作者簡介
王中心
山東建築大學任教,副教授,碩士。
研究方向:結構抗震分析
國家註冊監理師,發表論文10餘篇,其中EI收錄 3篇,參與國家自然科學基金1項。
多年以來共在清華大學出版社、山東科學技術出版社、機械工業出版社、中國建築工業出版社以副主編編譯著出版圖書多部。其中有機械工業出版社出版的《AutoCAD2008完全自學手冊》、《AutoCAD2009建築行業應用實踐》,清華大學出版社主編出版的《建築結構設計與PKPM2010》等。
目錄
第1章 建築結構CAD基本知識 1
1 1 建築結構設計與PKPM2024 2
1 1 1 建築結構CAD的概念與發展現狀 2
1 1 2 建築結構CAD的基本內容 2
1 1 3 CAD的意義和作用 3
1 1 4 建築結構設計與PKPM 3
1 2 建築結構CAD的基本環節 要求及常見計算錯誤處理 3
1 2 1 建築結構CAD的基本過程及內容 4
1 2 2 計算分析結果出現異常錯誤的原因及類型甄別 9
1 2 3 CAD軟件的選用原則 13
1 3 建築結構CAD的工作與思維方式 14
1 3 1 建築結構CAD與傳統手工設計之間的區別 14
1 3 2 建築結構CAD與設計經驗、設計規範的關係 15
1 4 建築圖的讀識 16
1 4 1 建築圖紙讀識及DWG文件分類 16
1 4 2 常見建築圖讀識問題處理 16
1 5 本章 小結 20
思考與練習 21
第2章 PKPM軟件的組成及界面 22
2 1 PKPM研發歷史及PKPM的基本組成 22
2 1 1 PKPM軟件的歷史與特點 23
2 1 2 PKPM軟件的多版本安裝 24
2 1 3 PKPM的主界面 25
2 1 4 PKPM的圖形平臺 25
2 1 5 PKPM的軟件模塊及集成設計主線 27
2 2 建築結構的類型及PKPM集成設計主線的選擇 27
2 2 1 建築結構的類型及PKPM軟件模塊的選擇 27
2 2 2 建築結構設計時的結構分析方法 29
2 2 3 選擇合適的集成設計主線 31
2 3 用PKPM軟件進行建築結構設計的操作流程 35
2 4 “SATWE核心的集成設計”主要軟件界面及菜單 37
2 4 1 “結構建模”模塊的菜單及工具面板 37
2 4 2 SATWE分析與設計菜單及多模型多性能包絡設計 38
2 4 3 “砼施工圖”及”BIM樓板施工圖”菜單介紹 39
2 5 瞭解”結構建模”並創建一個簡單設計模型 40
2 5 1 “結構建模”的適用範圍及基本功能 40
2 5 2 創建工程文件及工程名 41
2 5 3 利用”結構建模”初創一個簡單結構模型 43
2 5 4 “結構建模”的界面環境 45
2 5 5 “結構建模”的軟件設置及坐標定點方式 47
2 6 本章 小結 52
思考與練習 52
第3章 結構模型中的特殊構件 53
3 1 建築結構普通構件和特殊構件的甄別 54
3 1 1 主體結構的一級結構構件和二級結構構件 54
3 1 2 鋼筋混凝土框架結構的梁、柱、板及短柱、細長柱、深受彎梁 54
3 1 3 剪力牆結構中的牆、框支牆短肢牆、連梁及邊緣構件 57
3 1 4 基礎部位的基礎、柱墩、基礎梁、拉梁及地框梁 59
3 1 5 砌體結構的構件 60
3 1 6 鋼筋混凝土框架結構中的非主體結構構件 60
3 2 上部結構的嵌固端及嵌固部位 61
3 2 1 上部結構的嵌固層、嵌固部位及嵌固端 61
3 2 2 地框梁層、基礎梁、柱墩及基礎方案選擇 63
3 3 扭轉零剛度設計方法和協調扭轉設計方法 64
3 3 1 主樑、次梁的劃分及PMCAD房間的概念 64
3 3 2 次梁按主樑佈置的扭轉零剛度設計方法與協調扭轉設計方法 72
3 4 虛梁、虛板、虛柱、剛域及剛性梁的概念及作用 76
3 4 1 虛梁、虛板、虛柱的概念及作用 76
3 4 2 剛性梁、剛域的概念及作用 77
3 5 本章 小結 78
思考與練習 78
第4章 結構建模基本方法及操作 80
4 1 結構設計基本參數及結構方案的確定 81
4 1 1 設計條件及建築條件圖舉例 81
4 1 2 結構選型 86
4 1 3 結構層數和結構標準層數的確定 87
4 1 4 設計參數、本層信息定義 90
4 2 定位軸網建模方法及交互識別操作 92
4 2 1 軸網的基本概念及作用 92
4 2 2 確定軸網方案及軸網交互輸入 94
4 2 3 利用DWG建築圖交互識別軸網 98
4 2 4 定位網格對力學模型的影響 101
4 3 樑柱牆建模方法與建模交互操作 103
4 3 1 樑柱構件佈置與編輯 103
