简明土木工程系列专辑--PKPM系列程序在土木工程中的应用一书由中国水利水电出版社于2006-10-01出版。
内容提要
本书系清华大学土木工程系组编的"简明土木工程系列专辑"之一,根据设计实用要求,按照最新的国家标准和行业规范,为适应相关教学和土木工程设计的需要编写而成,简明地介绍了中国建筑科学研究院PKPM系列程序(2005年最新版)的功能和用法。
本书重点介绍了建筑CAD与结构CAD接口、钢结构设计程序STS、多层及高层建筑结构三维分析与设计程序TAT、多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计程序SATWE、绘制混凝土结构梁柱施工图和基础设计程序JCCAD。
本书简明、实用地介绍了PKPM系列程序(2005年最新版),可作为土木工程专业的学生学习、应用PKPM系列程序(2005年最新版)的教学用书,也可作为土木工程设计人员的参考用书。
国务院学位委员会在学科简介中为土木工程所下的定义是:"土木工程(CivilEngineering)是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指工程建设的对象,即建造在地上、地下、水中的各种工程设施,也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等专业技术"。土木工程是一个专业覆盖面极广的一级学科。
英语中"Civil"一词的意义是民间的和民用的。"Civil En-gineering"一词最初是对应于军事工程(Military Engineering)而诞生的,它是指除了服务于战争设施以外的一切为了生活和生产所需要的民用工程设施的总称,后来这个界定就不那么明确了。按照学科划分,地下防护工程、航天发射塔架等设施也都属于土木工程的范畴。
土木工程是国家的基础产业和支柱产业,是开发和吸纳我国劳动力资源的一个重要平台,由于它投人大、带动的行业多,对国民经济的消长具有举足轻重的作用。改革开放后,我国国民经济持续高涨,土建行业的贡献率达到1-;近年来,我国固定资产的投入接近甚至超过GDP总量的50%,其中绝大多数都与土建行业有关。随着城市化的发展,这一趋势还将继续呈现增长的势头。
相对于机械工程等传统学科而言,土木工程诞生得更早,其发展及演变历史更为古老。同时,它又是一个生命力极强的学科,它强大的生命力源于人类生活乃至生存对它的依赖,甚至可以毫不夸张地说,只要有人类存在,土木工程就有着强大的社会需求和广阔的发展空间。
随着技术的进步和时代的发展,土木工程不断注入新鲜血液,呈现出勃勃生机。其中工程材料的变革和力学理论的发展起着最为重要的推动作用。现代土木工程早已不是传统意义上的砖瓦灰砂石,而是由新理论、新技术、新材料、新工艺、新方法武装起来的为众多领域和行业不可或缺的大型综合性学科,一个古老而又年轻的学科。
综上所述,土木工程是一个历史悠久、生命力强、投入巨大、对国民经济具有拉动作用、专业覆盖面和行业涉及面极广的一级学科和大型综合性产业,为它编写一套集新颖性、实用性和科学性为一体的"简明系列专辑",既是社会的召唤和需求,也是我们的责任和义务。
清华大学土木工程系是清华大学建校后成立最早的科系之一,历史悠久,实力也比较雄厚,有较强的社会影响和较广泛的社会联系,组编一套"简明土木工程系列专辑",既是应尽的责任也是一份贡献,但面对土木工程这样一个覆盖面极广的一级学科,我们组编实际起两个作用:其一是组织工作,组织广大兄弟院校及设计施工部门的专家和学者们编写;其二是保证质量的作用,我们有一个较为完善的专家库,必要时请专家审阅、定稿。
简明土木工程系列专辑包括以下几层含义:简明,就是避免不必要的理论证明和繁琐的公式推导,采用简洁明快的表述方法,图文并茂,深入浅出,浅显易懂;系列,指不是一本书而是一套书,这套书力争囊括土木工程涵盖的各个次级学科和专业;专辑,就是以某个特定内容编辑成册的图书,每本书的内容可以是某种结构的分析与计算,某个设计施工方法,一种安装工艺流程,某种监测判定手段,一个特定的行业标准,等等,均可独立成册。
这套丛书不称其为"手册"而命名为"系列专辑",原因之一是一些特定专题不易用手册的方法编写;原因之二是传统的手册往往"大而全",书厚且涉及的技术领域多,而任何一个工程技术人员在某一个阶段所从事的具体工作又是针对性很强的,将几个专业甚至一个项目的某个阶段集中在一本"大而全"的手册势必造成携带、查阅上的不方便,加之图书的成本过高,编写机构臃肿,组织协调困难,出书及再版周期过长,以致很难反映现代技术飞速发展、标准规范规程更新速度太快的现实。考虑到这些弊端,这套系列专辑采用小开本,在选题上尽量划分得细一些,视专业、行业、工种甚至流程的不同,能独立成册的绝不合二为一,每本书原则上只讨论一个专题,根据专题的性质和特点有的书名仍冠以"手册"两字。
