烟囱属于特种结构的一种,是冶金、化工、电力等企业以及城市锅炉供热中必需的附属建筑。其结构形式与作用、荷载独特,与一般建筑结构有许多不同之处,如需考虑温度影响,在内力分析时还要附加弯矩等,设计工作量非常大。采用传统的设计方法费时、繁琐、效率低。随着计算机技术在设计界的应用,烟囱的计算机辅助设计得到了开展。目前国内在烟囱计算机辅助设计的研发上,主要是以单筒烟囱设计为主要研究开发对象。然而,随着环保要求的不断提高,目前新建的电厂均需脱硫或考虑脱硫条件,电厂脱硫后,对烟囱的腐蚀将会加剧,为防腐、环保、节能的需要,烟囱内外筒结构分开的套筒式和多管式烟囱已被电厂等相关部门广泛采用,传统的单筒式钢筋混凝土烟囱CAD软件已经不能满足设计的需要。因此,研究开发套筒式烟囱的计算机辅助设计系统,具有重要的现实意义和工程应用价值。本文以Visual C++6.0为编程语言,以AutoCAD为图形支撑平台开发,以《烟囱设计规范》(GB50051—2002)为计算依据,采用ObjectARX和APDL相结合的方法,利用面向对象编程技术,对套筒式烟囱的CAD系统的开发作了研究,实现了套筒式烟囱设计从结构分析、配筋计算到施工图绘制的一体化。同时,生成相对应的APDL有限元分析代码,利用APDL代码的特性,完成对烟囱进行有限元分析,自动实现烟囱结构在Ansys中进行有限元分析。主要研究内容和研究成果如下:1、建立了套筒式烟囱的参数化计算模型,并实现该模型在对话框中的即时预览(二维模型和三维实体模型),使设计者对所建立的模型能实施操作和控制。2、采用面向对象的技术,根据《烟囱设计规范》中的规定,将主要计算过程(自重、风荷载、地震荷载、温度荷载、附加弯矩等)和相关的数据封装为类。将计算过程中的重要系数、参数设计为类的成员变量,将主要的函数设为虚函数,提高程序的可重用性。对不同形式的烟囱采用不同的派生子类,方便软件的后续开发和维护,同时对数据的安全性也有了良好的保障。3、通过操作文件的方式,实现.txt格式计算书的输出。在理解Word逻辑层次的基础上,通过录制宏记录在Word中的菜单和键盘操作过程(用VBA程序记录),实现VC操作Word的功能,即实现计算书文档在Word中的自动生成。4、采用向AutoCAD数据库中的块表记录中写入实体的方式绘制施工图。首先,将复杂的施工图分块和参数化。其次,采用AutoCAD数据中的图块技术对块进行拼装。最后,实现了施工图纸的动态生成。5、根据常规计算模块中完成的对烟囱模型尺寸、相关荷载等计算的结果,并考虑Ansys中进行结构分析的步骤(前处理、计算、后处理)中的各项技术、APDL代码的书写格式、注释等,最终以.txt的文件格式输出到指定位置。实现了相对应的有限元分析APDL代码的自动生成。