3D3S钢结构工程设计和具体应用软件

1、3D3S钢结构工程设计和具体应用软件第一部分 综述钢结构工程设计与应用软件一 钢结构的特点及应用(1)材料的强度高，塑性和韧性好； (2)材质均匀，和力学计算的假定符合；(3)钢结构制造简便，施工周期短；(4)钢结构的质量轻； (5)钢结构耐腐蚀性差；(6)钢材耐热但不耐火。 钢结构的主要结构形式1、大跨结构：体育场、会展中心、机场航站楼2、厂房结构：轻钢厂房、重钢厂房3、高层建筑：旅馆、公寓、办公楼、摩天大楼4、塔、桅杆结构：电视塔、微波塔、输电塔5、板壳结构：容器、油库、高炉、管道等。6、轻型结构：用于中小型房屋 7、新型结构：索膜结构、玻璃结构、张拉结构门式刚架厂房门式刚架厂房多层及高层

2、框架厂房、办公楼、民用建筑多层及高层框架厂房、办公楼、民用建筑实体图内力图轴线图位移图高层框架办公楼、民用建筑高层框架节点设计高层框架平面布置图高层框架立面布置图网架网壳厂房及民用建筑网架网壳厂房及民用建筑荷载图实体图球节点图施工图高耸塔桅电视、无线发射、观光等高耸塔桅电视、无线发射、观光等钢管桁架商业体育文教等民用建筑屋面钢管桁架商业体育文教等民用建筑屋面钢管桁架商业体育文教等民用建筑屋面索结构和膜结构体育商业及民用景观建筑索结构和膜结构体育商业及民用景观建筑索结构和膜结构体育商业及民用景观建筑玻璃及幕墙结构围护装饰结构玻璃及幕墙结构围护装饰结构玻璃及幕墙结构围护装饰结构其他的大型工程其他的

3、大型工程其他的大型工程钢结构工程设计发展的趋势由确定的到不确定的 由线性的到非线性的 由三维的到四维的（与时间相关的） 由静力到动力或材料性质随时间变化的由孤立状态到与路径相关的由单一物理场分析到多物理场耦合的计算机辅助设计计算机辅助绘图计算机辅助制造CAx由确定的到不确定的概率设计方法的三个水准水准三 全概率法要求知道每个变量的实际的概率分布曲线水准二 近似概率法不要知道每个变量的实际分布，但要知道荷载和抗力的分布形状和类型水准一 半概率法安全度由荷载系数及抗力系数来代表LRFD设计法就属于这个水准非线性分析几何非线性 p-delta效应 - 大位移，大转动材料非线性弹性-塑性状态非线性接触

4、问题叠加原理叠加效应 转变为 叠加荷载与路径相关-施工过程的影响钢结构设计中的几个层次的问题设计的第一层次的问题：安全度的考虑建筑结构可靠度设计统一标准建筑结构荷载规范 荷载分析 非常重要荷载和抗力分项系数设计法 LRFD荷载组合 关于活载不利布置关于温度的分项系数关于风荷载的方向角及风阵系数（阵风系数）设计中第二层次的问题 内力分析方法一阶弹性分析方法近似的二阶弹性分析方法（p-delta）精确的二阶弹性分析（几何非线性弹性分析）二阶弹塑性分析方法理由 真正的平衡是建立在变形后状态上的平衡。 材料塑性和残余应力的因素，使得任何结构都不是在弹性阶段工作的，尤其是结构达到极限状态时更是如此。设计

5、的第三层次的问题 构件截面节点的设计对于拉杆，轴心压杆，受弯杆件，压弯构件，已经有比较完善的理论体系对于截面的应力分析在材料力学中也有很完善的计算方法。有一个特例，钢结构的受扭构件 我国目前的现行规范没有明确的规定上策 避免构件受扭中策 限制构件受扭，构造保证下策 通过计算分析来确定受扭是否满足扭转分自由扭转与约束扭转，用闭口截面 工程软件类型 1 通用工具类软件 （图形处理类AutoCAD、文字处理类Office、 表格处理类Excel、动画处理类Mayer等、 数学运算类Matlab、Mathmatica） 2 通用分析类软件 （Abacus、Ansys、Marc)3 专业CAD软件 （P

6、kpm, 3D3S) preprocessing, computing, designing, postprocessing4 专业计算设计类软件 （Sap, Diana, Staad) computing, designing5 专业工具软件 （StruCad, Xsteel） detail drawing钢结构专业CAD软件概况 preprocessing modelling (几何+荷载) computing analyzing (分析+计算+效应组合) CAD软件 designing checking and design (构件+节点) postprocessing output a

7、nd drawings 国外软件 设计计算类软件 + 专业后处理软件 国内软件 CAD 钢结构 主要承重体系不采用混凝土材料的结构国内其他钢结构设计软件STS（建研院）门式刚架、多层框架PS2000（冶金院）门式刚架MSTCAD（浙大）网架SSDD（美国Staad）设计计算+门式刚架绘图MTS （同济）多高层。网架类、膜结构类等等国外软件介绍国外软件介绍国内软件介绍国内软件介绍3D3S设计和分析的钢结构体系门式刚架厂房多层及高层框架厂房、办公楼、民用建筑屋架厂房或民用建筑屋面钢管桁架商业体育文教等民用建筑屋面高耸塔桅电视、无线发射、观光等网架网壳厂房及民用建筑索结构和膜结构体育商业及民用景观建

8、筑玻璃及幕墙结构围护装饰结构三、3D3S特点开发平台 AutoCAD软件架构 前后处理模块独立（菜单控制）、计算设计模块统一前处理 独立模块、风格一致、快捷建模、自动导荷、 与AutoCAD无缝连接 动导荷载（主次梁平接、叠接、曲面导荷、杆件导荷）三、3D3S特点计算功能单元库：杆单元、梁单元、索单元、板单元、膜单元计算内容：线性、弹性非线性、静力屈曲分析、弹性极限承载力分析动力特性计算：反应谱法自动计算地震作用，时程分析施工过程分析：（变节点、变单元、变边界、变荷载）索膜结构的形状确定和裁剪分析稀疏矩阵求解技术三、3D3S特点设计功能国内各相关规范：轻钢、高钢、普钢、幕墙、索膜判断框架支撑类型、自动寻找构件无支撑长度和计算长度强度、整体稳定、局部稳定、刚度验算、节点设计和验算后处理实体拼接：构件、板件、螺栓、焊缝自动及交互式的节点设计（实体编辑和修改）施工详图四、新用户如何起步 熟悉AutoCAD的三维线框模型功能掌握对Line的操作命令掌握不同视图的切换掌握用户坐标系和世界坐标系含义 熟悉3D3