这套系列专辑的编写严格贯彻"新颖性、实用性、科学性"三大原则。
新颖性,就是充分反映有关新标准、新规程、新规范、新理论、新技术、新材料、新工艺、新方法,老的、过时的、已退出市场的一律不要。体现强劲的时代风貌。
实用性,就是避免不必要的说理和冗长的论述,尽可能从实用的角度用简洁的语言以及数据、表格、曲线图形来表述;深入浅出,让人一看就懂,一懂能用;不是手册,胜似手册。
科学性,就是编写内容均有出处,参考文献除国家标准、行业标准、地方标准必须列出以外,尚包括引用的论文、专著、手册及教科书。
这套系列专辑的读者对象是比较宽泛的,它包括大专院校师生,土木工程领域的管理、设计、施工人员,以及具有一定阅读能力的建筑工人。它既可作为土建技术人员随身携带及时查阅的手册,又可选作大专院校、高职高专的教材及专题性教辅材料。
前言
PKPM为中国建筑科学研究院开发的土木建筑结构设计系列程序,包含建筑设计、给排水设计、建筑设备设计和建筑结构设计。全国大部分建筑设计院均应用该系列程序作建筑结构设计。
本书以中国建筑科学研究院的PKPM系列程序中的建筑结构设计部分为基础,简明地介绍了建筑CAD与结构CAD接口,详细地阐述了钢结构CAD软件STS、多层及高层建筑结构三维分析与设计TAT、多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计SATWE、绘制混凝土结构梁柱施工图及基础设计JCCAD软件等程序的应用操作。本书按PKPM系列程序2005年最新版及现行规范编写,采用规范通用符号、计量单位和基本术语。
本书第l章"建筑CAD与结构CAD接口",主要介绍了AutoCAD图形文件转换为PKPM模型文件及PKPM图形文件转换为AutoCAD图形文件格式;第2章"钢结构设计程序STS",详细介绍了结构整体模型的输入、平面分析结果说明、门式刚架设计、框架结构设计、桁架设计和支架设计;第3章"多层及高层建筑结构三维分析与设计程序TAT'',重点介绍了TAT程序的基本功能与应用范围、计算模型的合理简化、数据准备、结构分析与配筋计算、计算结果正确性判断;第4章"多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计程序SATWE'',重点介绍了SATWE程序的基本功能、限制与规定,接PM生成SATWE数据,结构整体分析与构件内力配筋计算,以及SAT-WE分析结果图形和文本显示;第5章"绘制混凝土结构梁柱施工图",简要介绍了混凝土梁、柱平面表示法施工图的绘制;第6章"基础设计程序JCCAD",简要介绍丁地质资料输入、基础人机交互输入、基础梁板弹性地基梁元法计算、桩基承台计算和独基沉降计算、桩筏及筏板有限元法计算、基础平面施工图、筏板基础配筋施工图以及弹性地基梁施工图绘制等内容。
全书由崔钦淑统稿。参加本书编著的还有聂洪达、崔钦丽。本书的编著过程中得到了很多同事的帮助,在此表示感谢。
限于作者水平,书中疏漏和不足之处在所难免,敬请读者批评指正。
E-mail: cuiqinshu@163.com
作者
2006年6月于杭州
前言
第1章 建筑CAD与结构CAD接口 / 1 第l节 AutoCAD图形文件转换为PKPM模型文件/1
第2节 PKPM图形文件转换为AutoCAD图形文件格式/13
第2章 钢结构设计程序STS/15 第1节 结构整体模型的输入/15
第2节 平面分析结果说明/91
第3节 门式刚架设计/116
第4节 框架结构设计/166
第5节 桁架设计/229
第6节 支架设计/247
第3章 多层及高层建筑结构三维分析与设计程序TAT / 255 第1节 TAT程序的基本功能与应用范围/255
第2节 计算模型的合理简化/258
第3节 数据准备/267
第4节 结构分析与配筋计算/292
第5节 计算结果正确性判断/304
第4章 多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计程序SATWE/310 第1节 SATWE程序的基本功能、限制与规定/310
第2节 接PM生成SATWE数据/316
第3节 结构整体分析与构件内力配筋计算/348
第4节 SATWE分析结果图形和文本显示/351
第5章 绘制混凝土结构梁柱施工图/365 第1节 混凝土梁施工图的绘制/365
第2节 混凝土柱施工图的绘制/375
第6章 基础设计程序JCCAD379 第1节 地质资料输入/379
第2节 基础人机交互输入/385
第3节 基础梁板弹性地基梁元法计算/420
第4节 桩基承台计算和独基沉降计算/435
第5节 桩筏筏板有限元法计算/439
第6节 基础平面施工图/455
第7节 筏板基础配筋施工图/462
第8节 弹性地基梁施工图绘制/477
第9节 独基条基详图/485
第10节 桩基承台详图/486
参考文献491
出版者的话