陳慶軍，何 岸，李順輝，程思宇，劉天露

（1華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院，廣東 廣州 510641；2亞熱帶建筑科學(xué)國家重點(diǎn)試驗(yàn)室，廣東 廣州 510641）

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序成為研究的熱點(diǎn)。相比于單機(jī)軟件而言，網(wǎng)絡(luò)版應(yīng)用軟件具有跨平臺(tái)、無需下載、可多人同時(shí)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)，是目前WEB 2.0技術(shù)的重要組成部分。FLASH技術(shù)是作為一種集動(dòng)畫、聲音等一體的網(wǎng)絡(luò)多媒體解決方案，在當(dāng)前的WEB應(yīng)用中非常流行。而隨著智能手機(jī)的日益普遍和手機(jī)系統(tǒng)的不斷更新，一些主流系統(tǒng)，例如Android，都可以很好地支持FLASH，這進(jìn)一步拓展了WEB的應(yīng)用空間。

在結(jié)構(gòu)工程專業(yè)中，計(jì)算機(jī)輔助結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)軟件是目前結(jié)構(gòu)工程師不可或缺的輔助工具。但如目前主流的理正、世紀(jì)旗云、探索者等常用知名軟件均為單機(jī)軟件，這與當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展很不協(xié)調(diào)。

其實(shí)，F(xiàn)LASH技術(shù)已經(jīng)被比較廣泛地用在了多媒體教學(xué)上面，但大家更多地是采用其強(qiáng)大的動(dòng)畫制作功能，而 非 其 編 程 功 能[1]-[3]，這 其 中 有 較 重 要的因素是ActionScript語言作為一種較新的編程語言尚未被用戶迅速掌握。由于FLASH技術(shù)已給網(wǎng)絡(luò)版結(jié)構(gòu)輔助分析設(shè)計(jì)軟件搭設(shè)了良好的使用平臺(tái)，為探索其實(shí)例應(yīng)用，本文作者申報(bào)了一項(xiàng)華南理工 大 學(xué) 學(xué) 生 課 外 科 研 計(jì) 劃 （SRP 項(xiàng) 目 ）[4]-[5]——“FLASH技術(shù)在土木工程網(wǎng)絡(luò)版結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)軟件中的應(yīng)用”，并較好地實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的預(yù)定目標(biāo)。下文將對其進(jìn)行具體介紹并以其中一個(gè)項(xiàng)目為范例闡述具體的編制過程。

一、FLASH、ActionScript、FLEX 簡介

FLASH現(xiàn)在是全球著名媒體軟件公司ADOBE的產(chǎn)品，它具有如下一些特性：①FLASH采用矢量圖形格式，被廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁的矢量動(dòng)畫設(shè)計(jì)；②FLASH創(chuàng)作出的swf格式的文件在大部分瀏覽器上均可直接播放運(yùn)行，具有良好的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境；③FLASH是一個(gè)“富因特網(wǎng)應(yīng)用”（RIA）概念的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)，所編制的程序具有跨平臺(tái)、可遠(yuǎn)程交互操作、多人同時(shí)在線使用等優(yōu)點(diǎn)。

ActionScript語言是FLASH的內(nèi)置開發(fā)語言。本項(xiàng)目采用的Actionscript版本是ActionScript 3.0，它具有以下特點(diǎn)：①對面向?qū)ο缶幊蹋∣OP）語言完全支持，對OOP架構(gòu)深層優(yōu)化；②新的顯示對象系統(tǒng)架構(gòu)。③采用了先進(jìn)的E4X，使XML成為ActionScript 3語言的內(nèi)建數(shù)據(jù)類型；④標(biāo)準(zhǔn)的DOM3事件實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)LASH API全面支持事件機(jī)制。

FLEX是一個(gè)高效率、免費(fèi)的開放源框架，可以用于構(gòu)建手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、桌面應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序共享一個(gè)公共代碼庫，從而減少了應(yīng)用程序創(chuàng)建的時(shí)間和成本。ActionScript雖然也可以采用ADOBE FLASH軟件內(nèi)置的開發(fā)組件進(jìn)行開發(fā)，但更好是采用ADOBE單獨(dú)的IDE開發(fā)平臺(tái)——FLEX平臺(tái)（現(xiàn)改名為FLASH BUILDER）進(jìn)行開發(fā)。FLEX平臺(tái)在代碼提示、自動(dòng)完成、Debug工具、工程集成等方面都比較完善。

