西南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育[0753]《建筑結(jié)構(gòu)CAD》作業(yè)答案

1、0753建筑結(jié)構(gòu)CAD 2015-2016-1-批次1論述題 1.優(yōu)化方法軟件包主要包括哪兩方面的內(nèi)容？2.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)？3.用戶可通過哪些方式來退出AutoCAD？參考答案： 1.優(yōu)化方法軟件包主要包括兩方面的內(nèi)容：一是針對實(shí)際問題如何建立最優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型，二是如何選擇最優(yōu)方法利用計(jì)算機(jī)對該問題求解。2.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)有以下一些特點(diǎn)： （1）能夠切實(shí)可行地解決具體工程問題，給出直接用于設(shè)計(jì)的最終結(jié)果； （2）符合有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和工程設(shè)計(jì)中的習(xí)慣； （3）充分利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件資源， （4）具有較好的設(shè)備無關(guān)性和數(shù)據(jù)存儲無關(guān)性，便于運(yùn)行于各類硬件環(huán)境以及與不同

2、軟件的連接； （5）使用方便，具有良好的人機(jī)交互界面；具有較高的效率； （6）運(yùn)行可靠，維護(hù)簡單，便于擴(kuò)充，具有良好的再開發(fā)性。 3.用戶可通過如下幾種方式來退出AutoCAD。 1）直接單擊AutoCAD主窗口右上角的按鈕；2）選擇菜單【File（文件）】【Exit（退出）】；3）在命令行中輸入：quit（或別名exit）。論述題 1.計(jì)算機(jī)按照其發(fā)展進(jìn)程可以分為哪幾個階段？2.在CAD系統(tǒng)中用到的專用語言有哪些？3.CAD支撐軟件需要包括哪些方面的內(nèi)容？參考答案： 1.第一代計(jì)算機(jī)（19461958）：以電子管為邏輯元件，開始出現(xiàn)匯編語言，主要用于科學(xué)和工程計(jì)算，運(yùn)算速度達(dá)幾萬次s。 第二

3、代計(jì)算機(jī)（19581964）：以晶體管為邏輯元件，開始出現(xiàn)高級語言和操作系統(tǒng)，并開始用于事務(wù)處理和過程控制，運(yùn)算速度達(dá)幾百萬次s。 第三代計(jì)算機(jī)（1964一1971）；以集成電路為邏輯元件，出現(xiàn)半導(dǎo)體存儲器，操作系統(tǒng)得到迅速發(fā)展和普及，出現(xiàn)了多種高級語言，廣泛用于工業(yè)控制、數(shù)據(jù)處理和科學(xué)計(jì)算等各個領(lǐng)域，運(yùn)算速度達(dá)幾千萬次s。 第四代計(jì)算機(jī)（19711980）：以大規(guī)模集成電路為邏輯元件和內(nèi)存儲器。由于運(yùn)算器和控制器可以做在一塊半導(dǎo)體芯片上，這就出現(xiàn)了微處理器(CPU)以及以它為核心構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)，其運(yùn)算速度達(dá)幾億次s。 第五代計(jì)算機(jī)（1980一）：采用超大規(guī)模集成電路為邏輯元件和內(nèi)存儲器，其

4、運(yùn)算速度達(dá)幾十億次B。真正的第五代計(jì)算機(jī)將像人一樣能聽、能看、能說、能思考，即是智能化的計(jì)算機(jī)。 2.在CAD系統(tǒng)中用到的專用語言有： LISP語言：這是一種函數(shù)型表處理語言，適用于字符、符號的處理。在AutoCAD圖形系統(tǒng)中常用內(nèi)嵌的AutoLISP語言進(jìn)行二次開發(fā)。 PROLOG語言；這是一種專用圖形語言，適宜于描述邏輯推理過程。 APT語言：這是一種專用圖形語言，適宜于對各種圖形進(jìn)行描述及處理。 DDL與DML語言：它們是數(shù)據(jù)描述與數(shù)據(jù)操作專用語言，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中常用它們來描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，及對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存取數(shù)據(jù)的處理。 3.CAD支撐軟件需要包括以下幾方面的內(nèi)容： 1）基本圖形元素生成程序

