西南大学网络教育[0753]《建筑结构CAD》作业答案

1、0753建筑结构CAD 2015-2016-1-批次1论述题 1.优化方法软件包主要包括哪两方面的内容？2.计算机辅助设计系统有哪些特点？3.用户可通过哪些方式来退出AutoCAD？  参考答案： 1.优化方法软件包主要包括两方面的内容：一是针对实际问题如何建立最优化问题的数学模型，二是如何选择最优方法利用计算机对该问题求解。2.计算机辅助设计系统有以下一些特点： （1）能够切实可行地解决具体工程问题，给出直接用于设计的最终结果； （2）符合有关规范、标准和工程设计中的习惯； （3）充分利用计算机辅助设计系统的软件资源， （4）具有较好的设备无关性和数据存储无关性，便于运行

2、于各类硬件环境以及与不同软件的连接； （5）使用方便，具有良好的人机交互界面；具有较高的效率； （6）运行可靠，维护简单，便于扩充，具有良好的再开发性。 3.用户可通过如下几种方式来退出AutoCAD。 1）直接单击AutoCAD主窗口右上角的按钮；2）选择菜单【File（文件）】【Exit（退出）】；3）在命令行中输入：quit（或别名exit）。论述题 1.计算机按照其发展进程可以分为哪几个阶段？2.在CAD系统中用到的专用语言有哪些？3.CAD支撑软件需要包括哪些方面的内容？   参考答案： 1.第一代计算机（19461958）：以电子管为逻辑元件，开始出现

3、汇编语言，主要用于科学和工程计算，运算速度达几万次s。 第二代计算机（19581964）：以晶体管为逻辑元件，开始出现高级语言和操作系统，并开始用于事务处理和过程控制，运算速度达几百万次s。 第三代计算机（1964一1971）；以集成电路为逻辑元件，出现半导体存储器，操作系统得到迅速发展和普及，出现了多种高级语言，广泛用于工业控制、数据处理和科学计算等各个领域，运算速度达几千万次s。 第四代计算机（19711980）：以大规模集成电路为逻辑元件和内存储器。由于运算器和控制器可以做在一块半导体芯片上，这就出现了微处理器(CPU)以及以它为核心构成的微型计算机，其运算速度达几亿次s。 第五代计算机

4、（1980一）：采用超大规模集成电路为逻辑元件和内存储器，其运算速度达几十亿次B。真正的第五代计算机将像人一样能听、能看、能说、能思考，即是智能化的计算机。 2.在CAD系统中用到的专用语言有： LISP语言：这是一种函数型表处理语言，适用于字符、符号的处理。在AutoCAD图形系统中常用内嵌的AutoLISP语言进行二次开发。 PROLOG语言；这是一种专用图形语言，适宜于描述逻辑推理过程。 APT语言：这是一种专用图形语言，适宜于对各种图形进行描述及处理。 DDL与DML语言：它们是数据描述与数据操作专用语言，在数据库系统中常用它们来描述数据结构，及对数据库进行存取数据的处理。 3.CAD

5、支撑软件需要包括以下几方面的内容： 1）基本图形元素生成程序； 2）图形编辑功能程序； 3）用户接口； 4）三维几何造型系统；5）数据库及其管理系统； 6）汉字处理系统； 7）网络通讯系统。 论述题 1.MIT的研究人员在20世纪50年代提出的CAD技术的三个研究目标是什么？2.CAD技术发展可以分成哪四个阶段？3.CAD技术与传统手工设计相比，有哪些优势？  参考答案： 1.（1）实现人机的交互式对话；（2）以图形为煤介实现人机对话；（3）实现计算机辅助模拟。2.（l）第一阶段，20世纪60年代初期60年代末期。这个阶段的CAD系统以使用大型通用机 (晶体管电路为主)和刷

6、新式图形显示器为基本标志；这个时期的CAD系统价格昂贵，性能简单，全世界只有少数大企业研制或拥有大约200套CAD系统，主要应用于航空和汽车制造业。（l）第一阶段，20世纪60年代初期60年代末期。这个阶段的CAD系统以使用大型通用机 (晶体管电路为主)和刷新式图形显示器为基本标志；这个时期的CAD系统价格昂贵，性能简单，全世界只有少数大企业研制或拥有大约200套CAD系统，主要应用于航空和汽车制造业。 （2）第二阶段，20世纪60年代末期70年代末期。60年代末，美国DEC公司开始生产出价格相当低廉的小型机。同时价格更加便宜的存储管式显示器也得到应用，光笔、图形输入板等各种形式的图形输入设备