二、研究項(xiàng)目的概況

2010年，作者申報(bào)了華南理工大學(xué)“學(xué)生研究計(jì)劃 （Student Research Program，簡 稱 SRP）項(xiàng)目——“FLASH技術(shù)在土木工程網(wǎng)絡(luò)版結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)軟件中的應(yīng)用”。項(xiàng)目主要探索網(wǎng)絡(luò)版的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)軟件的制作。學(xué)生將利用ADOBE公司的FLASH軟件中的腳本語言ActionScript，編制一定數(shù)量圖文并茂、可生成計(jì)算書的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。經(jīng)選拔后，研究小組由土木工程專業(yè)、工程力學(xué)專業(yè)、電力學(xué)院、電信學(xué)院的7名同學(xué)組成，各成員均對本項(xiàng)目研究有著濃烈興趣。

由于此研究項(xiàng)目需要參與的同學(xué)懂得編程操作、同時(shí)須具有一定的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)知識(shí)，這對于大部分學(xué)生來說是個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為此，指導(dǎo)教師首先統(tǒng)一向?qū)W生講授了ActionScript語言的基本知識(shí)，并為每位學(xué)生購買了相關(guān)的學(xué)習(xí)書籍。而后為每個(gè)學(xué)生們制定了不同的目標(biāo)。經(jīng)過第一學(xué)期的刻苦學(xué)習(xí)之后，同學(xué)們基本掌握了相應(yīng)的編程技術(shù)。第二學(xué)期開始面向項(xiàng)目進(jìn)行程序開發(fā)，編制出相關(guān)的FLASH在線程序。

至項(xiàng)目結(jié)束期間，所指導(dǎo)的學(xué)生共編制了10來個(gè)界面美觀，可實(shí)時(shí)求解的在線程序。這些程序可以直接通過PC機(jī)訪問網(wǎng)頁進(jìn)行操作，也可通過支持Flash的手機(jī)進(jìn)行操作。每位參與項(xiàng)目的學(xué)生都編制出了一項(xiàng)以上的應(yīng)用程序。所編制的程序包括桁架內(nèi)力求解器、混凝土梁受彎受剪求解器、型鋼特性查詢、土木工程單位制轉(zhuǎn)換、混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線查詢、混凝土牛腿計(jì)算軟件、超筋及少筋梁的試驗(yàn)全過程的模擬動(dòng)畫、混凝土選擇題庫、柱子縱筋及箍筋配筋率程序、簡支梁內(nèi)力求解器等內(nèi)容。所完成的作品主鏈接界面如圖1所示，也可直接訪問鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)理論省級精品課程教學(xué)網(wǎng)站：http：//202.38.193.234/hntjg/中學(xué)生作品部分。

圖1 在線結(jié)構(gòu)輔助分析應(yīng)用主界面

通過本項(xiàng)目研究，學(xué)生拓寬了知識(shí)面，一方面加深了對課本中專業(yè)知識(shí)的了解，一方面也在編程水平方面都有了較大的提高，了解了較新的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。本項(xiàng)目在結(jié)構(gòu)分析軟件的網(wǎng)絡(luò)化方面做了探索研究，為進(jìn)一步更廣泛的應(yīng)用程序的編制奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

由于FLASH編程技術(shù)在結(jié)構(gòu)專業(yè)較少看到相關(guān)文章，下文將以一個(gè)較簡單的柱筋配筋率在線計(jì)算程序?yàn)槔?，闡述其具體實(shí)施流程。

三、程序編制實(shí)例

（一）概述

本實(shí)例的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)是一個(gè)可以計(jì)算矩形截面柱子縱筋配筋率及箍筋配筋率的在線應(yīng)用程序。如圖2所示。

圖2 矩形截面柱配筋率計(jì)算程序

程序界面設(shè)計(jì)為輸入?yún)^(qū)（圖2左區(qū)）、動(dòng)態(tài)顯示區(qū)（圖2右上區(qū)）、輸出區(qū)（圖2右下區(qū)）。輸入?yún)^(qū)中包括如構(gòu)件的截面尺寸輸入、縱筋根數(shù)以及單根直徑等所需要的參數(shù)。動(dòng)態(tài)顯示區(qū)中，直觀地根據(jù)輸入的縱筋、箍筋數(shù)量繪制出截面形狀和鋼筋配置情況，并隨參數(shù)的變化實(shí)時(shí)改變。而輸出區(qū)中有具體的配筋率計(jì)算全過程結(jié)果，可供用戶進(jìn)行復(fù)核。

