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1、第 1 章 平面桁架和框排架CAD1 平面桁架和框排架 CAD概述 1.1 结构形式和杆件本程序可计算平面任意形状的框、排架或者桁架结构。杆件材料为钢或者混凝土。杆件的截面形式除常见截面外，还包括角钢、方钢、圆管、箱形截面和格构式截面等多种截面形式。支持多种变截面杆件，包括梯形梁杆，拱形梁杆和有支托的梁杆。支座可设置在任意节点上，共有水平约束、竖直约束，双向约束 ( 铰接 )和刚接四种型式。杆件间的约束可以是铰接也可以是刚接。计算时考虑了吊车的不利布置。下图为程序支持的常见的结构：1.2设计流程基本流程如下：新建工程名总体信息桁架选型杆件变换修改截面设置计算长度设置截面削弱设置节点约束输入杆件
2、和节点荷载数据检查计算内力打印计算结果和平面简图。1.3解题范围内力计算采用广厦平面杆系计算程序，程序的解题范围：总节点数（包括支座的约束点）200杆件数 170支座约束数 801.4命令和简化命令可以通过命令和菜单按钮两种方式指行一个功能，每个命令可以全命令名和简化命令名， 简化命令存于与录入系统同目录的gsPkCAD.pgp，用户可以修改， 重新进入录入系统时自动调入。主要的全命令名和简化命令名简化命令名全命令名功能介绍UUndoUndo 撤销，返回至上一次操作内容RRedoRedo 重做，恢复上一次放弃ZZoom显示控制ZAZoomA显示全图PPan实时平移PrPreView打印预览ZD
3、ZoomD实时缩放WZoomW窗选放大ZPZoomP先前视图X2ZoomX2缩小一些X1ZoomX1放大一些EErase删除RoRotate旋转MiMirror镜像复制对象MMove移动CCopy复制对象OOffset偏移StStretch拉伸TTrim裁剪ExExtend延伸BrBreak打断ChChamfer倒角FiFillet圆角ScScale放大对象OOpen打开文件NNew新建文件SSave保存此文件SaSaveAs保存此文件为另一指定的文件名ClClose关闭文件DWGDwgOut当前图形生成 dwg图形输出FFind寻找构件DtDist测量两点 / 构件之间的距离BmBarMen
4、u切换到杆件编辑菜单BLmBarLoadMenu切换到杆件荷载编辑菜单NLmNodeLoadMenu切换到节点荷载编辑菜单CrmCraneMenu切换到吊车编辑菜单SkMSketchMenu平面简图编辑菜单SRmShowResult切换到计算结果菜单ChkCheckData进行数据检查TSCharSize设定字高缩放比例GRGrid修改格栅间距UcsUcs定义局部坐标系DeUDelUcs删除局部坐标系SysSysInfoSet系统信息设置OsOsnapSet捕捉点设置LiLimits图形界限设置PoPolar极轴追踪TuTruss桁架选型FmFrame框架选型TfBTransformBar杆件
5、变换BarBar两点建杆LBLineBar轴线建杆DBDistBar距离建杆DelBDelBar删除杆件BeamBeam指定梁ColCol指定柱MBModBar修改截面CaLCalcLen计算长度WsWeakSect截面削弱BjBarBound杆端铰接NcNodeConstraint设置节点约束ABLAddBarLoad增加杆件荷载DBLDelBarLoad删除杆件荷载MBLModBarLoad修改杆件荷载UDVUniDV当前杆件荷载为竖向均布恒载ULVUniLV当前杆件荷载为竖向均布活载UDHUniDH当前杆件荷载为水平均布恒载ULHUniLH当前杆件荷载为水平均布活载CDVConDV当前杆
