Xây dựng phần mềm mô tả cấu tạo hình học của một số cấu kiện dưới dạng số liệu vectơ

ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC MỤC LỤC Phần 1:ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Phạm vi nghiên cứu đồ án .6 1.2 Các mục tiêu đồ án Phần 2:NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CỦA THƯ VIỆN ĐỒ HỌA VECAD .7 2.1 Giới thiệu thư viện đồ họa VeCAD 2.2 Thư viện đồ họa liên kết động VeCAD 2.2.1 Hệ thống đối tượng 2.2.2 Các kiện cung cấp .13 2.3 Điều khiển VeCAD ActiveX 15 2.4 Nghiên cứu khả xây dựng đối tượng VeCAD .15 2.4.1 Cách thức tạo đối tượng tùy biến 16 2.4.2 Hiển thị liệu đối tượng tùy biến cửa sổ “Properties” 20 2.4.3 Các kiện đối tượng tùy biến 22 2.4.4 Các kiện dùng hiển thị đối tượng tùy biến 30 2.5 Đánh giá thư viện đồ họa VeCAD: 41 Phần 3:PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 42 3.1 Phân tích toán 42 3.1.1 Các yêu cầu cần thiết 42 3.1.2 Phân tích sơ yếu tố đối tượng “Mặt cắt ngang đường” 42 3.1.3 Phân tích đặc điểm hình học cấu kiện khác: .44 3.2 Phương pháp thiết kế hệ thống 47 3.3 Thiết kế hệ thống đối tượng cho chương trình 47 3.3.1 Các lớp mô tả đối tượng “Mặt cắt ngang đường” 47 3.3.2 Các lớp mô tả đối tượng cấu kiện “Dầm BTCT”, “Cọc BTCT”, “Bản BTCT”: 51 3.3.3 Các lớp quản lý chung phục vụ cho chương trình 56 3.3.4 Định dạng tệp liệu thiết kế chương trình 56 3.3.5 Phân tích thiết kế giao diện cho chương trình 59 Đỗ Xuân Cảnh - TĐH TKCĐ K44 ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phần 4:XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH 60 4.1 Môi trường lập trình cơng cụ phục vụ phát triển chương trình .60 4.2 Ngơn ngữ lập trình C#: 61 4.3 XML 61 4.3.1 Khái niệm XML .61 4.3.2 Ưu nhược điểm .62 4.4 Xây dựng lớp cho chương trình 62 4.4.1 Các lớp mô tả đối tượng “Mặt cắt ngang đường” 62 4.4.2 Các lớp mơ tả đối tượng cấu kiện hình học 64 4.4.3 Lớp quản lý vẽ (clsDrawingManager), lớp quản lý form (clsFormManager), lớp xử lý file XML (clsXML) 66 4.5 Xây dựng giao diện cho chương trình 67 4.5.1 Giao diện (frmMain) .67 4.5.2 Giao diện nhập thông số hiển thị mặt cắt ngang đường (frmInputCSParam) 79 4.5.3 Giao diện nhập thông số cho đầu trắc ngang (frmTableViewStyle) .80 4.5.4 Giao diện nhập liệu cho dầm bê tông cốt thép mặt cắt chữ nhật (frmBeamRect) .81 4.5.5 Giao diện nhập liệu cho cọc bê tông cốt thép mặt cắt vuông (frmPillingSquare) 83 4.5.6 Giao diện nhập liệu cho cọc bê tông cốt thép mặt cắt tròn (frmPillingCircle) 84 4.5.7 Giao diện nhập liệu cho bê tông cốt thép (frmPlate) 85 4.5.8 Giao diện để vẽ đối tượng hình học (frmVeCAD) 86 4.5.9 Giao diện thơng tin chương trình (frmAbout) 86 Phần 5:KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 87 5.1 Kết đạt đồ án: 87 5.1.1 Một chương trình CAD thơng dụng: 87 5.1.2 Xây dựng thể đối tượng “Mặt cắt ngang đường” 88 5.1.3 Xây dựng hiển thị thành công đối tượng dầm BTCT 3D 89 5.1.4 Xây dựng hiển thị thành công đối tượng cọc BTCT 3D .91 5.2 Hướng phát triển: .94 MỤC LỤC HÌNH VẼ 95 Đỗ Xuân Cảnh - TĐH TKCĐ K44 ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ Thông thường đời cơng trình giao thơng (cầu, đường, ) việc nghiên cứu để cần thiết cơng