（二）FLASH程序開發(fā)流程

在FLEX平臺(tái)下開發(fā)FLASH程序的流程如下：創(chuàng)建FLEX Project→在界面上布置可視化元件→增加事件處理和腳本處理代碼→調(diào)試→編譯出swf文件。具體實(shí)現(xiàn)如下：

1）打開 ADOBE FLEX Builder 3.0，選擇 File→New→Flex Project，工程名為“矩形截面配筋率”。點(diǎn)擊完成，程序會(huì)生成程序目錄，并自動(dòng)生成main.mxml文件。需要說明的是，MXML是一個(gè)可以讓用戶在Adobe Flex中布局界面組件的一種XML語言。用戶也可以使用MXML聲明來定義程序中的非可視化組件，比如 對服務(wù)器端數(shù)據(jù)源的訪問以及用戶界面組件和數(shù)據(jù)源之間的數(shù)據(jù)綁定。MXML文件以小寫的mxml作為擴(kuò)展名。MXML標(biāo)簽與ActionScript類或者類中的屬性是相對應(yīng)的。當(dāng)你編譯你的FLEX應(yīng)用程序的時(shí)候，F(xiàn)LEX解析MXML標(biāo)簽并且生成相應(yīng)的ActionScript類。然后這些ActionScript類會(huì)被編譯成SWF字節(jié)碼存儲(chǔ)到一個(gè)SWF文件中。

2）編輯界面的方法有兩種，一種是直接在main.mxml文件中直接編寫程序界面代碼；另一種是切換到“Design”模式，在Components框中把需要的元件拖拽到程序界面上，并且在Flex Properties中設(shè)置元件的參數(shù)，包括高度、寬度、方法、皮膚等。下面是其中一個(gè)HBox容器的代碼，內(nèi)容是建立一個(gè)構(gòu)件寬度輸入框combo＿b和高度輸入框combo＿h(yuǎn)，其數(shù)據(jù)內(nèi)容由數(shù)組arrCal綁定，同時(shí)為它們建立一個(gè)myClick的方法，當(dāng)輸入框的數(shù)據(jù)改變時(shí)觸發(fā)。

（三）定義參數(shù)并初始化

界面元件初步布置完成后，開始編輯元件操作的內(nèi)容。ActionScript代碼可以直接用＜mx：Script＞ 標(biāo)簽嵌入在main.mxml中，但個(gè)人建議較好的方法是計(jì)算代碼與界面代碼分離。建立一個(gè)Actionscript文件（as文件），在mxml文件中對其進(jìn)行引用，如本程序建立了一個(gè)inidata.as文件。在inidata.as中，通過編寫代碼，實(shí)現(xiàn)各種計(jì)算和操控。在main.mxml中采用 ＜mx：Script source="inidata.as"/＞語句即可引用此as代碼。

程序中用到的各計(jì)算參數(shù)可在inidata.as中進(jìn)行定義及初始化。如上文提到的arrCal的定義及初始化見如下代碼。首先通過[Bindable]標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)綁定標(biāo)識(shí)。而后定義類型為ArrayCollection的數(shù)組arrCal，通過for循環(huán)對其進(jìn)行賦值。那么之前定義的id為combo＿b的combobox，它的dataProvider="｛arrCal｝"，其顯示效果如圖3所示。

圖3 采用數(shù)據(jù)綁定的ComboBox

（四）配筋率計(jì)算代碼

以縱筋配筋率為例說明程序編制的過程?？v筋配筋率根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB50010-2010）》規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，受壓構(gòu)件的全部縱向鋼筋和一側(cè)縱向鋼筋的配筋率應(yīng)按構(gòu)件的全截面面積計(jì)算，“一側(cè)縱向鋼筋”是指沿受力方向兩個(gè)對邊中的一邊布置的縱向鋼筋。因此，對于縱筋配筋率的計(jì)算，需分別計(jì)算角部鋼筋和左右上下側(cè)鋼筋的面積之和，再除以構(gòu)件的面積。定義角部鋼筋、左右側(cè)鋼筋和上下側(cè)鋼筋的面積如下。

