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1、建筑结构 CAD授课教案1 第一章第一章 概论概论课时安排：课时安排：2 课时课时主要内容：重点介绍主要内容：重点介绍 CAD 的基本概念；利用计算机进行辅助设计的必要性；的基本概念；利用计算机进行辅助设计的必要性；CAD 概念的概念的发展和应用情况；土木工程中发展和应用情况；土木工程中 CAD 的主要内容；的主要内容；CAD 技术在我国土木建筑工程中的应用技术在我国土木建筑工程中的应用现状和发展方向；以及目前国内流行的现状和发展方向；以及目前国内流行的 CAD 结构应用软件等。结构应用软件等。教学要点：教学要点：1.1 CAD（ComputerAided Design，计算机辅助设计）的概念
2、1.2 计算机辅助设计的必要性1.3 土木工程 CAD 的主要内容1.4CAD 概念的发展和应用概况1.5常见的国内外结构设计和绘图软件1.6 本课程主要内容2第二章第二章 绘图软件绘图软件 AutoCAD 的应用的应用课时安排：课时安排：6 课时课时主要内容主要内容：重点介绍重点介绍 AutoCAD 系列软件的发展系列软件的发展、作用作用及及应用范围应用范围；AutoCAD 的基本操作的基本操作、二维图形的绘制与编辑方法及各种辅助绘图命令；图层、图块的概念及制作；尺寸标注的二维图形的绘制与编辑方法及各种辅助绘图命令；图层、图块的概念及制作；尺寸标注的方法；以及图纸的打印输出、图形数据交换等。
3、方法；以及图纸的打印输出、图形数据交换等。教学要点：教学要点：2.1AutoCAD 基本知识（1）AUTOCAD 的版本历史（2）启动 AutoCAD 的几种方式（3）文件操作（4）文件管理（5）命令输入方法（6）鼠标和键盘的运用（7）点的输入方式（8）坐标系统（9）目标捕捉功能（10）缩放功能(zoom)（11）选择对象方式（12）辑对象的两种方式（13）取消和恢复命令（14）设置绘图环境（15）作图原则2.2AutoCAD 的基本操作（1）基本绘图命令1)直线（Line）2)射线（Ray）3)参照线（XLine）4)多段线（Mline）5)等边多边形（Polygon）6)矩形（Rectan
4、g）7)圆弧（Arc）8)绘圆（Circle）9)圆环（Dount）10)修订云线（Revcolud）11)样条曲线（Spline）12)椭圆（Ellipse）13)点（Point）14)填充（Batch）15)多线（2）基本编辑1)删除对象（Erase，E）2)复制对象（Copy，CC，CO）3)移动（Move，M）4)镜像（Mirror，MI）5)偏移（Offset，O）6)阵列（Array,AR）7)旋转（Rotate,RO）8)缩放（Scale,SC）9)拉伸（Strength,S）10)修剪（Trim,TR）11)延伸（Extend,EX）12)断开（Break,BR）13)倒直角（
5、Chamfer）14)倒圆角（Fillet）15)构造对象组（Group,G）16)编辑多线（MLEDIT）17)编辑多段线（PEDIT）（3）构造选择集1)直接点取方式2)窗口方式3)组方式4)前一方式（P）5)最后方式（L）6)全部方式（All）7)不规则窗口方式（WP）8)不规则交叉窗口方式（CP）9)围线方式（F）10)扣除方式（R 或 Shift 键）11)快速选择（Qselect 或工具菜单）（4）图层特性与图层操作（5）对象捕捉和对象追踪（6）文本标注（7）文本格式（8）尺寸标注和尺寸样式（9）图块（Block）的概念和特点（10）夹点编辑（11）线型特性：线性管理器（12）线宽
6、特性（13）对象特性管理器（14）查找与替换（15）打印输出3上机实践上机实践课时安排：课时安排：4 课时课时基本要求：基本要求：通过上机操作，练习绘图软件 AutoCAD 的应用。应达到以下要求：1了解 AutoCAD 系列软件的发展、作用及应用范围；2熟练掌握 AutoCAD 的基本操作、二维图形的绘制与编辑修改及各种辅助绘图命令；3掌握图层、图块的概念及制作；4掌握尺寸标注的方法；5掌握图纸的打印输出、图形数据交换；6能够运用 AutoCAD 软件进行一般土木工程图纸的绘制；7能够运用 AutoCAD 软件结合实例进行简单的分析设计；4第三章第三章PKPM 软件的应用软件的应用课时安排：
7、课时安排：12 课时课时主要内容：重点介绍主要内容：重点介绍 PKPM 系列软件的主要功能，以及采用结构平面辅助设计软系列软件的主要功能，以及采用结构平面辅助设计软件件PMCAD、框排架计算机辅助设计软件、框排架计算机辅助设计软件 PK、以及多层及高层建筑结构三维分析与设计软、以及多层及高层建筑结构三维分析与设计软件件TAT 进行建模、计算、绘制施工图的主要过程。进行建模、计算、绘制施工图的主要过程。教学要点：教学要点：通过对一个工程实例的结构设计，介绍 PKPM 系列中的三个软件的应用：1）结构平面计算机辅助设计软件 PMCAD2）框排架结构计算与绘图软件 PK3）结构三维分析与设计软件 T