5、； 2）圖形編輯功能程序； 3）用戶接口； 4）三維幾何造型系統(tǒng)；5）數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)； 6）漢字處理系統(tǒng)； 7）網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)。 論述題 1.MIT的研究人員在20世紀(jì)50年代提出的CAD技術(shù)的三個研究目標(biāo)是什么？2.CAD技術(shù)發(fā)展可以分成哪四個階段？3.CAD技術(shù)與傳統(tǒng)手工設(shè)計(jì)相比，有哪些優(yōu)勢？參考答案： 1.（1）實(shí)現(xiàn)人機(jī)的交互式對話；（2）以圖形為煤介實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話；（3）實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助模擬。2.（l）第一階段，20世紀(jì)60年代初期60年代末期。這個階段的CAD系統(tǒng)以使用大型通用機(jī) (晶體管電路為主)和刷新式圖形顯示器為基本標(biāo)志；這個時期的CAD系統(tǒng)價格昂貴，性能簡單，全世界只有少數(shù)大企

6、業(yè)研制或擁有大約200套CAD系統(tǒng)，主要應(yīng)用于航空和汽車制造業(yè)。（l）第一階段，20世紀(jì)60年代初期60年代末期。這個階段的CAD系統(tǒng)以使用大型通用機(jī) (晶體管電路為主)和刷新式圖形顯示器為基本標(biāo)志；這個時期的CAD系統(tǒng)價格昂貴，性能簡單，全世界只有少數(shù)大企業(yè)研制或擁有大約200套CAD系統(tǒng)，主要應(yīng)用于航空和汽車制造業(yè)。 （2）第二階段，20世紀(jì)60年代末期70年代末期。60年代末，美國DEC公司開始生產(chǎn)出價格相當(dāng)?shù)土男⌒蜋C(jī)。同時價格更加便宜的存儲管式顯示器也得到應(yīng)用，光筆、圖形輸入板等各種形式的圖形輸入設(shè)備也投入應(yīng)用。使得CAD系統(tǒng)的價格大幅度下降，促使CAD技術(shù)有可能得到快速發(fā)展和推廣。

7、這個時期開發(fā)出的CAD系統(tǒng)在微電子行業(yè)中集成電路和印刷電路板設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)實(shí)用化，圖形數(shù)據(jù)庫得到開發(fā)，此時商品化CAD系統(tǒng)在中小企業(yè)中開始應(yīng)用和推廣。 （3）第三階段，20世紀(jì)80年代初期90年代初期。在此時期出現(xiàn)了廉價的固體電路隨機(jī)存儲器，產(chǎn)生逼真圖形的光柵掃描顯示器、鼠標(biāo)器、靜電式繪圖儀，伴隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的進(jìn)步，微型機(jī)、超級微型機(jī)和圖形工作站得到普及應(yīng)用。商品化圖形系統(tǒng)也獲得迅速發(fā)展，使CAD技術(shù)從發(fā)達(dá)國家向發(fā)展中國家擴(kuò)展，從用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)展到用于工程設(shè)計(jì)，標(biāo)志著CAD技術(shù)進(jìn)入了實(shí)用期，但是，到了這一程度也只能稱得上是充分利用了計(jì)算機(jī)輔助繪圖。對于達(dá)到MI

8、T聽提出的第三個目標(biāo)，即真正實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助模擬，模擬人在以往的產(chǎn)品或工程設(shè)計(jì)的整個過程的所有工作，仍然是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)，有許多技術(shù)困難需要深入研究和加以解決。 （4）第四階段，即從20世紀(jì)90年代中期至今。當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)正以前所未有的速度飛躍發(fā)展，以Intel公司芯片技術(shù)為代表的硬件革命，為CAD技術(shù)的創(chuàng)新提供了更加強(qiáng)大的實(shí)現(xiàn)手段。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)作為一頂多學(xué)科交叉、滲透的高科技發(fā)展產(chǎn)物，目前正向著集成化、協(xié)同化、智能化的方向發(fā)展，在新世紀(jì)里必將產(chǎn)生巨大的變革。3.CAD技術(shù)運(yùn)用于工程設(shè)計(jì)有著傳統(tǒng)手工設(shè)計(jì)無法比擬的優(yōu)越性，它能降低勞動強(qiáng)度，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期。有效避免手工設(shè)計(jì)中存在

9、的錯、碰、漏、缺”現(xiàn)象。采用CAD技術(shù)能方便實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目投標(biāo)、方案優(yōu)化、數(shù)值計(jì)算、施工圖設(shè)計(jì)繪制、工程造價預(yù)算等一系列服務(wù)，從而降低工程造價、節(jié)省投資、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、提高生產(chǎn)效益。2015-2016-1-批次2論述題 1.程序提供給計(jì)算人員哪些方式進(jìn)行干預(yù)梁柱鋼筋直徑與根數(shù)的選配？2.梁的歸并應(yīng)該遵循哪些原則？3.層間剛度比計(jì)算中提供了幾種方法？參考答案： 1. （1）圖形交互式修改。顯示施工圖前，把程序選配的鋼筋以圖形的形式顯示在屏幕上，每根柱梁鋼筋的根數(shù)和直徑或箍筋的直徑和級別均顯示在各桿件旁邊，用戶可在中文提示下用光標(biāo)指示修改任一鋼筋的配置。 （2）輸入實(shí)際配筋面積與結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果配筋面積的比

