3D3S通用钢结构分析和设计软件共46页
钢结构设计软件3D3S-多高层模块讲解
结构总体信息
结构总信息对话框中主要为根据混凝土规范及高层规范对于地震力及风荷 载进行调整的一些选项：
通过设置刚度折减系数来模 拟梁开裂后刚度的降低
依据 JGJ3-附录E.0.2
根据分段指情定况结对构框中剪的结薄构弱层，软件将 用于进板行单根框元据架有抗内限震力元规调网范整格3划.4.3对该层承受
分的单的元剪大力小进设行置放大
钢构件验的支撑类别
混凝土构件验算
构件验算
钢结构验算规范依据
强度验算——钢结构规程5.2.1：
N ± Mx ± My ≤ f
An γ xWnx γ yWny
稳定验算——钢结构规程5.2.5：
N+
βmx M x
+η βty M y ≤ f
¾
调整信息
通过这个参数可以调整梁的设计 弯矩，适当提高安全储备
竖向荷载作用下，钢筋混凝土框架梁设计允许考 虑混凝土的塑性变形内力重分布，适当减小支座 负弯矩，相应增大跨中正弯矩。
内力分析结构查询
查刚询度层中间心位查移询
构件支撑长度的识别
多高层模块中计算长度系数根据钢结构规范 附录D进行取值，对于构 件长度的选取，框架结构的构件长度选取方式为：
¾ 当楼板需要参与内力分析时，我们只要正常的布置楼板并施加荷载就 可以了（但这里注意不能再添加刚性隔板）。
添加风荷载的三种方式
通过隔板添加风荷载
¾ 正确的定义隔板范围后，需要使用 荷载-板\隔板荷载-风荷载信息 来 进行风荷载的相关参数进行设定，在该对话框中需要勾选“风力作用面 来自刚性隔板范围”；如果通过组装标准层的方法来的得到三维模型， 则只需要在进行楼层组装时勾选添加隔板风荷载，就可以在楼层组装 后自动打开风荷载参数设置对话框
高层高层钢结构分析计算软件及实例分析修改后剖析
3.3.1.1 通用软件介绍——ADINA
ADINA和ADINAT是两个可相互配合使用的结构分析和热 分析程序系统。它是在美国麻省理工学院K.J.Bathe教授 指导下，总结SAP和NONSAP程序编制经验，并结合有限元 和计算方法的发展而研制成功的大型结构分析程序系统。 ➢线性静力、动力问题 ➢非线性静力、动力问题 ➢稳态、瞬态温度问题
分析修改后剖析
兰州铁道 学院土木 建筑学院
中国建筑 西北建筑 研究院
清华大学 土木工程 系
北京市建 筑设计院
NLDYA CANNY99
TAT ANSYS
大连远洋大厦
51层，地下4层，总高200.80m，大厦A座建筑 面积74048m2，6层以下为钢骨混凝土柱与钢 筋混凝土梁组成的外框架，内筒为钢砼剪力墙 。第7～5l层为钢结构外框、钢砼剪力墙核心 筒。第7层为过渡层。
MSC公司自1963年开始从事计算机辅助工程领域CAE 产品的开发和研究。1969年推出了其第一个NASTRAN版 本, 即我们所知的NASTRAN Level 12。 ➢静力分析 ➢屈曲分析 ➢动力学分析 ➢非线性分析 ➢ 热传导分析 ➢空气动力弹性及颤振分析 ➢流-固耦合分析 等
高层高层钢结构分析计算软件及实例 分析修改后剖析
高层高层钢结构分析计算软件及实例 分析修改后剖析
3.3.1.2 专业软件介绍——ETABS
ETABS程序是高层建筑结构空间计算的专用程序，是在 TABS程序的基础上，增加了求解空间框架和剪力墙的功 能，能在静载和地震荷载作用下对高层建筑做弹性计算的 程序。但是有明显的缺陷，比如没有考虑P－△效应，也 不能将计算结构的总反应量的输出，但是这些缺陷在 ETABS的微机版Super－ETABS上得以改进。
3D3S雨棚钢结构建模操作步骤(懒人小白版)共计39步
3D3S雨棚钢结构建模操作步骤1、结构建模2、右视图3、输入命令L，输入坐标（0,0,0），输入高度，复制形成竖向框架。
4、俯视图或者西南轴侧图，完成框架建立。
5、顶部命令行：结构建模——添加杆件——截面名称——截面库——薄壁截面——矩形空心型钢——加载截面——确定（如果是曲线，在定义杆件时就会出现等分的命令框）6、如果方管角度不对。
顶部命令行：结构建模——转角——增加转角——定义。
7、如果变截面工字钢大小头不对。
顶部命令行：显示查询——构件信息——线单元——局部坐标。
（前提保证坐标体系Z轴朝上）。
顶部命令行——结构建模——方位——勾选2轴沿Z轴——选择模型单元放置参数——绕1轴转180度。
8、顶部命令行：结构建模——打断——相交打断——选择打断——框选所有构件。
9、顶部命令行：结构建模——删除重复节点。
（如果有重复节点的话）10、顶部命令行：结构建模——支座——固定支座——选择节点定义约束——框选节点。
（钢梁与结构连接处）11、顶部命令行：结构建模——支座——活动支座——选择节点定义约束——框选节点。
（拉杆与结构连接处）12、顶部命令行：结构建模——刚接铰接——选择一端有圆圈的——选择预释放单元（拉杆）。
