[更新] 微信小程序“混凝土结构工具箱”,带公式的Word计算书轻松出 (2018.09.13 更新说明)

华南理工大学 陈庆军 副教授

概述

微信小程序“混凝土结构工具箱” (长按识别下图二维码可进入)自诞生以来得到了广大朋友的喜爱,目前用户人数已超过了5400人。感谢各使用朋友的厚爱,程序将持续改进。原公众号此文章部分图片不知何故无法正常查看,故做此番重新推送并增加新模块的介绍。

自2018年3月进行了一次较大范围改版的半年多来,持续添加了不少模块,如新增了双向板模块、两阶基础计算模块,T型、双筋截面弯剪设计及复核模块、单位制换算模块、裂缝计算模块、基本信息模块等,功能持续完善中。其模块介绍见下文。该小程序目前定位于混凝土结构原理及设计的教学辅助,如教师例题制作,学生毕业设计等,对结构工程师也有一定帮助。本文简单介绍下该工具箱的功能。

2018.3 出完第12届全国大学生结构设计竞赛题目后,终于有点时间对“混凝土结构工具箱”进行改版。

在吴建营教授的建议下,最新一版的小程序支持了LaTex格式[1-2]的计算结果输出,在一些其他软件的辅助支持下,可以轻松地实现如下图的带Mathtype格式的漂亮Word计算书输出。

一 构件计算功能模块

本文首先介绍其LaTex公式输出的功能,后段再简要介绍其他功能。

1 混凝土弯剪构件计算

从主页面进入,可见受弯剪构件的计算界面 (目前已添加双筋、T型、双筋T型的设计与复核模块)

动任何一个数据,都会自动计算出纯文本格式的计算书。

若你还想用这个小程序输出有漂亮公式效果的计算书,可继续往下看。

此时若打开LaTex输出,则会得到如下结果:在输出结果部分,出现了若干带$的字样。$内的部分用的是LaTex公式的语法。LaTex是当前科技界通用的排版系统,有兴趣的朋友可参见参考网址[1][2]

LaTex真正学会还不太容易。为了让工程师们轻松使用,本小程序采用轻量级的Markdown格式[3],下文介绍相对简单的使用方法。以下的操作建议在电脑上操作。[注:由于每次运算后,计算结果都自动拷贝到手机的粘贴板上,所以用户可以用云笔记,或者qq、微信等传到电脑。]

1.1 方法1:马克飞象[4]

网站:https://maxiang.io/

这是最简单的方法,进入该网站,这是一个和印象笔记Evernote相关的网站,用于Markdown文档的在线显示。将计算的结果在贴入左侧,就可立即在右侧看到预览结果。

1. 2. Upmath [5]

网站: https://upmath.me/

Upmath是另外一个在线Markdown编辑网站,强大之处在于还可以调用LaTex中功能强大的Tikz包[6]绘制并显示Latex图形。

由于Upmath是采用$$来表达公式的方法,所以,用户得先用其他文本编辑器,一次性将结果中的$都替换为$$

进入该网站,替换左侧文字,可得到下图,其结果和马克飞象有点类似。

1.3 Typora+Pandoc+Mathtype (推荐方法)

为实现带Mathtype公式的计算书输出,可用此方法。

首先安装 漂亮、免费的离线Markdown编辑器 Typora[7] (https://www.typora.io/

再安装文本格式转换神器,功能超级强大的Pandoc[8](http://www.pandoc.org/

安装完此两个软件后,打开Typora,将刚才的计算结果(单个$代表公式),粘贴到Typora中,会看到与之前在线网站类似的结果。

点左上角那个三条横线的按键,导出docx

导出后,打开此docx,可见此时已实现了office 2007内置公式的效果了。

假如你还觉得这种公式不够Mathtype[9]的漂亮的话,再往下看。此步的前提是你已经安装了Mathtype,在Word的工具栏点击Mathtype中的 Convert Equations

按照默认选项,点击Convert,几秒钟后可得如下结果,公式均变为了标准Mathtype公式编辑器格式,一份漂亮的计算书出来了。

此第三种方法看起来很复杂,但是在安装好这几个软件之后,其实也就是轻松的几步鼠标操作,即可实现漂亮的计算书。

由于混凝土构件计算情况颇多,目前只完成了受弯剪、受扭、压弯拉弯的矩形构件计算的LaTex输出,而且可能会存在不少小Bugs,各位使用过程中若发现程序有错漏之处,请告知qjchen@scut.edu.cn,持续改进中。