10、例。這是計(jì)算人員將計(jì)算結(jié)果放大，加進(jìn)自已的保險系數(shù)和控制柱梁之間的配筋比例的一種手段。該比例分為柱鋼筋放大系數(shù)，梁下部鋼筋放大系數(shù)，梁上部鋼筋放大系數(shù)三種，該比例可以統(tǒng)一為全框架一個值，也可對每根柱梁分別輸入。2. 梁的歸并原則如下： （1）幾何條件（包括跨數(shù)、跨度、截面形狀與大小）相同。 （2）鋼筋等級相同。 （3）滿足用戶給出的鋼筋歸并系數(shù)b10并取b11=b10，b121b10。3. 層間剛度比計(jì)算中提供三種選項(xiàng)，分別是剪切剛度”剪彎剛度”和地震剪力與地震層間位移的比值”。剪切剛度”按高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程給出的方法計(jì)算。剪彎剛度”按有限元方法計(jì)算。地震剪力與地震層間位移的比值”按建

11、筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范給出的方法計(jì)算,三種方法可能給出差別較大的剛度比結(jié)果，用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程做出選擇.論述題 1.簡述工程拼裝的操作步驟？2.柱的計(jì)算長度是如何選取的？3.工程量是如何計(jì)算的？參考答案： 1. （1）調(diào)入工程名，如按【Tab】則可調(diào)入本工程的層作拼裝。 （2）選擇要拼裝的標(biāo)準(zhǔn)層。 （3）選擇是全層拼裝還是局部拼裝，如為局部拼裝則挑選要拼裝的部分。 （4）提示是否移動（若非本工程則無此選擇），回車為移動方式，不移動則拼裝內(nèi)容坐標(biāo)保持不變被拷貝到當(dāng)?shù)膶?。需要移動則需輸入基準(zhǔn)點(diǎn)、旋轉(zhuǎn)角度、插入點(diǎn)，進(jìn)行拷貝內(nèi)容的準(zhǔn)確定位。2. 柱的計(jì)算長度按現(xiàn)澆樓蓋取值，底層框架柱取l，其余層取1.25，對

12、頂層邊柱若與之相連的是鉸接梁則按1.5取值。若實(shí)際結(jié)構(gòu)不同時，可在PK數(shù)據(jù)文件中修改。3. 工程量的計(jì)算方法如下： 柱：橫截面面積層高；梁：橫截面面積柱間梁的凈長度；次梁：橫截面面積（未扣除樓板厚度）跨度；樓板：（房間四周軸線圍成的面積一洞口面積）該房間樓板厚度；墻：（房間墻凈面積一本層所有門窗洞口面積）墻厚。論述題 1.PMCAD軟件有哪些基本功能？2.程序如何完成對建筑結(jié)構(gòu)的整體描述？3.PMCAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)主要有哪兩類？參考答案： 1. 1）人機(jī)交互建立全樓結(jié)構(gòu)模型。2）自動導(dǎo)算荷載建立荷載庫。3）為各種計(jì)算模型提供所需數(shù)據(jù)文件。4）為上部結(jié)構(gòu)的各種繪圖CAD模塊提供結(jié)構(gòu)構(gòu)件的精確尺寸主

13、要包括各種構(gòu)件的幾何尺寸、平面定位，等等。 5）為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)CAD模塊提供數(shù)據(jù)。6）現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板結(jié)構(gòu)計(jì)算與配筋設(shè)計(jì)。7）結(jié)構(gòu)平面施工圖輔助設(shè)計(jì)。8）磚混結(jié)構(gòu)圈梁布置，畫磚混圈梁大樣及構(gòu)造柱大樣圖。圈梁及構(gòu)造柱大樣由軟件自動生成并進(jìn)行分類歸并，可考慮現(xiàn)澆樓板、預(yù)制樓板以及各種非正交的節(jié)點(diǎn)大樣。9）砌體結(jié)構(gòu)和底層框架上部磚房的抗震計(jì)算及受壓、高厚比、局部承壓計(jì)算。10）統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)工程量。2.本程序?qū)τ诮ㄖ锏拿枋鍪峭ㄟ^建立其定位軸線，相互交織形成網(wǎng)格和節(jié)點(diǎn)，再在網(wǎng)格和節(jié)點(diǎn)上布置構(gòu)件形成標(biāo)準(zhǔn)層的平面布局，各標(biāo)準(zhǔn)層配以不同的層高、荷載而形成建筑物的豎向結(jié)構(gòu)布局，完成建筑結(jié)構(gòu)的整體描述。3.PMCAD