拉杆与钢梁是铰接。
(小杆与大杆连接为铰接时，结构建模——刚接铰接——选择预释放单元。
显示查询——线单元——单元释放（验证单元释放的端头是否正确）13、顶部命令行：施加荷载——荷载工况——风、工况号1，添加——风、工况号2，添加——屋面活、工况号3，添加——雪、工况号4，添加——屋面活、工况号5，关闭。
14、先加集中荷载，1米一个。
顶部命令行——打断——打断前端杆件，每段小于1米。
顶部命令行：施加荷载——节点荷载——双击——工况选择5——PZ填-1——施加荷载——选择点15、内部参考点：打叉（或画竖线）16、顶部命令行：施加荷载——导荷范围——双击添加导荷载——工况选择0恒——荷载均布值：0.5KN/㎡——双向导到节点（或杆件）——确定。
钢结构设计软件3D3S-玻璃幕墙模块讲解
立柱与埋件的连接 节点
动 画 演 示
埋件的设计
（1）埋 件 的 种 类
板式埋件(侧埋)
槽式埋件(上埋)
板槽式埋件(侧埋)
埋件的设计
（2）埋件的计算
当有剪力、法向压力、弯矩共同作用时，锚筋面积按下式计算并应大于其最大值：
单榀规则点支 撑玻璃幕墙
如果空间点式幕墙结构 是由很多榀规则相同的 单榀组成，并且分格尺 寸也相同，则完全可以 简化为单榀计算。
3D3D计算模型
（2）空间任意点支承玻璃幕墙 索穹顶效果图
项目名称：苏州工业园区
网壳结构顶部索穹顶点式 幕墙结构
3D3S计算模型
（2）空间任意点支承玻璃幕墙（续）
项目名称：东氿大厦单层 索网幕墙
简支梁
幕墙立柱每层用一处连 接件与主体结构连接， 每层立柱在连接处向上 悬挑一段，上一层立柱 下端用插芯连接支承在 此悬挑端上，计算时取 简支梁计算简图是对结 构作了简化，假定立柱 是以连接件为支座的单 跨梁(也可以认为是以 楼层高度为跨度的简支 梁)，这样按简支梁计 算弯距与剪力。
优点：传力明确，施工方便 缺点：由简支梁算出的型材截面过大，浪费材料
3D3S 通用钢结构分析和设计软件
玻璃幕墙结构模块
上海同磊土木工程技术有限公司 TEL: 021-65981466
一、幕墙简介
玻璃幕墙的分类 玻璃幕墙构件的设计与计算 玻璃幕墙的连接设计与计算
1、玻璃幕墙的分类 2、玻璃幕墙构件的设计与计算 3、 玻璃幕墙的连接设计与计算
二、3D3S框架式幕墙介绍
（1）界面友好，操作简单。规范参数采用数据库管理，人机交互功能强。 是根据幕墙设计人员的习惯编制，适合性强。
3d3s入门教材ppt课件
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总体信息＼构件查询＼总用钢量
返回
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16
按杆件属性显示
返回
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17
显示参数＼显示颜色
返回
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18
菜单功能简介——构件属性
建立截面库 定义截面\材性\偏心\计算长度 定义方位 定义层面或轴线号 定义预应力和只拉单元 支座边界 单元释放
下一张
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建立截面库
演示
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建立模型 由直线生成构件 定义结构体系 建立截面库 定义截面 定义材性 定义方位
例题必要操作过程
支座边界 单元释放 施加节点荷载 施加单元荷载 组合 内力分析 显示查询
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参考定义方法
结构体系——平面框架 建立截面库——双击勾选中普工，普槽，圆管截面 定义截面——定义成普工63c，普槽32a，圆管102*5.5 定义材性——定义新的Q345，并选中所有单元定义之 定义方位——工：y向无穷；槽：z负无穷；管：x无穷 支座边界——工：6个方向刚接，管：3个平动刚接 单元释放——管上端绕3轴单元释放 节点荷载——工况0，绕y轴弯矩5，并定义到相应节点 单元荷载——类型1，工况0，沿z，（-2，-2，0，0）
下一张
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添加杆件
返回
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打断
返回
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结构体系