7、也投入应用。使得CAD系统的价格大幅度下降，促使CAD技术有可能得到快速发展和推广。这个时期开发出的CAD系统在微电子行业中集成电路和印刷电路板设计中得到广泛应用。随着计算机绘图技术实用化，图形数据库得到开发，此时商品化CAD系统在中小企业中开始应用和推广。 （3）第三阶段，20世纪80年代初期90年代初期。在此时期出现了廉价的固体电路随机存储器，产生逼真图形的光栅扫描显示器、鼠标器、静电式绘图仪，伴随着超大规模集成电路技术的进步，微型机、超级微型机和图形工作站得到普及应用。商品化图形系统也获得迅速发展，使CAD技术从发达国家向发展中国家扩展，从用于产品设计发展到用于工程设计，标志着CAD技术

8、进入了实用期，但是，到了这一程度也只能称得上是充分利用了计算机辅助绘图。对于达到MIT听提出的第三个目标，即真正实现计算机辅助模拟，模拟人在以往的产品或工程设计的整个过程的所有工作，仍然是一项长期而艰巨的任务，有许多技术困难需要深入研究和加以解决。 （4）第四阶段，即从20世纪90年代中期至今。当前计算机技术正以前所未有的速度飞跃发展，以Intel公司芯片技术为代表的硬件革命，为CAD技术的创新提供了更加强大的实现手段。计算机辅助设计作为一顶多学科交叉、渗透的高科技发展产物，目前正向着集成化、协同化、智能化的方向发展，在新世纪里必将产生巨大的变革。3.CAD技术运用于工程设计有着传统手工设计无

9、法比拟的优越性，它能降低劳动强度，提高设计质量，缩短设计周期。有效避免手工设计中存在的"错、碰、漏、缺”现象。采用CAD技术能方便实现项目投标、方案优化、数值计算、施工图设计绘制、工程造价预算等一系列服务，从而降低工程造价、节省投资、提高设计质量、提高生产效益。2015-2016-1-批次2论述题 1.程序提供给计算人员哪些方式进行干预梁柱钢筋直径与根数的选配？2.梁的归并应该遵循哪些原则？3.层间刚度比计算中提供了几种方法？   参考答案： 1.     （1）图形交互式修改。显示施工图前，把程序选配的钢筋以图形

10、的形式显示在屏幕上，每根柱梁钢筋的根数和直径或箍筋的直径和级别均显示在各杆件旁边，用户可在中文提示下用光标指示修改任一钢筋的配置。 （2）输入实际配筋面积与结构计算结果配筋面积的比例。这是计算人员将计算结果放大，加进自已的保险系数和控制柱梁之间的配筋比例的一种手段。该比例分为柱钢筋放大系数，梁下部钢筋放大系数，梁上部钢筋放大系数三种，该比例可以统一为全框架一个值，也可对每根柱梁分别输入。2.   梁的归并原则如下： （1）几何条件（包括跨数、跨度、截面形状与大小）相同。 （2）钢筋等级相同。 （3）满足用户给出的钢筋归并系数b10并取b11=b10，b121b10。3.&#

11、160; 层间刚度比计算中提供三种选项，分别是"剪切刚度”"剪弯刚度”和"地震剪力与地震层间位移的比值”。"剪切刚度”按高层建筑混凝土结构技术规程给出的方法计算。"剪弯刚度”按有限元方法计算。"地震剪力与地震层间位移的比值”按建筑结构抗震规范给出的方法计算,三种方法可能给出差别较大的刚度比结果，用户应根据实际工程做出选择. 论述题 1.简述工程拼装的操作步骤？2.柱的计算长度是如何选取的？3.工程量是如何计算的？  参考答案： 1.     （1）调入工程名，如按【

12、Tab】则可调入本工程的层作拼装。 （2）选择要拼装的标准层。 （3）选择是全层拼装还是局部拼装，如为局部拼装则挑选要拼装的部分。 （4）提示是否移动（若非本工程则无此选择），回车为移动方式，不移动则拼装内容坐标保持不变被拷贝到当的层。需要移动则需输入基准点、旋转角度、插入点，进行拷贝内容的准确定位。2.  柱的计算长度按现浇楼盖取值，底层框架柱取l，其余层取1.25，对顶层边柱若与之相连的是铰接梁则按1.5取值。若实际结构不同时，可在PK数据文件中修改。3.  工程量的计算方法如下： 柱：横截面面积×层高；梁：横截面面积×柱间梁的净长度；次梁：横截面面