14、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)主要有兩類：其一是幾何數(shù)據(jù)，對于斜交平面或不規(guī)則平面，描述幾何數(shù)據(jù)是十分繁重的工作，為此本程序提供了一套可以精確定位的做圖工具和多種直觀便捷的布置方法；其二是數(shù)字信息，PMCAD大量采用提供常用參考值隱含列表方式，允許用戶進(jìn)行選擇、修改，使數(shù)值輸入的效率大大提高。2015-2016-1-批次3論述題 1.PK軟件的適用范圍？2.柱箍筋有哪些形式？3.對于樓板，SATWE給出了哪些簡化假定？參考答案： 1.任何一個軟件均有一定的適用范圍，PK軟件也有自己的適用范圍。PK軟件是針對平面桿系結(jié)構(gòu)開發(fā)的，因此軟件所能計(jì)算的結(jié)構(gòu)形式為平面桿系的框架、復(fù)式框架、排架、框排架(某幾個跨上或某些層上

15、作用有吊車荷載的多層框架)、剪力墻、壁式框架、連續(xù)梁、拱型結(jié)構(gòu)、內(nèi)框架、桁架等.2.a）菱形箍；（b）井字箍； （c）矩形箍；（d）拉結(jié)箍筋； （e）菱 井復(fù)合箍。3.樓板整體平面內(nèi)無限剛性、分塊無限剛性、分塊無限剛性帶彈性連接板帶和彈性樓板。論述題 1.樓板鋼筋的畫法按菜單分為幾類？2.簡述冷軋帶助鋼筋的選用方法？3.程序向房間周圍桿件傳導(dǎo)樓面荷載的方式有幾種？參考答案： 1. 第一類是菜單（2）、（3）、（4）方式，板底鋼筋的長段決定于由主梁、墻圍成的矩形房間的寬或高。 第二類菜單（6）通長配筋方式，它需由用戶指定一種鋼筋所畫的范圍，板底筋的長度就是該范圍的長度，該范圍內(nèi)的支座筋成批一次畫

16、出，另外，這種畫法可按用戶的意愿畫出非矩形房間鋼筋。 以上兩類畫法標(biāo)注的鋼筋級配及支座長短均是由程序計(jì)算出的（或者已經(jīng)過前面一步的交互修改）。 第三類是菜單（5）任意配筋方式，它是由人工指定鋼筋級配及支座筋的長度，也可用來修改已布好的鋼筋。2.將鋼筋級別選項(xiàng)中調(diào)整成僅直徑12mm，使用二級鋼筋，并將鋼筋強(qiáng)度選項(xiàng)中一級鋼筋的強(qiáng)度值改為相應(yīng)的冷軋帶肋鋼筋的強(qiáng)度值。例如選用L550冷軋帶助鋼筋，那么鋼筋強(qiáng)度就選為340kNmm2。對于計(jì)算鋼筋直徑12mm，須將鋼筋進(jìn)行等強(qiáng)度代換。3.程序向房間周圍桿件傳導(dǎo)樓面荷載的方式有三種： 1）梯形三角形方式，如圖433所示。這種傳導(dǎo)方式將荷載按梯形、三角形方式

17、向四邊傳導(dǎo)，對現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板且為矩形房間程序采用這種方式。 2）對邊傳導(dǎo)方式，如圖434所示。這種傳導(dǎo)方式只將荷載向房間兩對邊傳導(dǎo)，矩形房間上鋪預(yù)制板時，程序按板的布置方向自動取用這種荷載傳導(dǎo)方式。 圖433 梯形三角形導(dǎo)荷 圖434 對邊傳導(dǎo)方式導(dǎo)荷 3）沿周邊布置方式如圖435所示。這種傳導(dǎo)方式是將房間內(nèi)的總荷載沿房間周長等分成均布荷載布置，對于非矩形房間，程序選用這種傳導(dǎo)方式。 圖435 周邊傳導(dǎo)方式導(dǎo)荷論述題 1.PK軟件的主要功能是什么？2.如何對梁支座進(jìn)行識別和修改？3.SATWE有哪些基本功能？參考答案： 1. （1）適用于工業(yè)與民用建筑中各種規(guī)則和復(fù)雜類型的框架結(jié)構(gòu)、框排架