返回
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从文件读入数据
返回
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菜单功能简介——显示查询
总体信息＼构件查询＼总用钢量 构件信息显示 按杆件属性显示 显示截面＼按层面显示＼部分显示＼
部分隐藏＼取消附加信息显示＼全部 显示 显示荷载 显示参数＼显示颜色
先闻钢结构绘图软件-3D3S管桁架绘图使用手册
先闻钢结构绘图软件3d3s管桁架绘图使用手册一、3d3s辅助绘图工具的描述3d3s辅助绘图工具是先闻钢结构绘图软件的增值模块之一，主要针对3D3S 空间结构（主要针对管桁架）开发的专用绘图辅助工具，让用户可以快速绘制大型复杂空间桁架结构的构件施工图，极大减少绘图工作量，缩短绘图时间，增加准确性。
注：使用该模块基本前提是结构空间模型要求十分准确，各节点定位明晰，杆件截面赋值明确。
本模块主要包含的操作步骤包括：1、加载3D3S数据文件。
注：目前要求3D3S版本为V10.0及V11.0，其他各版本可根据用户要求陆续开发。
2、模型校核。
（1）杆件查询。
（2）节点查询。
3、选择待绘制单元或构件。
4、绘制选定单元或构件。
以上步骤，要求用户按顺序执行，且互动准确。
二、3d3s辅助绘图工具的安装请到先闻官网/下载软件最新安装包。
用户下载解压后，安装至AutoCAD中，安装过程中需正确选择CAD版本。
目前软件支持3D3SV10.0及最新的3D3SV11.0所生成的数据。
软件界面如下：四、3D3S辅助绘图各步骤详细介绍【加载3D3S数据文件】要求3D3S版本V10及V11。
输出3D3S文件按以下步骤。
（1）利用3D3S计算软件打开已经计算好的3D3S模型（模型几何数据准确，单位：mm），如下图所示：3D3S计算模型（2）选择菜单：结构编辑->数据输入、输出：将3D3S计算模型导出（3）选择菜单：导出->3D3S文件，并另存为.txt文件：保存3D3S计算模型的数据文件（4）利用先闻钢结构绘图软件3D3S辅助绘图模块，加载该模型文件（.txt）：辅助绘图工具加载该数据文件（5）双击CAD屏幕，让模型充满显示区域。
注：此时模型为XY平面视角下显示，用户可利用空间视角查看空间模型。
数据文件加载成功，模型已读入该模块读入模型的功能，已经根据原模型的层信息读入，并把每个层重新定义为不同的颜色显示，这样能方便用户查看、选择。
STS,3D3S,STCAD,MST2006,结构计算软件对比
STS,3D3S,STCAD,MST2006,结构计算软件对比软件功能PK之管桁架结构纵观国内钢结构软件，能对桁架结构进行前处理分析验算，后处理节点设计出图的有STS、3D3S、STCAD、MST2006，下面就我个人所用理解从建模以及模型编辑、荷载添加以及编辑、分析验算、后处理节点设计、后处理出图、附加功能等六部分分别进行PK：一，建模以及模型编辑1，STS桁架模块能方便建立各种平面三角形、梯形、矩形桁架，弧形桁架建模不方便，不能建立空间桁架模型，在PKPM的平台上，模型编辑不方便；可上部桁架与下部结构整体建模；屋主小评：STS桁架模块不能建立空间桁架模型是一个缺憾，可以通过定义单元截面为空间组合截面来模拟，不过有一定的误差。
2，3D3S最新版本的桁架模块，可以方便参数化的建立任意形状的平面、空间桁架，程序内置丰富的模型库，多种腹杆形式，自动定义腹杆两端约束条件；由于建立在CAD平台上，3D3S的模型编辑功能非常方便，可用CAD命令对模型进行任意的编辑，可从CAD导入三维模型转化为结构模型；可上部桁架与下部结构整体建模；屋主小评：3D3S9.0版本的桁架模块在建模以及编辑是比较完善的，截面定义、分组相当方便。
3，STCAD是上海交通大学结构工程研究所研发的一个多功能结构设计软件，建模上提供最丰富的模型参数，可参数化建立各种平面、空间桁架模型；模型编辑功能齐全；可从CAD三维模型DXF文件导入建立模型；可上部桁架与下部结构整体建模。
屋主小评：STCAD的建模以及模型编辑功能都比较强，但是操作上比较不便，截面定义、分组繁琐。
4，MST2006的桁架建模必须依托网架模型库，在网架模型上进行编辑得到相应的桁架模型。
屋主小评：MST2006并无专门的桁架模块，模型建立比较麻烦。
第一轮PK，3D3S胜出。
二，荷载添加以及编辑1，STS桁架模块中，可输入单元、节点荷载，无面荷载转化为节点荷载功能，风荷载添加不方便；荷载编辑灵活，可任意编辑单元、节点荷载；内置常用荷载组合，但灵活性不够。
钢结构设计软件3D3S-多高层模块讲解
钢构件验算
构件验算
如果结构没有侧移则需要输 入结构的支撑类别
混凝土构件验算
