概述

随着建筑、市政各种结构中管线以及各种机电设备配置越来越多，为了加固这些设备，成品支吊架使用也越来越广泛。机电管线设备是否安全地固定在结构上，是否能正常运转，很大程度上依赖于成品支吊架是否满足受力、稳定性等各方面要求，因此成品支吊架的计算显得尤为重要。
成品支吊架计算主要采用有限单元法，市面上也有很多比较成熟的软件。就企业的具体项目而言，商业的通用有限元软件存在以下不足：

没有企业对应规格的材料库。每个企业有自己对应的杆件、连接件、锚栓、预埋槽，每种产品都有自己的受力参数，用户希望能够直接选择对应的材料，而不需要自己来输入这些复杂的参数；
没有对应规格设备的荷载表。用户希望选择一种设备，就可以直接用于计算，而不需要手输荷载；
建模过程复杂。建模需要用户输入单元、节点、截面、支座、荷载等各方面参数，这对有限元不是特别熟悉的用户而言，是无能为力的；
难以查看杆件中间精确的内力和应力分布。普通的建模过程中，用户建模尚且困难，更不会根据荷载分布将一根杆件对应分成多个单元建模，那只能查看两端的内力和应力情况；
无法实时生成设备形状图。用户增加了一个圆管或者矩形风管设备，希望在图上直接看到支吊架和设备的分布，设备分布在上侧还是下侧；
无法很方便的查看相关的应力、内力、位移分布图；
无法同时进行连接件、预埋槽的计算；
没法生成对应格式的计算书；
没法生成材料表。

基于以上原因，对企业而言，开发一套个性化的支吊架分析软件显得十分必要。
一套自定义开发的支吊架分析软件，必须包含以下功能：

企业产品库、各项目常用设备库，可以随时选用产品和设备，提前相关数据；
快速生成常用的支吊架类型，省去复杂的建模过程；
实时显示模型图、荷载分布图、设备形状图；
计算功能，包括静力分析、模态分析、稳定分析。对于有施加荷载(一个或多个荷载，集中或者分布)的杆件，能够计算杆件中间分布情况；
实时显示内力图、应力图、位移图；
生成计算书；
生成材料表。

基本原理

根据概述中的功能要求，可分为如下模块：

结构计算模块：输入模型信息、荷载信息，输出内力、位移、频率、稳定性结果，再根据内力结果计算应力。该模块采用有限单元法(杆系有限元，也叫矩阵位移法)，具体实现方法请参考相关文献；
等效模型模块：输入的结构模型，根据荷载分布情况，增加相应的节点，单元拆分(集中荷载作用点，均布荷载起点、终点、中点，杆件中点)；
连接件、预埋槽、支座分析模块：根据结构计算的结果，分析受力情况，根据模型信息，分析连接件、预埋槽、支座拉压情况，综合判别是否满足规范和材料限值要求。
计算结果分析模块：根据模型和计算结果，对比相关规范，判别计算结果是否满足规范要求；
绘图模块：根据输入模型、内力、应力、设备信息，绘制模型图、设备分布图、内力图、应力图、位移图；
计算书模块：根据模型信息和计算结果编写计算书；
快速建模模块：根据少量用户输入的关键参数，直接快速生成用户需要的模型；
材料表模块：统计模型中的杆件、连接件、预埋槽、支座等材料的数量，分类汇总。

除了以上模块以外，还需要让用户可以在界面上调用上述模块的功能，并显示结果。另外，为了不让未授权的用户使用，还需要设置加密功能。