建筑结构CAD授课教案

《建筑结构CAD》授课教案1．第一章概论课时安排：2课时主要内容：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；CAD概念的发展和应用情况；土木工程中CAD的主要内容；CAD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CAD结构应用软件等。

教学要点：1.1 CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计）的概念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1.4 CAD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．第二章绘图软件AutoCAD的应用课时安排：6课时主要内容：重点介绍AutoCAD系列软件的发展、作用及应用范围；AutoCAD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；尺寸标注的方法；以及图纸的打印输出、图形数据交换等。

教学要点：2.1 AutoCAD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2.2 AutoCAD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（Rectang）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（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．上机实践课时安排：4课时基本要求：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PKPM软件的应用课时安排：12课时主要内容：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件PMCAD、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件TAT进行建模、计算、绘制施工图的主要过程。

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TA T4.1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SA TWE（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:\PKPMWORK。

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第四部分结构三维分析与设计软件TAT（TA T-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DA TA.TA T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 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．上机实践课时安排：4课时基本要求：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．第四章建筑结构施工图绘制方法课时安排：2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、柱、墙的平法绘图方法等。

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MIDAS/Gen软件的应用课时安排：2课时主要内容：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。

然后以一个典型工程为实例，简要介绍采用该软件进行钢筋混凝土结构建模、分析、计算的基本过程。

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。