构件验算
钢结构验算规范依据
强度验算——钢结构规程5.2.1：
N ± Mx ± My ≤ f
An γ xWnx γ yWny
稳定验算——钢结构规程5.2.5：
N+
βmx M x
+η βty M y ≤ f
¾
¾ 箱型截面：
b0 t ≤ 40 235 f y
钢结构验算规范依据
受弯构件： 腹板高厚比——钢结构规范4.3.2节：
h0 tw ≤ 80 235 f y
当高厚比不满足上式时，则取腹板高厚比限值为250，软件将在验 算结果里提示增加加劲肋。
受压构件： 翼缘宽厚比——钢结构规范5.4.1节：
b t ≤ 13 235 f y
钢结构验算规范依据
压弯构件： 工字型截面腹板高厚比——钢结构规范5.4.2-2节：
箱型截面腹板高厚比根据钢结构规范5.4.3-2节，按照上式的右边 乘以0.8的系数进行取值，如果该值小于 40 235 fy ，则按照 40 235 fy 取值
调整信息
通过这个参数可以调整梁的设计 弯矩，适当提高安全储备
竖向荷载作用下，钢筋混凝土框架梁设计允许考 虑混凝土的塑性变形内力重分布，适当减小支座 负弯矩，相应增大跨中正弯矩。
内力分析结构查询
查刚询度层中间心位查移询
构件支撑长度的识别
多高层模块中计算长度系数根据钢结构规范 附录D进行取值，对于构 件长度的选取，框架结构的构件长度选取方式为：
¾ 在各楼层需要添加楼板的位置添加弹性楼板，并在弹性楼板上正常的 施加恒载和活载，然后使用 构件属性-添加刚性楼板（隔板） 命令， 选择节点定义隔板范围，从而将各节点限制在刚性隔板上；
3D3S9.0《钢结构实体建造与绘图》功能介绍
3D3S9.0《钢结构实体建造与绘图》功能概述3D3S9.0门架与框架后处理模块的功能做了大幅度的增加和改进，成为了一个可以独立使用的完整功能模块，用于门式刚架、钢框架、钢框架—剪力墙结构的模型建立及模型编辑、节点设计、剪力墙选配筋、构件编号、材料统计、结构设计图绘制和钢结构加工详图绘制，适合于设计单位和钢结构施工单位。
进行结构后处理的计算机模型不同于结构的有限元计算模型，简称为后处理模型，它是以三维实体表达所有的构件和零件，后处理中的所有操作都是在这个三维实体模型上进行。
1）适用结构形式9.0钢结构实体建造与绘图系统模块既可以处理单独的门式刚架结构、钢框架结构和框架—剪力墙结构，也可以同时处理它们的混合模型。
软件提供的钢框架节点和门式刚架节点可以在同一个后处理模型中使用，除非节点形式对节点处的构件截面形式有指定的要求，例如目前的框架梁柱节点只能用于等截面构件，而不能用于楔形截面构件。
该模块此次全新增加了剪力墙的选配筋计算及其平法施工图绘制功能，因此该模块不仅可用于门式刚架和纯钢框架结构的节点设计与详图绘制，还可以用于钢框架—剪力墙结构乃至纯剪力墙结构的施工图绘制。
2）结构建模该模块具备多种建立结构后处理实体模型的功能，基本可分为三种模式：第一种是传统的从3D3S的有限元计算模型经转换成为后处理结构模型；第二种是使用该模型提供的交互式或快捷建模功能直接建立后处理结构模型，包括梁、柱、支撑、剪力墙体等构件的增加、删除、移动、复制等等；第三种是读入SAP2000的有限元计算模型文件，把SAP2000的有限元模型转换为对应的后处理结构模型。
这三种模式也可以综合使用，例如，先从3D3S有限元计算模型经转换生成后处理实体模型，然后对此后处理模型进行构件的编辑修改，对于从SAP2000转换来的模型也可如此操作。
需要注意的是，该模块的主要功能范围是进行节点计算和详图绘制（包括结构设计图和钢结构深化图），在后处理模型中对结构构件的增加、删除等等编辑操作时，使用者应当充分把握这些构件的变化对结构整体受力性能产生的影响，从另一面讲，软件为使用者提供了更大的自由空间。
先闻钢结构绘图软件-3D3S管桁架绘图使用手册
先闻钢结构绘图软件3d3s管桁架绘图使用手册一、3d3s辅助绘图工具的描述3d3s辅助绘图工具是先闻钢结构绘图软件的增值模块之一，主要针对3D3S 空间结构（主要针对管桁架）开发的专用绘图辅助工具，让用户可以快速绘制大型复杂空间桁架结构的构件施工图，极大减少绘图工作量，缩短绘图时间，增加准确性。
注：使用该模块基本前提是结构空间模型要求十分准确，各节点定位明晰，杆件截面赋值明确。
本模块主要包含的操作步骤包括：1、加载3D3S数据文件。
注：目前要求3D3S版本为V10.0及V11.0，其他各版本可根据用户要求陆续开发。
2、模型校核。
（1）杆件查询。
（2）节点查询。
3、选择待绘制单元或构件。
4、绘制选定单元或构件。
以上步骤，要求用户按顺序执行，且互动准确。
二、3d3s辅助绘图工具的安装请到先闻官网/下载软件最新安装包。
用户下载解压后，安装至AutoCAD中，安装过程中需正确选择CAD版本。