13、积（未扣除楼板厚度）×跨度；楼板：（房间四周轴线围成的面积一洞口面积）×该房间楼板厚度；墙：（房间墙净面积一本层所有门窗洞口面积）×墙厚。论述题 1.PMCAD软件有哪些基本功能？2.程序如何完成对建筑结构的整体描述？3.PMCAD系统的数据主要有哪两类？  参考答案： 1.     1）人机交互建立全楼结构模型。2）自动导算荷载建立荷载库。3）为各种计算模型提供所需数据文件。4）为上部结构的各种绘图CAD模块提供结构构件的精确尺寸主要包括各种构件的几何尺寸、平面定位，等等。 5）为基础设计CAD模块提供

14、数据。6）现浇钢筋混凝土楼板结构计算与配筋设计。7）结构平面施工图辅助设计。8）砖混结构圈梁布置，画砖混圈梁大样及构造柱大样图。圈梁及构造柱大样由软件自动生成并进行分类归并，可考虑现浇楼板、预制楼板以及各种非正交的节点大样。9）砌体结构和底层框架上部砖房的抗震计算及受压、高厚比、局部承压计算。10）统计结构工程量。2.本程序对于建筑物的描述是通过建立其定位轴线，相互交织形成网格和节点，再在网格和节点上布置构件形成标准层的平面布局，各标准层配以不同的层高、荷载而形成建筑物的竖向结构布局，完成建筑结构的整体描述。3.PMCAD系统的数据主要有两类：其一是几何数据，对于斜交平面或不规则平面，描述几何

15、数据是十分繁重的工作，为此本程序提供了一套可以精确定位的做图工具和多种直观便捷的布置方法；其二是数字信息，PMCAD大量采用提供常用参考值隐含列表方式，允许用户进行选择、修改，使数值输入的效率大大提高。 2015-2016-1-批次3论述题 1.PK软件的适用范围？2.柱箍筋有哪些形式？3.对于楼板，SATWE给出了哪些简化假定？  参考答案： 1.任何一个软件均有一定的适用范围，PK软件也有自己的适用范围。PK软件是针对平面杆系结构开发的，因此软件所能计算的结构形式为平面杆系的框架、复式框架、排架、框排架(某几个跨上或某些层上作用有吊车荷载的多层框架)、剪力墙、

16、壁式框架、连续梁、拱型结构、内框架、桁架等.2.a）菱形箍；（b）井字箍； （c）矩形箍；（d）拉结箍筋； （e）菱 井复合箍。3.楼板整体平面内无限刚性、分块无限刚性、分块无限刚性带弹性连接板带和弹性楼板。 论述题 1.楼板钢筋的画法按菜单分为几类？2.简述冷轧带助钢筋的选用方法？3.程序向房间周围杆件传导楼面荷载的方式有几种？  参考答案： 1.     第一类是菜单（2）、（3）、（4）方式，板底钢筋的长段决定于由主梁、墙围成的矩形房间的宽或高。 第二类菜单（6）通长配筋方式，它需由用户指定一种钢筋所画的范围，板底筋的

17、长度就是该范围的长度，该范围内的支座筋成批一次画出，另外，这种画法可按用户的意愿画出非矩形房间钢筋。 以上两类画法标注的钢筋级配及支座长短均是由程序计算出的（或者已经过前面一步的交互修改）。 第三类是菜单（5）任意配筋方式，它是由人工指定钢筋级配及支座筋的长度，也可用来修改已布好的钢筋。2.将钢筋级别选项中调整成仅直径12mm，使用二级钢筋，并将钢筋强度选项中一级钢筋的强度值改为相应的冷轧带肋钢筋的强度值。例如选用L550冷轧带助钢筋，那么钢筋强度就选为340kNmm2。对于计算钢筋直径12mm，须将钢筋进行等强度代换。3.程序向房间周围杆件传导楼面荷载的方式有三种： 1）梯形三角形方式，如图