上述代碼可進(jìn)行配筋率計(jì)算。而如下代碼可在輸出區(qū)的文本框TextArea1中輸出計(jì)算結(jié)果。

同樣道理可編制箍筋配箍率的計(jì)算代碼。

（五）動(dòng)態(tài)圖形顯示代碼

FLASH的特點(diǎn)是具有強(qiáng)大的圖像能力。本例子采用圖形編程直觀、動(dòng)態(tài)地展示出構(gòu)件中的配筋情況。本文沒有采用第三方的圖形編程插件，直接利用FLASH中的畫圖函數(shù)來進(jìn)行繪制，其中，主要用到的是Canvas容器、graphics.drawRect畫矩形函數(shù)及graphics.drawCircle畫圓函數(shù)、并采用lineStyle函數(shù)設(shè)置線型、beginFill函數(shù)設(shè)置填充顏色。通過設(shè)置事件控制語句，使得任何參數(shù)的變化都會(huì)引發(fā)圖形刷新函數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。本編程中還需要注意如何確定尺寸的比例縮放和確定各點(diǎn)的坐標(biāo)值。

動(dòng)態(tài)顯示區(qū)由Canvas容器構(gòu)成，定義其id為par，par.width和par.height分別指該容器的寬和高。Canvas的坐標(biāo)定義如圖4所示。原點(diǎn)位置如圖所示。由于柱子截面大小的不確定性，過大或過小地在窗口中顯示都會(huì)導(dǎo)致界面的不美觀，甚至發(fā)生錯(cuò)誤。為了合理顯示，可采用定義一個(gè)比例參數(shù)來確定實(shí)際圖形顯示。截面的繪制可通過graphics.drawRect函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

縱向鋼筋用圓繪制。首先根據(jù)矩形截面位置，定出四角的縱筋位置，而后，根據(jù)各邊的縱筋根數(shù)，循環(huán)繪制出各邊縱筋?？v筋的繪制采用graphics.drawCircle函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

箍筋的畫法根據(jù)箍筋的肢數(shù)進(jìn)行分支判斷繪制。若箍筋的肢數(shù)為偶數(shù)，則箍筋由若干個(gè)雙肢箍拼合而成；若為奇數(shù)，則除若干個(gè)雙肢箍外，另加一個(gè)單肢S箍拼合而成。其中，雙肢箍采用畫帶圓角的矩形語句graphics.drawRoundRect函數(shù)進(jìn)行繪制；單肢箍采用直線、弧線等進(jìn)行組合，需編制獨(dú)立的子函數(shù)，需注意的是，ActionScript 3.0中沒有直接畫圓弧的命令，因此必須自己編制畫圓弧的函數(shù)。

圖4柱子截面繪制相關(guān)參數(shù)

（六）應(yīng)用程序發(fā)布

代碼編寫完成后，需進(jìn)行調(diào)試，直到無bug后則可以發(fā)布程序了。選擇File→Export→Release Build，進(jìn)行相關(guān)設(shè)置后，最終的swf文件就會(huì)出現(xiàn)在發(fā)布設(shè)置的文件夾中。再上傳到網(wǎng)絡(luò)中，即可供他人使用。

四、結(jié) 論

通過以上研究，可得出以下結(jié)論。

（1）FLASH是一種很好的 WEB應(yīng)用程序編寫工具，其內(nèi)置的ActionScript 3.0語言可用來開發(fā)在線的結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)交互式應(yīng)用程序，所編制的程序具有跨平臺(tái)，遠(yuǎn)程使用，多人同時(shí)在線使用等優(yōu)點(diǎn)。本項(xiàng)目在結(jié)構(gòu)分析軟件的網(wǎng)絡(luò)化方面做了探索研究，為進(jìn)一步更廣泛的應(yīng)用程序的編制奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（2）學(xué)生通過此結(jié)合結(jié)構(gòu)工程專業(yè)知識(shí)與計(jì)算機(jī)先進(jìn)編程技術(shù)的課外研究項(xiàng)目，拓寬了知識(shí)面，一方面加深了對課本中專業(yè)知識(shí)的了解，一方面也在編程水平方面都有了較大的提高，了解了較新的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

（3）本文以矩形鋼筋混凝土柱縱筋及箍筋配筋率應(yīng)用實(shí)例介紹了程序設(shè)計(jì)、開發(fā)流程、程序發(fā)布的具體過程，并且針對mxml文件、圖形顯示等與常規(guī)編程方式有所不同的FLASH編程難點(diǎn)進(jìn)行了解釋，具有編程借鑒意義。

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