6、件荷载为竖向集中恒载CLVConLV当前杆件荷载为竖向集中活载CDHConDH当前杆件荷载为水平集中恒载CLHConLH当前杆件荷载为水平集中活载TDVTrapeDV当前杆件荷载为竖向分布恒载TLVTrapeLV当前杆件荷载为竖向分布活载TDHTrapeDH当前杆件荷载为水平分布恒载TLHTrapeLH当前杆件荷载为水平分布活载MDMDLoad当前杆件荷载为集中恒弯矩MLMLLoad当前杆件荷载为集中活弯矩WLWLeft当前杆件荷载为左风荷载WRWRight当前杆件荷载为右风荷载ANLAddNodeLoad增加节点荷载DNLDelNodeLoad删除节点荷载MNLModNodeLoad修改节点
7、荷载NCDVNVConDead当前节点荷载为竖直集中恒载NCDHNHConDead当前节点荷载为水平集中恒载NMDNMDead当前节点荷载为弯矩恒载NCLVNVConLive当前节点荷载为竖直集中活载NCLHNHConLive当前节点荷载为水平集中活载NMLNMLive当前节点荷载为弯矩活载CrCrane输入、修改吊车信息DCrDelCrane删除吊车CFCalcForce计算内力2 快速入门2.1 工程介绍新建工程名 hj.pk ，平面桁架如下图：2.2总体信息选择“总体信息”，弹出如下对话框设置总体信息。2.3桁架选型点按“平面编辑杆件编辑桁架选型”，弹出如下对话框。按图中所示输入数据，确
8、认后。指定插入点:把确定的桁架拖到靠近绘图窗口左下角位置，点按鼠标左键确定位置，绘图窗口出现：2.4杆件变换点按“平面编辑杆件编辑杆件变换”。选择要变换的杆件:窗选所有上弦杆件选择要变换的杆件:回车结束选择选择变换方式(1 对话框选择 ,2 斜线 ,3 圆弧 ,4 椭圆弧 ,5 抛物线 ,6 悬链线 ):回车弹出如下对话框选择斜线变换方式确认后。选择要变换的点:单选点选择相对于变换点的距离:1200输入 1200mm，回车，确定最终变换到的位置选择要变换的点:回车，退出，绘图窗口出现：2.5修改截面点按“平面编辑杆件编辑修改截面”，再点按在参数窗口弹出如下对话框选择 33 截面类型。点按“从截
9、面库中选取截面尺寸”弹出如下列表框，选择“2L12580 7”。按 确定 关闭截面输入对话框。选择要修改的杆件:窗选所有上弦杆和下弦杆，回车，退出，绘图窗口出现下图，其中上弦杆和下弦杆的截面尺寸被设置成了 2L125 80 7( 截面尺寸图 )点按“参数窗口右下角的按钮”弹出如下列表框，选择“2L80 5”。选择要修改的杆件:交选除截面尺寸图显示的号杆外的所有腹杆，回车，退出，绘图窗口出现的结果见 截面尺寸图，其中除号杆外的所有腹杆的截面尺寸被设置成了2L80 5：点按在参数窗口弹出如下对话框选择28 截面类型。点按“从截面库中选取截面尺寸”弹出如下列表框，选择“( 十 )L56 5”。按 确
10、定 关闭截面输入对话框。选择要修改的杆件:交选截面尺寸图显示的号杆，回车，退出，绘图窗口出现的结果见截面尺寸图 ，号杆截面尺寸被设置成了 ( 十)L56 52.6设置计算长度点按“平面编辑杆件编辑计算长度”1 平面内计算长度,2 平面外计算长度,3 混凝土柱计算长度系数:2回车选择设置平面外计算长度状态平面外计算长度/单选杆长 :单选杆，计算长度的确省值为杆长度平面外计算长度/单选杆长 :单选杆，计算长度的确省值为杆和长度平面外计算长度/单选杆长 :回车，确认选择要输入计算长度的杆件或 P 修改计算长度 : 单选上弦杆件和同理设置其它上弦杆件计算长度，绘图窗口出现：2.7设置截面削弱点按“平面
11、编辑杆件编辑截面削弱”，设置净截面与毛截面比例0.95截面削弱比例(01,1 表示不削弱 ):0.95输入削弱比例 0.95选择要输入截面削弱比例的杆件或 P 削弱比例 : 窗选上弦和下弦杆件，绘图窗口出现：2.8设置节点约束点按“平面编辑杆件编辑节点约束”，设置节点铰接。D 删除约束 ,H 水平约束 ,V 竖直约束 ,J 铰接 ,G 刚接 :回车选择设置节点铰接选择要添加约束的节点或 P 节点约束类型 :窗选 节点选择要添加约束的节点或 P 节点约束类型 :窗选 节点，绘图窗口出现：2.9输入荷载点按“平面编辑杆件荷载编辑加杆荷载” ，构件自重 CAD自动计算，所加荷载为标准值。1) 在上弦