以上是出计算书的分界线,以下是其他功能的简单介绍。

2.  压弯拉弯构件:

3. 弯剪扭构件

目前尚无压弯剪扭模块

4.双向板计算模块

5.裂缝计算模块

6.基础计算模块


二 构造部分及信息查询类

1.锚固长度计算

2.柱子纵筋箍筋配筋率计算

(箍筋按照核心部分面积进行计算,即是只考虑箍筋内部的混凝土面积)

3.梁配筋率计算

梁宽内最多钢筋根数列表

4.基本信息查询模块

5.单位制转换模块

有着其他单位制转换中不常见的线荷载转换,对于英制与国标之间转换较为方便。


三 其他部分

主要是为了测试一下手机编程与普通编程相比可实现什么特别功能。如手机定位,各种传感器等。

其他1:风雪荷载查询

根据GPS信息,查询当地的风雪荷载。此部分编程尚不完善,由于GB50009-2012建筑结构荷载规范[10]的E.5 全国各城市的雪压、风压和基本气温表中,只给出了部分城市的数值,其他的给出的是分布图。 本小程序目前只选用了表格部分的城市进行查询,因而会有许多城市查不到,这是程序本身的不足之处,待有空再改进,此功能仅供测试

其他2:地震信息查询:

此部分信息取之于建筑抗震设计规范GB 50011-2010(2016年版)[11]附录A-我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组(2016修订版),此表中的数据相比荷载规范中的风荷载而言更加详细些,所以一般的城市是可以找到的。

但由于国家还有更详细的地震动参数区划图[12],所以本功能以后会取消,建议采用 http://www.gb18306.cn/ [13]可以查得更详细的结果。本功能仅供测试。

其他3:手机加速度计

以前看过双锐博士开发绑手机测试索振动频率的程序,此功能学习了双锐博士的创意。由于微信中开放的手机加速度计仅能1秒5次,所以暂时还不能把这个程序作为振动台加速度计用,当然简单测试一下还是可以的。按开始记录后,摇晃手机,可以得到振动时程。

其他4:水准仪

测试功能

其他5:指南针

测试功能

其他6:帮助说明与更新

其他7:分形树 测试

分形树主要是进行微信小程序canvas的测试,为后续图形化截面编程服务。后续将陆续推出一些有趣的动画模块,敬请关注。

结语

由于本程序是私人业余时间抽空开发[14],时间及水平均有限,也可能存在着不少的错漏,更新频率不定时,新增功能也较随机,敬请有兴趣的朋友关注。已有功能中的错漏、不足也请来邮件告知,非常感谢。(华南理工大学?建筑工程研究所 陈庆军副教授 qjchen@scut.edu.cn)

更多信息可关注 华南理工大学土木工程系混凝土结构 教学微信公众号 (华工混凝土结构)

参考网址及文献

  1. LaTex的序幕:http://liyanrui.is-programmer.com/2009/9/29/Prologue.11788.html
  2. CTEX, 中文LaTex编辑套装:http://www.ctex.org/HomePage
  3. Markdown介绍:https://sspai.com/post/25137
  4. 马克飞象:https://maxiang.io/
  5. Upmath:https://upmath.me/
  6. Tikz, 功能强大的LaTex绘图包:http://www.texample.net/tikz/
  7. Typora,优雅好用的Markdown离线编辑器:https://www.typora.io/
  8. Pandoc, 功能强大的文档格式转换工具: http://www.pandoc.org/
  9. Mathtype,收费软件,著名的Word公式编辑器:http://www.mathtype.com/en/
  10. GB50009-2012. 建筑结构荷载规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2012
  11. GB 50011-2010. 建筑抗震设计规范(2016年版)[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2016
  12. GB 18306-2015. 中国地震动参数区划图[S]. 北京:中国质检出版社, 2015
  13. 在线查询地震动参数,http://www.gb18306.cn/
  14. 微信小程序官方开发文档https://mp.weixin.qq.com/debug/wxadoc/dev/index.html?t=2018323

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