目前软件支持3D3SV10.0及最新的3D3SV11.0所生成的数据。
软件界面如下：四、3D3S辅助绘图各步骤详细介绍【加载3D3S数据文件】要求3D3S版本V10及V11。
输出3D3S文件按以下步骤。
（1）利用3D3S计算软件打开已经计算好的3D3S模型（模型几何数据准确，单位：mm），如下图所示：3D3S计算模型（2）选择菜单：结构编辑->数据输入、输出：将3D3S计算模型导出（3）选择菜单：导出->3D3S文件，并另存为.txt文件：保存3D3S计算模型的数据文件（4）利用先闻钢结构绘图软件3D3S辅助绘图模块，加载该模型文件（.txt）：辅助绘图工具加载该数据文件（5）双击CAD屏幕，让模型充满显示区域。
注：此时模型为XY平面视角下显示，用户可利用空间视角查看空间模型。
数据文件加载成功，模型已读入该模块读入模型的功能，已经根据原模型的层信息读入，并把每个层重新定义为不同的颜色显示，这样能方便用户查看、选择。
3D3S钢结构工程设计和具体应用软件全
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
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
3D3S 钢结构设计软件 V10 钢结构实体建造说明书
钢结构设计软件V10 钢结构实体建造使用手册同济大学3D3S研发组上海同磊土木工程技术有限公司2009年09月版 权 声 明3D3S计算机程序以及全部相关文档是受专利权法和著作权法保护的产品，版权属于上海同磊土木工程技术有限公司。
未经上海同磊土木工程技术有限公司的书面许可，不得以任何形式、任何手段复制本产品或文档的任何部分。
同济大学3D3S研发组上海同磊土木工程技术有限公司电话：021－65981466传真：021—65985557电子邮件：help_3d3s@, support@ sales@网址：1免 责 声 明3D3S软件的开发以及文档的编制投入了相当多的时间和努力，经过了严格的测试和使用。
自1997年开发以来，众多用户的工程应用证明了软件的适用性和正确性。
但在程序使用方面，使用者接受并清楚的知道开发者或经销商在程序的准确性或可靠度上没有做任何直接或暗示的担保。
使用者必须明确了解程序的假定并必须独立的核查结果。
同济大学3D3S研发组上海同磊土木工程技术有限公司2目录总说明 (8)第一章快速入门 (10)1.1门式刚架结构 (10)1.2钢框架结构 (13)第二章模块功能概述 (20)第三章基本操作流程图 (23)3.1门式刚架后处理操作流程 (23)3.2框架—剪力墙后处理操作流程 (24)第四章菜单功能文字说明 (27)4.1楼层/轴网 (27)4.1.1 楼层表 (27)4.1.2 正交轴网 (28)4.1.3 圆弧轴网 (30)4.1.4 画直轴线 (32)4.1.5 画圆弧轴线 (32)4.1.6 轴线更名 (32)4.1.7 定义直线或圆弧为轴线 (32)4.2建模 (32)4.2.1 模型总信息 (32)4.2.2 选择截面库 (33)4.2.3 添加/编辑柱 (34)4.2.4 添加/编辑梁 (36)4.2.5 添加/编辑支撑 (38)4.2.6 添加/编辑杆件 (40)4.2.7 添加/编辑剪力墙 (40)4.2.8编辑剪力墙洞口 (41)4.2.9杆件分段 (42)4.2.10杆件连通 (42)4.2.11杆件伸长/缩短 (42)4.2.12杆件端头拖动 (43)4.2.13等距参考点 (43)344.2.14快捷建模——门式刚架 (43)4.2.15快捷建模——平面桁架 (43)4.2.16 3D3S计算模型转换——框架 (43)4.2.17 3D3S计算模型转换——门式刚架 (45)4.2.18模型输入——读入Sap2000模型 (47)4.2.19模型输出——转存为AutoCAD实体模型 (48)4.2.20建模选项 (48)4.3构件属性 (49)4.3.1 构件楼层 (49)4.3.2 构件轴线号 (49)4.3.3 构件材质 (50)4.3.4 杆件类型 (50)4.3.5 杆件截面 (51)4.3.6 杆件截面插入点 (51)4.3.7 杆件方位 (51)4.3.8 杆件偏心 (54)4.3.9 杆端刚接铰接 (54)4.3.10 墙厚/偏心 (55)4.4显示 (55)4.4.1 按楼层/轴线显示 (55)4.4.2 按构件类型显示 (56)4.4.3 按构件类型显示 (56)4.4.4 简化显示 (56)4.4.5 实体显示 (56)4.4.6 部分显示 (56)4.4.7 部分隐藏 (56)4.4.8 全部显示 (56)4.4.9 当前显示颜色 (56)4.4.10 显示选项 (57)4.5钢结构节点 (57)4.5.1 节点计算参数选择 (57)4.5.2 框架节点设计——自动设计 (60)4.5.3 框架节点设计——交互式设计 (61)4.5.4 门式刚架节点设计——自动设计 (65)4.5.5 门式刚架节点设计——交互式设计 (66)4.5.6 柱脚设计 (68)4.5.7 节点设计的应用技巧 (69)4.5.8 牛腿设计 (70)4.5.9 节点设计书 (70)4.5.10 围护结构节点几何参数 (70)4.5.11 围护结构补充布置 (71)4.5.12 围护结构节点装配——自动装配 (71)4.5.13 围护结构节点装配——交互式装配 (71)4.5.14 编辑节点 (72)4.5.15 添加矩形/三角形板件 (77)4.5.16 添加任意多边形板件 (78)4.5.17 板件焊接到其它零件或杆件 (78)4.5.18 编辑独立板件 (79)4.5.19 编辑独立焊缝 (79)4.5.20 节点细部选项 (80)4.5.21 参数化节点库管理 (81)4.6剪力墙节点 (83)4.6.1 几何构造与配筋参数 (83)4.6.2 自动形成连梁 (84)4.6.3 自动形成边缘构件 (84)4.6.4 墙肢自动配筋 (84)4.6.5 连梁自动配筋 (85)4.6.6 边缘构件自动配筋 (86)4.6.7 墙肢、连梁和边缘构件配筋编辑 (87)4.7构件编号 (88)4.7.1 钢结构节点归并 (88)4.7.2 钢框架构件编号 (88)4.7.5 门式刚架主刚架命名 (90)4.7.6 门式刚架构件编号 (91)4.7.7 剪力墙构件编号 (91)4.8材料统计 (91)4.8.1 杆件材料统计 (91)4.8.2 板件材料统计 (92)564.8.3 螺栓统计 (92)4.8.4 混凝土用量统计 (92)4.9施工图 (93)4.9.1 功能概述 (93)4.9.2 施工图绘制选项 (94)4.9.3 操作步骤 (97)4.9.4 平面和立面结构布置图 (99)4.9.5 任意结构布置图 (102)4.9.6 节点装配图 (107)4.9.7 剪力墙平法施工图 (108)4.9.8 门架主刚架图 (110)4.9.9 门架围护结构图 (110)4.9.10 梁柱支撑加工图 (113)4.9.11 板件加工图 (114)4.9.12 其他说明 (115)4.9.13 转化3D3S自定义对象为AutoCAD图形 (116)4.9.14 插入建筑节点 (116)第五章节点设计编程原理 (117)5.1 门式刚架厂房钢结构 (117)5.1.1 主要节点类型 (117)5.1.2 节点计算参数说明 (117)5.1.3 螺栓设计计算原则 (118)5.1.4 螺栓承载力计算 (118)5.1.5 节点板计算方法 (120)5.1.6 腹板强度计算 (121)5.1.7 节点剪切域抗剪强度的验算 (121)5.1.8 牛腿节点 (122)5.2 框架节点和柱脚设计 (124)5.2.1 功能简介 (124)5.2.2 梁柱节点设计原理及技术参数条件 (125)5.2.3 柱脚节点设计原理及技术参数条件 (128)5.2.4 梁端部/支撑设计计算 (129)5.2.5 节点剪切域的计算 (140)5.2.6 柱脚设计计算 (143)第六章例题 (153)多层框架结构 (153)温馨提示：本手册已加载到v10.0版本的软件中。
国内钢结构设计软件汇总
1）门式刚架结构
2）平面屋架、桁架结构
3）钢支架结构
4）空间钢框架、框－支撑结构
PKPM－STS系列作为建研院开发多年的钢结构软件，在国内各地设计院拥有相当大的用户，其优点是紧扣规范，参数详尽，规则结构上设计效率比较高，后处理节点设计类型比较全面，带支撑柱脚节点设计混乱是STS的一个缺憾；最近推出的重钢设计软件STPJ填补了国内重钢设计以及后处理这方面的空白；缺点是不规则结构建模不便，计算误差大，后处理出图还有所欠缺，尽管一直在改善；钢屋架设计中风荷载添加麻烦，不准确，但钢屋架后处理出图是目前所有同类软件中最好的；
5，SSDD基本上能满足夹层节点设计以及各种类型的门钢节点设计；可设定螺栓参数，程序根据截面自动设定相关的螺栓以及加劲肋参数，可进行节点自动设计；用户可方便的在此基础上增加以及减少螺栓、加劲肋，程序对每一次修改都能进行重新验算。
屋主小评：SSDD的节点设计编辑是最方便的。
3，PS2000能自动进行夹层节点以及其他类型门钢节点设计，可设定螺栓参数，节点设计结果基本上不能人为编辑；有些门钢节点不支持。
4，MTS基本上能满足夹层节点设计以及各种类型的门钢节点设计；程序可设定螺栓参数，螺栓间距，能进行节点自动设计，可对自动设计结果进行编辑，可对编辑后的节点重新进行验算；有些门钢节点不支持。
第四轮PK，SSDD胜出！
五，后处理出图