12、杆上布置板传来的恒载和活载。点按“竖向均布恒载”，再点按参数窗口弹出如下对话框输入q=10kN/m。选择要加载的杆件或 P 修改杆件荷载 :窗选上弦杆件 ，绘图窗口出现：点按“竖向均布活载”，再点按参数窗口弹出如下对话框输入q=6.3kN/m 。选择要加载的杆件或 P 修改杆件荷载 :窗选上弦杆件，绘图窗口出现：2) 在上弦杆上布置左风和右风载。点按“左风荷载” ，再点按参数窗口弹出如下对话框。按图中所示输入数据，确认后。选择要加载的杆件或 P 修改杆件荷载 :窗选上弦杆件，绘图窗口出现：点按“右风荷载” ，再点按参数窗口弹出如下对话框。按图中所示输入数据，确认后。选择要加载的杆件或 P 修改
13、杆件荷载 :窗选上弦杆件，绘图窗口出现：2.10数据检查点按“数据检查”。2.11计算内力点按“计算内力”。2.12查看计算结果点按“计算书计算结果”，查看计算结果。2.13批量生成 DWG在当前工程目录下生成如下Dwg文件：hj 编号 .dwg节点和杆件编号Dwg文件hj 尺寸 .dwg杆件尺寸Dwg文件hj 杆件荷载 .dwg 杆件荷载Dwg文件（说明中显示总体信息）hj 节点荷载 .dwg 节点荷载Dwg文件hj 吊车荷载 .dwg 吊车荷载Dwg文件hj 杆件和节点边界条件 .dwg 杆件和节点边界条件Dwg文件hj 杆件验算 .dwg 杆件验算Dwg文件hj 杆件验算内力和支座反力.
14、dwg 杆件验算内力和支座反力Dwg文件hj 杆件跨中挠度 .dwg 杆件跨中挠度Dwg文件3 详细功能3.1 总体信息弹出如下对话框输入总体信息 . 。a) 安全等级输入整数13, 输出结构重要性系数。安全等级结构重要性系数11.121.030.95b) 活载准永久值系数输入 0.3 1。用于挠度计算的内力组合为：恒载 + 活载 * 活载准永久值系数。c) 抗震等级输入整数 05 抗震等级等于时表示非抗震，等于时表示特一级。d) 地震烈度地震烈度6 度7 度7.5 度8 度8.5 度9 度水平地震影响系数最大值0.040.080.120.160.240.32e) 特征周期输入特征周期，按下面
15、公式算出的地震影响系数。2max=(Tg/T) 2 max0.45max=20.2- 1 (T-5Tg)maxT(s)0 0.1Tg5Tg6.0图中：地震影响系数；max 水平地震影响系数最大值；1 直线下降段的下降斜率调整系数；2 阻尼调整系数；衰减系数；Tg 特征周期；T 结构自振周期。f) 基本风压 , 风振系数 , 风高度变化系数 , 风体型系数影响风荷载的计算。wkzsz w0式中：wk 风荷载标准值Z 高度处的风振动系数s 风荷载体型系数Z 风荷载高度变化系数w0 基本风压。3.2输入杆件3.2.1桁架选型菜单位置：平面编辑杆件编辑桁架选型功能：输入矩形、三角形、弓形和弧形桁架命令
16、： Truss弹出如下对话框：指定插入点:把确定的桁架拖到靠近绘图窗口左下角位置，点按鼠标左键确定位置输入结构形状：矩形、三角形、弓形和弧形，形、半弓形和半弧形。输入腹杆型式：0 人字式上， 1 人字式下，腹杆和 5 交叉打断腹杆。如果是矩形，尚要输入a)网格数；b)每格长；c)桁架高；“对称布置”按钮可形成半三角2 单向斜上， 3 单向斜下， 4 交叉如果是三角形，尚要输入a) 网格数；b) 每格长；c) 桁架高；如果是弓形，尚要输入a) 网格数；b) 每格长；c) 桁架高；如果是弧形，尚要输入a) 每格长；b) 内跨高；c) 内跨长；d) 内外弧间距。3.2.2框架选型菜单位置：平面编辑杆