4 3 2 梁截面類型、截面尺寸的初選 108
4 3 3 基於襯圖的梁輸入、編輯與校核 110
4 3 4 經濟柱距、柱截面初選及柱交互輸入 114
4 3 5 混凝土牆、連梁及洞口的處理與佈置 117
4 4 樓板建模方法與建模交互操作 117
4 4 1 初估樓板厚度 118
4 4 2 自動生成現澆板與交互修改樓板 119
4 5 創建主體結構模型時對樓梯的處理 123
4 5 1 “結構建模”時考慮樓梯對主體結構影響的參數化樓梯輸入 123
4 5 2 處理樓梯荷載及導荷方式 125
4 6 “實例商業建築”構件模型 127
4 7 荷載統計與荷載輸人 129
4 7 1 “結構建模”的導荷特點與方式 129
4 7 2 樓面、屋面、樓梯間恒荷載的統計與佈置 132
4 7 3 樓面、屋面、樓梯間活荷載的取值與佈置 136
4 7 4 梁上荷載統計方法及交互輸入操作 141
4 7 5 節 點荷載、牆間荷載、柱間荷載、吊車荷載 144
4 7 6 “實例商業建築”荷載的輸入 146
4 8 樓層組裝 147
4 8 1 樓層組裝的普通組裝及廣義層組裝 148
4 8 2 退出保存與數檢定位 150
4 8 3 對”結構建模”模型數據異常損壞的恢復 151
4 9 本章 小結 152
思考與練習 152
第5章 坡屋面、錯層結構及多塔結構 155
第6章 SATWE軟件分析設計上部結構 185
第7章 結構彈性動力時程分析 241
第8章 繪製結構施工圖 253
第9章 基礎設計 316
參考文獻 332
前言/序言
PKPM軟件是目前國內應用最廣用戶最多、功能最強大的建築結構CAD系統之一,PKPM2024 V2 1是PKPM於2024年推出的執行所有新編設計規範的版本。
本書依照PKPM軟件操作順序,通過一個貫穿全書的坡屋面多層框架結構設計示例,對鋼筋混凝土框架結構CAD的基本方法和相關概念進行了詳細論述,並把相關設計規範條文應用融入設計方法軟件操作和設計示例中,使讀者不僅能更加直觀地瞭解PKPM的操作,同時也能更好、更快地掌握結構設計的基本方法和原理。
在建模操作相關章 節,簡述了用Spas+PMSAP創建複雜大空間組合結構設計模型的方法,詳細論述了以建築條件圖作為襯圖的軸網構件及荷載輸入方法;討論了建立網格時的力學關係與結構模型的協調性問題標準層劃分原則;給出了短柱、短肢牆、框支牆、剪力牆、深梁、深受彎梁、淺梁、連梁、設縫連梁等諸多構件類型的概念及應用;講解了這些構件的甄別及相應的建模策略主次梁設置及相應的設計方法;介紹了框架結構地框梁結構方案、地下柱墩結構方案、普通簡支基礎梁結構方案的優缺點;敘述了上部結構嵌固部位的強柱根、弱柱根設計概念;敘述了虛梁、虛板、虛柱及剛性杆的應用;講解了基於房間屬性的活荷載佈置策略及方法;敘述了板及梁上荷載統計與輸入,普通風荷載、特殊風荷載及板上局部荷載的建模處理方法,樓梯與主體結構關係處理,錯層和結構下沉坡屋面結構設計方法等諸多概念,以及與SATWE專項多模型包絡和用戶自定義多模型包絡設計相應的建模概念及方法。
在結構分析軟件相關章 節,論述了結構分析模型的選擇原則,介紹了SATWE及彈性動力時程分析等軟件的基本功能敘述了軟件主要設計參數的基本含義及選取方法,並講解了如何通過SATWE輸出結果對所設計的結構進行評價判斷結構各項指標是否滿足規範要求。介紹了進行結構彈性動力時程分析以及如何把分析結果導人SATWE的方法,重點描述了SATWE專項多模型包絡設計及用戶自定義包絡設計的基本概念及操作方法,並介紹了設計優化的基本概念。
在繪製建築結構施工圖相關章 節,介紹了PKPM2024”砼結構施工圖繪製”和”CAD版砼施工圖審查”軟件模塊的操作,敘述了圖紙的基本組成及表達深度,在講解樑柱板施工圖的不同表達方式之後,重點講述了利用軟件繪製平法施工圖的表達方式繪圖操作以及施工圖審查的內容和具體操作。
在基礎設計相關章 節,講解了JCCAD用於獨立基礎設計時,如何創建基礎模型、附加荷載處理、基礎分析與計算及平法圖紙繪製的基本方法和軟件操作,講解了柱下獨立基礎平法施工圖的表達方式及繪製方法。
本書第1~7章 由王中心編寫,第8~9章 由譚英華編寫本書配套學習視頻由譚英華錄製。王中心對全書進行最後統稿及修改,感謝張曉傑對本書初始文稿草案提供的幫助。山東省城鎮建築設計院的辛崇東院長對本書的寫作提出了十分寶貴的建議和幫助,在此表示深深的謝意。
限於作者水平,書中難免有不妥之處,懇請讀者批評指正。
編者
2025年3月
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