trình hay vai trị đời sống xã hội Sau bước khảo sát thiết kế triển khai, kết trình tài liệu bao gồm vẽ, tính thuyết minh để thể cấu tạo cách thức để thi cơng chi phí cho cơng trình Q trình thi cơng dựa vào kết trình thiết kế để trực tiếp tạo cơng trình thực địa Như thiết kế khâu q trình tạo cơng trình Kết trình thiết kế, nêu trên, bao gồm hệ thống vẽ, tính thuyết minh mà nội dung rõ cấu tạo cơng trình, phương pháp để thực chi phí xây dựng cơng trình Việc tạo hệ thống tài liệu ln địi hỏi khối lượng tính tốn thao tác lớn việc giảm bớt cơng sức cho người thiết kế đồng thời nâng cao suất chất lượng đồ án thiết kế công việc có ý nghĩa Q trình thiết kế vận dụng kiến thức chuyên môn công cụ hỗ trợ để giải hàng loạt vấn đề nhằm tạo hồ sơ thiết kế Thực tế chứng tỏ với kiến thức chuyên môn tốt cơng cụ chưa tốt hiệu cơng việc khơng cao cịn thiếu kiến thức chun mơn dù có cơng cụ hỗ trợ tốt chất lượng đồ án khơng đảm bảo Như hai yếu tố chủ chốt tạo nên đồ án thiết kế có chất lượng Kiến thức chun mơn bao gồm nhiều nội dung khác cung cấp suốt trình học đại học dạng học phần hay môn học cụ thể Mỗi mơn học đóng vai trị phận tạo nên khối kiến thức tổng hợp giúp cho người kỹ sư định hướng cách giải vấn đề q trình tạo cơng trình Cơng cụ hỗ trợ thiết kế giúp người kỹ sư triển khai chi tiết ý tưởng thực tế đóng vai trị quan trọng việc định suất chất lượng q trình thiết kế Với cơng cụ hỗ trợ vẽ, tính tốn đơn giản nhiều vấn đề phức tạp, mặt lý thuyết giải được, Đỗ Xuân Cảnh - TĐH TKCĐ K44 ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP triển khai thực tế, ví dụ tính tốn kết cấu lớn, phức tạp theo sơ đồ không gian ba chiều thể kết thiết kế tuyến đường dạng mơ hình ba chiều Với đặc thù công tác thiết kế chủ yếu tính tốn triển khai vẽ công cụ hỗ trợ mang lại hiệu thiết thực phải đáp ứng yêu cầu tính tốn, tạo vẽ lưu trữ liệu Do đặc điểm yêu cầu với phát triển công nghệ thông tin thấy hệ thống phần mềm hỗ trợ thiết kế cơng cụ thích hợp Hệ thống phần mềm hỗ trợ thiết kế bao gồm chương trình chuyên dụng xây dựng để giải hay nhiều vấn đề trình thiết kế cơng trình, ví dụ xử lý số liệu khảo sát, tính tốn kết cấu, tạo vẽ Bên chương trình chuyên dụng chứa nhiều kiến thức chun mơn nhiều phần q trình thiết kế thực tự động Tuy nhiên thực phần q trình thiết kế hay cơng đoạn ln địi hỏi nhiều lựa chọn, phân tích, lập luận theo hình thức “chun gia”, điều cản trở cho trình xây dựng chương trình chuyên dụng chương trình này, nay, đa số thực tự động hoàn toàn vấn đề độc lập có nhiều yếu tố cố định, tính tốn nội lực kết cấu, cịn vấn đề mang tính hệ thống, địi hỏi có suy luận, phân tích mức độ tự động đạt chưa cao, ví dụ q trình thiết kế bình đồ tuyến đường Tự động hóa thiết kế hiểu kết hợp chương trình trợ giúp thiết kế với kiến thức chuyên môn để đưa cách nhanh chóng, xác hợp lý phương án thiết kế cơng trình Như vậy, khả chương trình trợ giúp thiết kế đóng vai trị quan trọng việc tự động hóa thiết kế, việc cân nhắc lựa chọn chương trình trợ giúp thiết kế phù hợp quan trọng Trong cơng tác thiết kế đường, việc thiết kế hình học khâu quan trọng Nó ảnh hưởng đến kinh tế xã hội, kinh tế, định đến thành công thành công dự