8、AT4.1 第一部分PKPM 系列软件简介（1）结构平面计算机辅助设计软件 PMCAD（2）钢筋混凝土框排架及连续梁辅助设计软件 PK（3）多高层建筑结构三维分析与设计软件 TAT（4）多高层建筑结构空间有限元分析与设计软件 SATWE（5）基础工程辅助设计软件 JCCAD（6）楼梯辅助设计软件 LTCAD（7）剪力墙辅助设计软件 JLQ（8）预应力混凝土结构设计软件 PREC（9）结构基本构件辅助设计软件 GJ（10）其他特种结构辅助设计软件（11）钢结构辅助设计软件4.2 第二部分 结构平面辅助设计软件 PMCAD 的操作（1）第一次打开软件，PKPM 的隐含工作目录为 C:PKPMWOR
9、K。每做一个新工程时，应专门建立一个文件夹，通过“改变目录”按钮将新的文件夹设置为当前工作目录。所有的数据文件都将保存在当前工作目录中。（2）PMCAD 操作的主要步骤：1)主菜单一PM 交互式数据输入主要功能：建立建筑物的定位轴线，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、荷载形成建筑物的竖向结构布置。主要步骤：轴线输入网格生成构件定义楼层定义荷载定义楼层组装保存文件操作时应按照主菜单顺序一步步进行。2)主菜单二输入次梁楼板主要功能：用人机交互方式输入有关楼板结构的信息，如布置次梁，铺预制板，楼板开洞，改楼板厚，设层间梁，楼板错层等。必须在
10、主菜单一操作完成以后进行。3)主菜单三输入荷载信息主要功能：对均布楼面荷载进行局部修正，输入非楼面传来的梁间荷载、柱间荷载、墙间荷载、节点荷载及次梁荷载。然后程序自动对楼面荷载进行传导计算，并计算梁柱自重，再对人机交互输入的梁间、柱间、墙间、节点及次梁荷载进行归类整理，从而完成整栋建筑荷载数据库。4）主菜单 C平面荷载显示校核主要功能：对主菜单三导出的中间荷载文件作校核。5）主菜单五 画结构平面图主要功能：完成现浇楼板的配筋计算，绘制各层结构平面图，并通过交互及自动等多种方式绘制钢筋混凝土楼板配筋图。每执行一次本菜单，绘制一个楼层的结构平面图，每一层绘制在一张图纸上，图纸名称为 PM*.T，其
11、中*表示楼层号。6）主菜单九图形编辑、打印及转换主要功能：提供了一个像 AutoCAD 的图形工作环境，可以用这里的绘图工具直接绘制一张新图，可以对 CFG 绘图系统生成的“.T”文件进行编辑，还可以将“.T”文件转换为“.DWG”文件。7）主菜单四形成 PK 文件主要功能：生成 PK 软件结构计算所需的数据文件。可以生成平面上任意一榀框架的结构计算数据文件，任意一层上的单跨或连续次梁的计算数据文件，以及底框结构底层框架的任意一榀数据文件。4.3 第三部分 框排架辅助设计软件 PK 的操作（1）主菜单一 PK 数据交互输入和数检（2）主菜单二框排架结构计算（3）主菜单三框架绘图4.4 第四部分
12、 结构三维分析与设计软件 TAT（TAT-8）的操作主要功能：完成结构在永久荷载、可变荷载、风荷载、地震作用下的内力计算和地震作用计算，进行荷载效应组合，对钢筋混凝土结构完成截面配筋计算，并绘制梁柱施工图。（1）主菜单一 接 PM 生成 TAT 数据主要功能：把在 PMCAD 中生成的本工程的几何信息和荷载信息转为 TAT 计算所需的几何数据文件 DATA.TAT 和荷载数据文件 LOAD.TAT，是进行 TAT 计算的必要接口。（2）主菜单二 数据检查和图形检查（3）主菜单三内力分析和配筋计算（4）主菜单四PM 次梁计算（5）主菜单五分析结果图形和文本显示（6）主菜单六梁归并（7）主菜单 A
13、梁平面图画法（8）主菜单 C柱归并（全楼归并）（9）主菜单 E 接 PK 绘制柱施工图5上机实践上机实践课时安排：课时安排：4 课时课时基本要求：基本要求：通过上机操作，练习 PKPM 系列软件的应用。应达到以下要求：（1）熟悉 PKPM 系列软件的主要功能；（2）熟悉采用 PMCAD、PK、TAT 以及 SATWE 软件进行建模、计算、绘制施工图的主要过程；（3）能够运用 PKPM 系列软件进行一般钢筋混凝土框架结构的设计。6第四章第四章 建筑结构施工图绘制方法建筑结构施工图绘制方法课时安排课时安排：2 2 课时课时主要内容：重点介绍建筑工程中结构施工图的绘制方法，包括框架立面图绘制方法及梁
14、、主要内容：重点介绍建筑工程中结构施工图的绘制方法，包括框架立面图绘制方法及梁、柱、墙的平法绘图方法等。柱、墙的平法绘图方法等。教学要点：教学要点：6.1 第一部分框架立面图6.2 第二部分平法绘图（1）平法表达形式的概念（2）平法绘图优点和缺点（3）依据标准：混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图 03G101-1 图集。（4）柱平法施工图制图规则（5）梁平法施工图制图规则（6）剪力墙平法施工图制图规则7第五章第五章 MIDAS/Gen 软件的应用软件的应用课时安排课时安排：2 2 课时课时主要内容主要内容：简要介绍大型通用有限元软件简要介绍大型通用有限元软件 MIDAS/Gen 的主要特点和基本界面的主要特点和基本界面。然后以一个然后以一个典型工程为实例典型工程为实例，简要介绍采用该软件进行钢筋混凝土结构建模简要介绍采用该软件进行钢筋混凝土结构建模、分析分析、计算的基本过程计算的基本过程。教学要点：教学要点：7.1 第一部分MIDAS/Gen 软件介绍7.2 第二部分设计实例建模、分析、计算的基本过程（1）打开文件并设定操作的基本环境（2）定义构件的材料及截面的数据（3）建立节点和单元（4）定义建筑物的支承条件（5）输入各种荷载（6）进行结构分析（7）查看分析结果（8）进行构件设计及配筋