17、件编辑框架选型功能：输入框架命令： Frame点击“框架选型”弹出如下对话框，输入间距，方法有表格输入法和直接输入法，直接输入法中相同的间距可采用“间距* 跨数”输入。指定插入点:把确定的桁架拖到靠近绘图窗口左下角位置，点按鼠标左键确定位置可通过间距的正负号来实现轴网任一交点可做为其定位点，靠定位点右、上方的间距为正，左、下方为负。在轴网输入对话框中，鼠标右键点按表格输入法中的行号弹出行编辑菜单。右键点按表格弹出表格内容编辑菜单。3.2.3杆件变换菜单位置：平面编辑杆件编辑杆件变换功能：将一组杆件变换到指定的六种变换轨迹上命令： Transformbar选择要变换的杆件:单选、窗选或交选杆件选
18、择要变换的杆件:回车结束选择选择变换方式(1 对话框选择 ,2 斜线 ,3 圆弧 ,4 椭圆弧 ,5 抛物线 ,6 悬链线 ):回车弹出对话框选变换方式， 当直接选择变换方式时将命令方式输入各参数以下介绍5 种变换方式 :1) 斜线变换选择要变换的点:单选1 点选择相对于变换点的距离:2000输入 2000mm，回车，根据选择的1 点、输入的距离（可负）和变选择要变换的点:换方向确定最终变换到的位置可继续输入多个变换点， 回车退出2)圆弧变换选择要变换的点:选择相对于变换点的距离:2000单选 1 点输入 2000mm，回车，根据选择的1 点、输入的距离（可负）和变选择要变换的点:换方向确定最
19、终变换到的位置可继续输入多个变换点， 回车退出有如下 5 种圆弧变换：a)变换最左端点和最右端点相切确定圆弧：变换基点是被选择的杆件集合的最左端点， 圆弧线通过该基点并与杆件集合最左端点和最右端点的连线相切。切点是杆件集合的最右端点；b)变换最右端点和最左端点相切确定圆弧：变换基点是被选择的杆件集合的最右端点， 圆弧线通过该基点并与杆件集合最左端点和最右端点的连线相切。切点是杆件集合的最左端点；c)1 个变换点、杆件最左端点和杆件最右端点确定圆弧：1 个变换点为除杆件集合最左或最右端点以外的点；d) 2 个变换点 ( 其中一个点是最左或最右端点 ) 和没有变换的杆件最左或右端点确定圆弧 : 输
20、入 2 个变换点；e)3 个变换点确定圆弧输入3 个变换点。确定的圆弧角度小于等于180 度。3) 椭圆变换选择相对于左右端的中点的距离:2000输入 2000mm，回车，根据左右端的中点、输入的距离（可负）和变换方向确定最终变换到的位置4) 抛物线变换选择要变换的点 :单选 1 点选择相对于变换点的距离:2000输入 2000mm，回车，根据选择的1 点、输入的距离（可负）和变换方向确定最终变换到的位置选择要变换的点 :单选第 2 点选择相对于变换点的距离:2000输入 2000mm，回车，根据选择的第 2 点、输入的距离（可负）和变换方向确定最终变换到的位置选择要变换的点 :单选第 3 点
21、选择相对于变换点的距离:2000输入 2000mm，回车，根据选择的第 3 点、输入的距离（可负）和变换方向确定最终变换到的位置，三点确定抛物线5)悬链线变换输入合适的系数后关闭对话框即可确定悬链线。形成的悬链线的最底点是选择杆件集合的中点。按指定方向变换有2 种方法 : 在上述对话框中输入角度和以下方式输入角度( 可以选择杆件或直线确定方向) 。选择要变换的杆件:单选、窗选或交选杆件选择要变换的杆件:回车结束选择选择变换方式 (1 对话框选择 ,2 斜线 ,3 圆弧 ,4 椭圆弧 ,5 抛物线 ,6 悬链线 ): 2 输入 2，回车，直接选择变换方式，命令方式输入各参数变换方向 /选择与变换
22、方向垂直的杆件或直线(-360 360):选择垂直杆件3.2.4两点建杆菜单位置：平面编辑杆件编辑两点建杆功能：选择两点，在两点间建立杆件命令： Bar1) 布置两端铰接杆件 ( 缺省为布置铰接杆件 )指定第 1 点 或 G 杆件刚接 /U 不打断相交杆件指定杆件的起点指定第 2 点 :指定杆件的终点2) 布置两端刚接杆件指定第 1点 或 G 杆件刚接 /U 不打断相交杆件 g 输入 j ，回车切换到布置两端刚接杆件状态指定第 1点 或 J 杆件铰接 /U 不打断相交杆件 指定杆件的起点指定第 2点 :指定杆件的终点3) 打断相交杆件（缺省为打断相交杆件）4) 不打断相交杆件指定第 1 点 或