án Do vậy, chương trình trợ giúp thiết kế tốt tiết kiệm thời gian thiết kế người kỹ sư Hiện nay, Việt Nam, có nhiều hệ thống phần mềm thương mại hóa, sản xuất cơng ty, tổ chức ngồi nước để trợ giúp cơng tác thiết kế đường Có thể kể số phần mềm sử dụng Việt Nam phần mềm TKD Bộ mơn Tự động hóa Thiết kế cầu đường – Trường Đại học Giao thông vận tải, phần mềm NovaTDN, RoadPlan cơng ty Hài Hịa, phần mềm Microstation Geopak hãng Bentley, phần mềm Softdesk (phiên cũ), Land Đỗ Xuân Cảnh - TĐH TKCĐ K44 ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Desktop (phiên cũ), Civil 3D (phiên mới) công ty Autodesk nhiều phần mềm khác Các phần mềm nước ngồi sản xuất thường có quy mơ lớn với nhiều tính đáp ứng Việc thiết kế hình học đường phần mềm đánh giá tốt Một điểm mạnh phần mềm tạo mối quan hệ nhiều chiều khép kín đối tượng Nhìn chung phần mềm nước ngồi chia thành nhóm : + Nhóm chạy dựa hệ thống CAD: hệ thống CAD tồn hai hệ thống mạnh AutoCAD Autodesk Microstation Bentley - Hệ thống AutoCAD: phần mềm Softdesk (phiên cũ), Land Desktop (phiên cũ), Civil 3D (phiên mới), MXRoad,… - Hệ thống Microstation: Geopak hãng Bentley, MXRoad,… + Nhóm độc lập + Nhóm chạy hệ thống CAD độc lập: MXRoad,… Các ưu điểm phần mềm nước khả phong phú việc xử lý, tương tác cao trình thiết kế, quản lý tập trung dự án thiết kế, tính đồng cao, Khả tạo tùy biến cao Một số phần mềm cịn cung cấp mơ hình đối tượng COM (Component Object Model) để nhà phát triển thứ bà lập phần mềm phù hợp với mục đích riêng Tuy nhiên nhược điểm phần mềm có qui mơ lớn nên việc sử dụng triển khai khó khăn, đồng thời đưa số kết chưa phù hợp với qui trình, qui phạm hành Việt Nam số tình thiết kế Các phần mềm nước thường có qui mơ nhỏ đáp ứng phần nội dung công việc phần mềm đa số hoạt động dựa vào phần toàn hệ thống CAD Ưu điểm phần mềm dễ sử dụng, cho kết thiết kế (bản vẽ, bảng biểu) phù hợp với qui trình hành Khả ứng dụng thực tiễn cao triển khai dễ dàng Tính động cao, phù hợp với dự án túy đường Do hoạt động dựa hệ thống CAD nên để hoạt động phần mềm phải cần phải kèm với hệ thơng CAD (ví dụ AutoCAD) Điều làm tính linh hoạt phần mềm không cao Do vậy, việc nghiên cứu xây dựng phần mềm hỗ trợ thiết kế hình học đường độc lập hồn tồn phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam cần thiết Đỗ Xuân Cảnh - TĐH TKCĐ K44 ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chính đồ án tốt nghiệp “Xây dựng phần mềm mơ tả cấu tạo hình học số cấu kiện dạng số liệu Vectơ” nhằm tạo tiền đề cho việc xây dựng phần mềm hỗ trợ thiết kế hình học đường phần mềm mơ hình hóa kết cấu, tính tốn kết cấu 1.1 Phạm vi nghiên cứu đồ án Phạm vi đồ án nghiên cứu khả sử dụng thư viện đồ họa VeCAD để xây dựng phần mềm hỗ trợ thiết kế hình học Trong sâu vào nghiên cứu vấn đề sau: + Nghiên cứu đối tượng cung cấp thư viện VeCAD cách sử dụng chúng + Nghiên cứu xây dựng thể đối tượng hình học (Custom Object) dựa đối tượng sẵn có thư viện Từ xây dựng:  Đối tượng “mặt cắt ngang đường”  Dầm BTCT 3D mặt cắt chữ nhật, chữ T, chữ I,…  Cọc BTCT 3D mặt cắt vng, hình trịn,…  Bản BTCT 3D 1.2 Các mục tiêu đồ án - Xây dựng chương trình hỗ trợ thiết kế hình học với đầy đủ chức