1，最新版本STS后处理出图已经非常完善，能节点图，刚架剖面图，构件图，围护结构布置图目前还比较粗糙，加工图能达到加工的要求，单一些编号标注需要人为移动，可统计整体材料表，可人为编辑材料表。
8，上海交通大学结构工程研究所TWCAD、STCAD、SMCAD系列钢结构软件，官方网站
3d3s 结构类型定义
3d3s 结构类型定义3D3S（Three-Dimensional Analysis of Building Structures）是一种常用的建筑结构分析与设计软件，被广泛应用于建筑工程领域。
它能够帮助工程师对建筑结构进行静力和动力分析，评估结构的稳定性和安全性，并进行结构优化设计。
本文将从软件的功能、应用范围和特点等方面，介绍3D3S的结构类型定义。
3D3S具有强大的建模功能，能够对各种建筑结构进行准确的三维建模。
它支持多种结构类型的定义，包括钢结构、混凝土结构、木结构等。
在建模过程中，用户可以根据实际情况选择合适的结构类型，并进行相应的参数设置。
这样可以确保分析和设计的准确性和可靠性。
针对不同的结构类型，3D3S提供了丰富的分析工具和功能。
对于钢结构，3D3S可以进行钢材的弹性和塑性分析，考虑结构的非线性行为。
对于混凝土结构，3D3S可以进行混凝土材料的弹性和破坏性分析，考虑混凝土的应变硬化和应力软化特性。
对于木结构，3D3S可以进行弹性和弹塑性分析，考虑木材的非线性特性。
通过这些分析工具和功能，用户可以更加全面地了解结构的受力性能和变形情况。
3D3S还具有动力分析功能，可以对建筑结构进行地震反应分析和振动分析。
在地震反应分析中，3D3S可以模拟地震作用下结构的动力响应，并评估结构的抗震性能。
在振动分析中，3D3S可以计算结构的振型和固有频率，为结构的设计和改进提供参考。
这些功能对于提高结构的安全性和稳定性具有重要意义。
除了基本的分析功能，3D3S还可以进行结构优化设计。
通过调整结构的几何形状、截面尺寸和材料性能等参数，可以实现结构的优化设计。
3D3S可以根据用户设定的目标函数和约束条件，自动搜索最优解，并给出相应的设计方案。
这样可以提高结构的经济性和可行性，减少材料的使用量和工程的投资成本。
总的来说，3D3S是一款功能强大的建筑结构分析与设计软件，可以对各种结构类型进行准确的三维建模和分析。
某钢结构连廊的结构分析与设计
某钢结构连廊的结构分析与设计易凌;郭卫青【摘要】The design thought, points of analysis and connected nodes are given on a certain project The performance of structure is analyzed and contrasted by two software named SAP2000 and 3D3S separately. The keypoints in design and what should be emphasized during designing as reference for designing such project are stated.%针对一个工程实例,给出了设计思路、分析要点及连接节点,并通过SAP2000与3D3S软件对结构分析对比,指出了设计的要点及需要注意的问题,为类似工程结构设计提供参考.【期刊名称】《江西理工大学学报》【年(卷),期】2012(033)003【总页数】5页(P43-46,93)【关键词】连廊;空间计算;结构分析;变形;支座【作者】易凌;郭卫青【作者单位】江西理工大学应用科学学院,江西赣州341000;江西理工大学应用科学学院,江西赣州341000【正文语种】中文【中图分类】TU318随着国家经济的快速发展、建筑造型的日新月异，建筑师们用自己独特眼光把美好的景色融入建筑物.空中连廊是近十几年发展起来的新型建筑形式，尤其是在大型商场、学校、医院等人流密集的建筑群中，连廊既起到疏导交通的作用，也可作为观光台.另外，它使建筑具有独特的外形，带来强烈的视觉效果[1-3].文中应用3D3S与SAP2000对钢桁架连廊进行了比较分析，为以后的结构设计提供参考.江西理工大学逸夫实验楼位于赣州市客家大道156号，是一座地下1层地上6层连接结构，建筑总高度21.5 m,东西方向长76 m，南北方向宽63.9 m，分为南北两主楼，两主楼在第5层通过钢结构连廊相连.图1和图2分别为建筑效果图和主体结构平面布置图.连廊高3.6 m，跨度20 m.连廊主体采用钢桁架结构，外包铝塑板，侧墙及屋面均采用中空钢化玻璃.工程地震设防烈度为6度，恒载标准值为2 kN/m2，活荷载标准值为3.5 kN/m2，基本风压为0.3 kN/m2，基本雪压0.35 kN/m2.连廊作为两主楼之间的联系构件，其自身刚度相对于主楼较小，在遇到水平地震作用时会产生较大的地震反应.