23、 G 杆件刚接 /U 不打断相交杆件u 输入 u，回车切换到 不打断相交杆件 状态指定第 1 点 或 G 杆件刚接 /B 打断相交杆件3.2.5轴线建杆菜单位置：平面编辑杆件编辑轴线建杆功能：沿轴网线建立杆件命令： LineBar选择要布置杆件的轴线:单选、窗选或交选轴线3.2.6 距离建杆菜单位置：平面编辑距离建杆功能：根据杆件的左右端距离来创建杆件命令： DistBar1) 一条杆件和离端点的距离确定杆件选择杆件左右端 :选择杆件上端离右 /上端距离（ mm ） ： 2000输入距离上端 2000mm，回车，确定了第 1 端点， 中的 1500 为所选杆件半长选择杆件左右端 取消：选择 1
24、 点（不在杆件上），第 1 端点沿与所选杆件垂直方向的交点间布置新的杆件2)两条杆件和离端点的距离确定杆件选择杆件左右端 :选择第 1 条杆件上端离右 /上端距离（ mm ） ： 2500输入距离上端 2500mm，回车，确定了第 1 端点， 中的 1500 为所选杆件半长选择杆件左右端 取消：选择第 2 条杆件下端离右 /上端距离（ mm ） ： 2000输入距离下端 2000mm，回车，确定了第 1 端点，在确定的两点间布置杆件， 中的 1500为所选杆件半长3)一条杆件和伸出长度确定杆件选择杆件左右端 :选择杆件上端离右 /上端距离（ mm ） ： 2000输入距离上端 2000mm，回
25、车，确定了第 1 端点， 中的 1500 为所选杆件半长选择杆件左右端 取消：选择一点，第 1 端点沿与所选杆件垂直方向的无交点，出现下面命令提示杆件伸出长度 (mm) 1000 ： 1500回车，第 1 端点沿与所选杆件垂直方向的布置 1500(mm)长的杆件3.2.7删除杆件菜单位置：平面编辑删除杆件功能：删除删除杆件命令： DelBar选择要删除的杆件:单选、窗选或交选杆件3.2.8指定梁菜单位置：平面编辑杆件编辑指定梁功能：指定杆件为梁命令： Beam对桁架选型，输入的杆件缺省为柱；对框架选型，输入的水平杆件缺省为梁、竖直杆件缺省为柱；对两点建杆、轴线建杆和距离建杆，输入的杆件缺省为柱
26、。柱为压拉弯构件，梁为受弯构件。选择要设置为梁的杆件:单选、窗选或交选杆件3.2.9指定柱菜单位置：平面编辑杆件编辑指定柱功能：指定杆件为柱命令： Column对桁架选型，输入的杆件缺省为柱；对框架选型，输入的水平杆件缺省为梁、竖直杆件缺省为柱；对两点建杆、轴线建杆和距离建杆，输入的杆件缺省为柱。柱为压拉弯构件，梁为受弯构件。选择要设置为柱的杆件:单选、窗选或交选杆件3.2.10修改截面菜单位置：平面编辑杆件编辑修改截面功能：修改截面尺寸命令： ModBar点按在参数窗口输入截面尺寸。在“截面参数”栏的名称中输入截面的名称，该名称被作为杆件的标识显示在杆件上。例如，角钢的名称通常为“ L50
27、3”。共有 6 种变截面类型，分别为：0( 等截面杆 ) 、1( 楔形杆 ) 、 2( 拱梁 ) 、3( 拱顶不在梁跨中的拱梁) 、 4( 半拱梁 ) 、 5( 两端有支托的梁 ) 。但不是所有截面都支持这6 种变截面变化。点击“加入截面库”将当前录入的数据加入截面库。点击“从截面库中选取截面尺寸” ，出现下图所示对话框： 单选一条截面数据，对话框自动关闭，同时该条截面数据就被选入截面输入对话框中。点击“确定” ，当前录入的截面数据被选为正在使用的截面数据，参数窗口中的图形会相应变化。点击“参数窗口右下角的按钮”同样出现下图所示对话框，单选截面库中的一条截面数据，对话框自动关闭，该条截面数据被选为正在使用的截面数据。点击截面库对话框的“读系统库”，弹出列表框：从列表框中选择要读入的截面库，获取常见的截面尺寸。当截面库对话框中的“编辑状态”处于勾选状态时，单击鼠标右键，用弹出的菜单命令可以