cần thiết vẽ đối tượng hình học đơn giản (điểm, đường thẳng, đường trịn, hình chữ nhật,…) chức khác giống chương trình CAD thơng dụng - Xây dựng mô dun thể : + Mặt cắt ngang đường với đầy đủ phần theo cách thể mặt cắt ngang Việt Nam + Dầm BTCT 3D mặt cắt chữ nhật, chữ T, chữ I,… không gian + Cọc BTCT 3D mặt cắt vng, hình trịn,…trong không gian + Bản BTCT 3D không gian Đỗ Xuân Cảnh - TĐH TKCĐ K44 ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI Đỗ Xuân Cảnh - TĐH TKCĐ K44 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đỗ Xuân Cảnh - TĐH TKCĐ K44 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CỦA THƯ VIỆN ĐỒ HỌA VECAD ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CỦA THƯ VIỆN ĐỒ HỌA VECAD  Giao tiếp thơng qua lệnh đăng ký trực tiếp vào menu, nút lệnh, phím tăng tốc chương trình  Hỗ trợ loại phông chữ Windows (phông TTF) AutoCAD (phông SHP/SHX)  Hỗ trợ mẫu tô AutoCAD (PAT) kiểu đường (LIN)  Sao chép dán nhớ tạm  Bộ nhớ đệm Undo-redo lưu trữ khoảng 100 lệnh  Một cửa sổ dòng lệnh phụ trợ tạo điều kiện thuận lợi cho việc thao các dòng lệnh, giao tiếp macro tiềm cho người lập trình 1.4 Thư viện đồ họa liên kết động VeCAD 1.4.1 Hệ thống đối tượng Thư viện đồ họa VeCAD bao gồm đối tượng hình học phi hình học Người dùng sử dụng đối tượng hình học như: điểm (Points), đường thẳng (Lines), đường đa tuyến (Sub-classed Polylines), hình trịn (Circles), cung trịn (Arcs), elíp (Ellipses), hình chữ nhật (Rectangles), văn (Text), khối chèn (Block Insertions), kích thước (Dimensions) ảnh “raster” (Raster Images) để tạo thiết kế họ Các đối tượng phi hình học bao gồm đối tượng kiểu chữ (Text style), kiểu ghi kích thước (Dimension style), lớp (Layer), … Đỗ Xuân Cảnh - TĐH TKCĐ K44 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CỦA THƯ VIỆN ĐỒ HỌA VECAD ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VeCAD Phi hình học Hình học Layers Layer Points Point Linetypes Linetype Lines Line Pages Page Polylines Polyline Blocks Block Rectangles Rectangle Text Styles Text Style s Multilines Multiline Point Styles Point Style Arcs Arc Multiline Styles Multiline Style Circle Dimension Styles Phi hình học Ellipses Chú giải: Tập đối tượng Đối tượng Texts Text Multiline Texts Multiline Text Raster Images Raster Image Block Insertions Block Insertion Hatchs Hatch External references Dimensions External Reference Leaders Leader Block Attributes Block Attribute Custom Objects Custom Object Dimension Hình Mơ hình đối tượng thư viện VeCAD Đỗ Xn Cảnh - TĐH TKCĐ K44 10 ... TẢI HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chính đồ án tốt nghiệp ? ?Xây dựng phần mềm mơ tả cấu tạo hình học số cấu kiện dạng số liệu Vectơ? ?? nhằm tạo tiền đề cho việc xây dựng phần mềm hỗ trợ thiết kế hình học. .. chốt tạo nên đồ án thiết kế có chất lượng Kiến thức chuyên môn bao gồm nhiều nội dung khác cung cấp suốt trình học đại học dạng học phần hay môn học cụ thể Mỗi môn học đóng vai trị phận tạo nên... học đường phần mềm mơ hình hóa kết cấu, tính tốn kết cấu 1.1 Phạm vi nghiên cứu đồ án Phạm vi đồ án nghiên cứu khả sử dụng thư viện đồ họa VeCAD để xây dựng phần mềm hỗ trợ thiết kế hình học Trong