18、433所示。这种传导方式将荷载按梯形、三角形方式向四边传导，对现浇钢筋混凝土楼板且为矩形房间程序采用这种方式。 2）对边传导方式，如图434所示。这种传导方式只将荷载向房间两对边传导，矩形房间上铺预制板时，程序按板的布置方向自动取用这种荷载传导方式。 图433 梯形三角形导荷 图434 对边传导方式导荷 3）沿周边布置方式如图435所示。这种传导方式是将房间内的总荷载沿房间周长等分成均布荷载布置，对于非矩形房间，程序选用这种传导方式。 图435 周边传导方式导荷论述题 1.PK软件的主要功能是什么？2.如何对梁支座进行识别和修改？3.SATWE有哪些基本功能？  参考答案：

19、       1. （1）适用于工业与民用建筑中各种规则和复杂类型的框架结构、框排架结构、排架结构，剪力墙简化成的壁式框架结构及连续梁。规模在30层，20跨以内。可处理梁柱正交或斜交、梁错层，抽梁抽柱，底层柱不等高，铰接屋面梁等各种情况，可在任意位置设置挑梁、牛腿和次梁，可绘制十几种截面形式的梁，可绘制折梁、加腋梁、变截面梁、矩形梁、工字梁、圆形柱或排架柱，柱箍筋形式多样。 （2）按新规范要求做强柱弱梁、强剪弱弯、节点核心、柱轴压比，柱体积配箍率的计算与验算，还进行罕遇地震下薄弱层的弹塑性位移计算、竖向地震力计算和框架梁裂缝宽度计算。

20、 （3）可按照梁柱整体画、梁柱分开画、梁柱钢筋平面图表示法和梁表、柱表四种方式绘制施工图。 （4）按新规范和构造手册自动完成构造钢筋的配置。 （5）具有很强的自动选筋、层跨剖面归并、自动布图等功能，供多种方式干预选钢筋、布图、构造筋等施工图绘制结果。 （6）在中文莱单提示下，提供丰富的计算简图及结果图形，提供模板图及钢筋材料表。 （7）可与"PMCAD”软件连接，自动导荷并生成结构计算所需的数据文件。 （8）可与三维分析软件TAT、SATWE和PMSAP接口，绘制100层以下高层建筑的梁柱图。 2.对于在PMCAD当主梁输入，且参与SATWE整体计算的梁，在梁与梁相交的支座

21、处，程序要做主梁次梁判断，在端跨时作端支撑梁或悬挑梁的判断。其判断原则有： （1）当支座梁高大于连续梁自身梁高，且支座处恒载弯矩M0（即梁下部不受拉）时，程序认定该处为一梁支座，在支座图上用三角形表示，连梁在此处分成两跨，否则认为该跨连梁在此连通，在支座图上用圆圈表示。 （2）对于端跨上挑梁的判断，当端跨内端支撑在柱或墙上，外端支承在梁支座上时，如该跨梁下弯矩M0（即梁下部不受拉）时，程序认定该跨梁为挑梁，支座图上该点无支座表示，否则为端支承梁，在支座图上用三角形表示。 （3）对在PMCAD上作为次梁输入的梁，在绘施工图时，程序认定所有的支座均起作用，在支座图上均为三角形，且不存在几跨合并或悬

22、挑梁的构造。 对梁支座处的程序判断结果，用户应酌情认真核对或修改。 对于端跨，把三角支座改为圆圈后，则端跨梁会变成挑梁。把圆圈改为三铰支座后，则挑梁会变成端支承梁。 对于中间跨，如为三角支座，该处是两个连梁跨的分界支座，梁下部钢筋将在支座处截断并锚固在支座内，把三角支座改为圆圈后，则两个连梁跨会合并成一跨梁，梁下部钢筋将在圆圈支座处连通。一般来说，把三角支座改为圆圈后的梁构造是偏于安全的。3.SATWE的基本功能如下： （1）可以自动读取PMCAD形成的几何数据文件和荷载数据文件，自动将这些数据转换成高层结构空间有限元分析所需的数据格式，并为用户保留了编辑修改几何数据文件及荷载数据文件的机会。 （2）程序中的空间杆单元除了可以模拟常规的柱、梁外，还可有效地模拟铰接梁、支撑等。 （3）梁、柱及支撑的截面形状不限，考虑了各种异形截面情况，构件材料也不限，可以是混凝土、钢，也可以是复合材料的，如劲性混凝土、钢管混凝土等。 （4）剪力墙的洞口仅考虑矩形洞，其空间位置及大小不限，无需为结构模型简化而加计算洞。 （5）考虑了多塔、错层、转换层及楼板局部开大洞口等结构的特点，可以高效