18、結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)，剪力墻簡化成的壁式框架結(jié)構(gòu)及連續(xù)梁。規(guī)模在30層，20跨以內(nèi)?？商幚砹褐换蛐苯?、梁錯層，抽梁抽柱，底層柱不等高，鉸接屋面梁等各種情況，可在任意位置設(shè)置挑梁、牛腿和次梁，可繪制十幾種截面形式的梁，可繪制折梁、加腋梁、變截面梁、矩形梁、工字梁、圓形柱或排架柱，柱箍筋形式多樣。 （2）按新規(guī)范要求做強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、節(jié)點(diǎn)核心、柱軸壓比，柱體積配箍率的計(jì)算與驗(yàn)算，還進(jìn)行罕遇地震下薄弱層的彈塑性位移計(jì)算、豎向地震力計(jì)算和框架梁裂縫寬度計(jì)算。 （3）可按照梁柱整體畫、梁柱分開畫、梁柱鋼筋平面圖表示法和梁表、柱表四種方式繪制施工圖。 （4）按新規(guī)范和構(gòu)造手冊自動完成構(gòu)造鋼筋的配置。 （

19、5）具有很強(qiáng)的自動選筋、層跨剖面歸并、自動布圖等功能，供多種方式干預(yù)選鋼筋、布圖、構(gòu)造筋等施工圖繪制結(jié)果。 （6）在中文萊單提示下，提供豐富的計(jì)算簡圖及結(jié)果圖形，提供模板圖及鋼筋材料表。 （7）可與PMCAD”軟件連接，自動導(dǎo)荷并生成結(jié)構(gòu)計(jì)算所需的數(shù)據(jù)文件。 （8）可與三維分析軟件TAT、SATWE和PMSAP接口，繪制100層以下高層建筑的梁柱圖。2.對于在PMCAD當(dāng)主梁輸入，且參與SATWE整體計(jì)算的梁，在梁與梁相交的支座處，程序要做主梁次梁判斷，在端跨時作端支撐梁或懸挑梁的判斷。其判斷原則有： （1）當(dāng)支座梁高大于連續(xù)梁自身梁高，且支座處恒載彎矩M0（即梁下部不受拉）時，程序認(rèn)定該處為

20、一梁支座，在支座圖上用三角形表示，連梁在此處分成兩跨，否則認(rèn)為該跨連梁在此連通，在支座圖上用圓圈表示。 （2）對于端跨上挑梁的判斷，當(dāng)端跨內(nèi)端支撐在柱或墻上，外端支承在梁支座上時，如該跨梁下彎矩M0（即梁下部不受拉）時，程序認(rèn)定該跨梁為挑梁，支座圖上該點(diǎn)無支座表示，否則為端支承梁，在支座圖上用三角形表示。 （3）對在PMCAD上作為次梁輸入的梁，在繪施工圖時，程序認(rèn)定所有的支座均起作用，在支座圖上均為三角形，且不存在幾跨合并或懸挑梁的構(gòu)造。 對梁支座處的程序判斷結(jié)果，用戶應(yīng)酌情認(rèn)真核對或修改。 對于端跨，把三角支座改為圓圈后，則端跨梁會變成挑梁。把圓圈改為三鉸支座后，則挑梁會變成端支承梁。 對

21、于中間跨，如為三角支座，該處是兩個連梁跨的分界支座，梁下部鋼筋將在支座處截?cái)嗖㈠^固在支座內(nèi)，把三角支座改為圓圈后，則兩個連梁跨會合并成一跨梁，梁下部鋼筋將在圓圈支座處連通。一般來說，把三角支座改為圓圈后的梁構(gòu)造是偏于安全的。3.SATWE的基本功能如下： （1）可以自動讀取PMCAD形成的幾何數(shù)據(jù)文件和荷載數(shù)據(jù)文件，自動將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成高層結(jié)構(gòu)空間有限元分析所需的數(shù)據(jù)格式，并為用戶保留了編輯修改幾何數(shù)據(jù)文件及荷載數(shù)據(jù)文件的機(jī)會。 （2）程序中的空間桿單元除了可以模擬常規(guī)的柱、梁外，還可有效地模擬鉸接梁、支撐等。 （3）梁、柱及支撐的截面形狀不限，考慮了各種異形截面情況，構(gòu)件材料也不限，可以是混凝土、鋼，也可以是復(fù)合材料的，如勁性混凝土、鋼管混凝土等。 （4）剪力墻的洞口僅考慮矩形洞，其空間位置及大小不限，無需為結(jié)構(gòu)模型簡化而加計(jì)算洞。 （5）考慮了多塔、錯層、轉(zhuǎn)換層及樓板局部開大洞口等結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可以高效、準(zhǔn)確地分析這些特殊結(jié)構(gòu)。 （