdowicki J.: Program umożliwiający określenie obciążenia wiatrem budynków wysokich. Dokumentacja programu WIATR, Raport IKB PP, Poznań, 2000, 1-23.
BW for Windows User s Guide 13 Wdo01. Wdowicki J.A., Wdowicka E.M., Tomaszewski A.M.: Integrated System for multistorey buildings use of software engineering rules, 2 nd European Conference on Computational Mechanics: Solids, Structures and Coupled Problems in Engineering, Cracow, Poland, June 26-29, 2001, Abstracts, Vol. 1, 408-409, full version on CD-ROM, minisymposium 10, 1-20. Wdo03c. Wdowicki J.A., Wdowicka E.M., Błaszczyński T.Z.: Analiza statycznowytrzymałościowa konstrukcji rewitalizowanego budynku biurowego, w: Advanced Mechanics of Urban Structures, Workshop, Sept. 25-26, 2003, Sopot, Poland, ed. I. Kreja, Gdańsk 2003, 113-116. Wdo05. Wdowicka E.M., Wdowicki J.A., Błaszczyński T.Z.: Seismic analysis of the "South Gate" tall building according to Eurocode 8, The Structural Design of Tall and Special Buildings, 14, 1 (2005) 59-67. Wdo05c. Wdowicki J., Nowak M.: Preprocesor POL-3 generujący opis konstrukcji usztywniającej na podstawie rysunków budynku. Dokumentacja użytkownika, Raport IKB, Pol. Poznańska, Poznań 2005, 1-51. Wdo05d. Wdowicki J., Nowak M.: Preprocesor POL-3 generujący opis konstrukcji usztywniającej na podstawie rysunków budynku. Dokumentacja techniczna, Raport IKB, Pol. Poznańska, Poznań 2005, 1-90. Wdo06. Wdowicki J., Wdowicka E.: Zastosowanie modelu ciągłego w analizie konstrukcji usztywniających budynki wielokondygnacyjne, Inż. i Bud. 62, 3 (2006) 170-173. Wdo06d. Wdowicka E., Wdowicki J.: Program BW dla Windows. Procedury umożliwiające wyznaczenie długości obliczeniowej nadproża zamocowanego w ścianach podatnych. Raport IKB, Pol. Poznańska, Poznań 2006, 1-13. Wdo06f. Wdowicki J., Tomaszewski A., Tomaszewski W.: Postprocesory systemu BW dla Windows. Dokumentacja techniczna wersja 1.5, Raport IKB PP, Poznań 2006, 1-63. Wdo06g. Wdowicki J., Tomaszewski A., Tomaszewski W.: Postprocesory systemu BW dla Windows. Podręcznik użytkownika wersja 1.3, Raport IKB PP, Poznań 2006, 1-24. Wrz78c. Wrześniowski K., Wdowicka E., Wdowicki J.: Projekt systemu BW-7, ITKB, Poznań, 1978.