摘要：标准预埋件是核电厂常用的钢结构构件。为了提升其设计过程自动化程度，采用Java语言和MySQL数据库开发了一款核电厂标准预埋件辅助设计软件，对其实现方案做了介绍。
关键词：预埋件；软件开发；计算机辅助设计
1引言
预埋件是指在混凝土结构中留设的、由钢板和锚固筋组成的结构构件。作为支吊架和设备常用的生根形式，预埋件设计工作量很大。为了加快设计进度，同时考虑到工程的通用性，按照预埋件锚板、锚栓尺寸、材料、连接方式等的不同，对其进行标准化设计，可以建立起一系列标准规格、经过验证可靠的标准预埋件库，并将其归纳、整理成标准预埋件设计手册。这样在设计过程中只要从手册中选取合适类型的预埋件，并确保其满足手册中对承载力、刚度等参数的要求，即可使用该预埋件而无需再进行额外的力学分析。
2软件开发的必要性
采用标准预埋件手册进行预埋件设计在一定程度上简化了设计流程，减少了同类预埋件重复选型计算带来的额外工作量，具有良好的效益。然而，由于预埋件破坏性形式较多，为防止各种破坏形式出现，在设计过程中一般需要对预埋件承载力进行保守折减[1]。这一承载力折减过程受到连接偏差、墙体混凝土厚度、埋板自由边数量和距离、相邻锚板的类型和距离等多种因素影响，同时还需查阅大量表格以获取相关参数。此外，在预埋件承载力校核过程中，因为连接件根部支反力存在多种工况，需要对这些工况一一进行校核，计算量很大且计算过程相近。上述过程如果仅仅依靠人工完成，会显著增加设计人员的劳动强度，且难以保证计算结果的正确率。由此可见开发标准预埋件辅助设计软件是十分必要的。依托于具体的工程项目，开发了一款核电厂标准预埋件辅助设计软件，将对该软件的实现方案做一介绍。
3软件实现
3.1软件开发环境中标准预埋件辅助设计软件采用Client/Server架构。客户端程序采用Java语言在NetbeansIDE中进行开发，服务器端数据库采用MySQL数据库在MySQLWorkbench工具中进行开发。
3.2程序功能结构与图形用户界面
3.2.1功能结构标准预埋件辅助设计软件的功能结构图如图1所示。各功能模块简介如下：登录模块：登录位于服务器上的MySQL数据库。初选模块：初步确定需要进行选型校验的标准预埋件类型。连接校验模块：根据预埋件上连接件尺寸、焊接和定位等信息，校验所选预埋件是否满足手册中对于焊脚尺寸、连接偏差和承载区域的要求。承载力折减模块：根据预埋件锚板距混凝土自由边最小边距Emin和相邻锚板间距最小值Lmin，对所选预埋件的承载力进行折减。该模块包括承载力折减情况判定、完全承载力查取和承载力折减3个子模块。力学校验模块：根据预埋件承受的载荷，校验所选预埋件是否满足设计手册的要求。报告输出模块：将预埋件选型校验信息自动输出到已经准备好的报告模板中。3.2.2图形用户界面从3.2.1节中可以看出，软件在运行过程中这些功能模块是顺序调用的，前模块的输出即为后模块的输入。基于软件这一特性，在图形用户界面开发过程中采用了卡片式布局方案[2]，即将各功能模块分别封装在一个组件(panel)内，每一个组件即为母容器的一张卡片。采用卡片式布局方案的容器可以放入多个组件，但每次只有一个组件可见，且各组件之间的序列关系不会改变。卡片式布局方案定义了一组方法，采用这些方法可以按顺序浏览这些卡片，或者显示指定的卡片。voidfirst(Containertarget):显示指定容器的第一张卡片。即返回预埋件初选界面。voidnext(Containertarget):显示指定容器的下一张卡片。即“下一步”操作。voidprevious(Containertarget):显示指定容器的前一张卡片。即“上一步”操作。这些方法采用控制按钮的形式得以触发。软件最终完成的界面如图2所示。
3.3数据库
3.3.1数据库结构软件运行过程中，需要不断从MySQL数据库中获取各类数据信息，主要包括：初选模块中需要读取标准预埋件的尺寸信息以供用户完成标准预埋件选型。连接校验模块中需要根据所选预埋件类型从数据库中获取焊脚尺寸、连接偏差和承载区域的最小许用值。承载力折减模块中需要根据用户输入的预埋件混凝土自由边数量、自由边最小边距Emin、相邻锚板间距最小值Lmin、相邻预埋件类型等参数，从数据库中获取预埋件各类承载力折减工况的临界值，进而判定所选预埋件属于何种承载力折减工况。力学校验模块中需要根据所选预埋件类型和连接件焊脚尺寸从数据库中获取预埋件在特定承载力折减工况下的许用承载力，以便后续进行预埋件承载力校验计算。综上可知，标准预埋件辅助设计软件数据库应由预埋件尺寸信息表、预埋件连接信息表、预埋件承载力折减工况临界值表和各折减工况下的预埋件承载力表4部分组成，如图3所示。每一部分视情况可以有多张数据表相互结连。3.3.2数据库连接软件在运行过程中，Java程序通过JavaDatabaseCon-nectivityApplicationProgrammingInterface(JDBCAPI)连接并操作数据库，这种连接方式对于不同类型的数据库系统都是一致的，由此提升了软件的可移植性。为了应对日后可能出现的大量并发访问，软件采用了数据库连接池的解决方案：在软件启动时，系统主动建立足够的数据库连接，并将这些连接组成一个连接池。这样当程序需要进行数据库连接时，可以从连接池中直接获取连接而无须重新创建连接。通过使用连接池，可以有效提升程序的运行效率。软件最终采用DBCP做为连接池实现，该连接池是美国A-pache软件基金组织下的开源实现方案，已经比较成熟。3.3.3数据库运行管理在软件使用时利用MySQLWorkbench工具自带的数据库管理功能，可以实现标准预埋件辅助设计软件数据库的可视化即时管理。主要包括：登录人员角色分配和权限管理、在线人员监控与管理、服务器利用率显示跟踪等。
3.4标准预埋件选型校验报告模板
如3.2.1节图1所示，标准预埋件辅助设计软件能够配合报告模板自动生成标准预埋件选型校验报告。报告模板主要在Word或Excel软件中进行开发，并最终由项目管理部门发布使用。
4结语
针对标准化设计这一理念，介绍了核电厂标准预埋件辅助设计软件的开发思路和主要开发工作。该软件开发完成后，经过软件测试、软件验证、软件入库等环节，最终在国内某核电项目中得以应用。实践表明，该软件基本实现了标准预埋件设计过程自动化，减少了设计人员的工作量，能够显著提高设计过程的效率和质量。在产品质量和生产效率已经成为当代企业核心竞争力的今天，自主开发适用于具体工程项目的计算机辅助设计软件，能够获得良好的经济效益，具有广泛的发展空间。
参考文献
[1]丁彦虎，武强.核电站标准预埋件选型设计[J].工程建设与设计,2014,(4)：70-77.
[2]李刚.疯狂Java讲义[M].北京：电子工业核心期刊出版社，2008.
[3]陈洁.DBCP数据库连接池的自优化配置[J].计算机与现代化,2010,(12)：111-114.
作者：王博超 单位：上海核工程研究设计院工艺系统所
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