如果钢桁架连廊与混凝土框架结构采用刚性连接支座，在遇到水平地震作用时，只能依靠其自身刚度协调两主楼之间的变形，通过计算分析发现靠近支座的杆件受力较大，杆件应力比大于1.为了协调地震作用下连廊的位移与主楼的位移，连廊与主楼的连接只能采用柔性连接方式[4-12].柔性连接方式通常有两种，一种是橡胶支座，另一种是钢板开长圆孔的普通滑动支座.通过设计过程中不断的试算和总结，以及施工单位和使用单位的信息反馈，认为采用一端铰接（图3）、一端滑动的支座较好（图4）.这种支座的主要优点为：①构造简单，制作容易，施工简单方便，安装快捷；②节约钢材，造价经济，不需要特别维护，后期维护费用极低.铰接支座做法为上弦桁架直接搁置在框架柱的外伸牛腿上，底部钢板只开圆孔.滑动支座也搁置在框架柱的外伸牛腿上，但桁架底部钢板上开有长圆孔，能产生单向滑动.连廊的结构形式为两榀矩形桁架，桁架所有杆件均采用H型钢，为了提高大跨度桁架的侧向稳定和抗扭转效应.在连廊上弦平面布置部分交叉斜撑，形成水平桁架，由此构成水平几何不变体系.同时在上弦与下弦之间每隔4 m，采用8号槽钢设置剪刀撑一道，形成竖向支撑结构，使得整个连廊形成一个空间几何不变体系，有利于抗扭.钢桁架连廊三维空间结构计算模型见图5.连廊结构计算分析荷载分别为：①恒荷载;②活荷载;③风荷载；④地震作用.荷载组合时，分别考虑了水平和竖向地震作用组合工况，其他荷载组合按照GB50009-2001(2006年版)《建筑结构荷载规范》[13]的要求进行组合.各杆件的截面尺寸如表1.主体和连廊之间采用了一端铰支座和一端滑动支座的柔性连接方式，减小了主体和连廊间的相互影响，由此可将连廊部分单独建模计算.根据计算模型，采用了基于有限元的大型结构计算软件SAP2000对结构进行了空间整体分析，同时采用同济大学的钢结构设计软件3D3S进行校核.钢桁架各根杆件均选用空间梁单元模拟. 1.3.1 结构动力特性分析结构在强迫振动时各截面的最大内力和位移都与结构的自由振动时的频率和振动形式密切相关，因而研究自振周期和振型是研究强迫振动的关键步骤.动力计算分为两大步骤：其一是结构自由振动分析，即计算自振周期和振型；其二是强迫振动分析，即计算地震作用下结构内力、位移及应力比等相关物理量.SAP2000程序提供了特征向量和Ritz向量方法进行振动求解.研究表明：基于一个特定荷载相关的Ritz向量组的动力分析比基于同样数量的自由振动振型能得到更精确的结果.所以文中将采用Ritz向量方法对空间桁架计算模型进行模态分析. 由振型叠加可知，结构在任一时刻所受的地震作用等于该时刻各振型地震作用之和.由于每一振型地震作用达到最大值的时刻并不相同，所以采用振型叠加法求结构的最大地震作用也不同.按照抗震规范，采用SRSS方法（中国）进行振型组合来求地震作用.采用SAP2000程序对连廊结构的动力特征进行计算，得到前9个周期，前4个模态对应振型见图6～图9.现取前5个周期进行比较，如表2所示.结构最大自振周期为0.349 s，振动方向为横向（一阶Y向）平动，说明结构横向刚度较弱，竖向刚度较好.第二、三振动形式分别为扭转和竖向平动.采用3D3S软件进行的计算结果是，结构最大自振周期为0.3656 s，振动方向也为横向（一阶Y向）平动，第二、三振动形式分别为竖向平动和扭转.从最大自振周期上看两者误差在5%之内，第二、第三周期误差较大，而且振动方向有区别.从表2中可以看出，两种软件得出的周期和振型基本相同，误差在较小范围内，这些误差的存在可能是模型的误差和参数误差所导致的，但总体分析结果是一致的.1.3.2 支座反力和位移分析为了验证刚性连接支座和柔性连接支座对结构的影响，分别对两种方案进行了比较，比较了地震作用组合下支座反力和位移，具体数据见表3和表4（表中“/”是分隔符，表示两种软件计算的不同结果）.由上表可以看出，与刚性连接方案相比，沿跨度方向的水平支座反力有明显降低.2和4号支座由铰支座改为柔性滑动支座后，释放了300 kN的力，然而水平位移只有3.4 mm左右.因此可以认为滑动支座可以显著降低水平反力，减小结构内力的作用.1.3.3 应力比和变形分析在进行结构计算时，考虑到结构跨度较大，活荷载较大，所以将应力比最大值限制在0.75.结构在进行正常使用极限状态下计算后的挠度值也应该在规范的允许范围内，同时还考虑到窗和走廊顶部都是钢化玻璃，对结构的变形要求较高.根据玻璃幕墙工程技术规范（JGJ 102-2003）[14]规定，吊挂全玻幕墙的主体结构或结构构件应有足够的刚度，采用钢桁架或钢梁作为受力构件时，其挠度限值df，宜取其跨度的1／250.通过两种软件的计算得出挠跨比均满足规范要求，计算结果见表5和表6（表中“/”是分隔符，表示两种软件计算的不同结果）.对空间连廊桁架结构用SAP2000与3D3S进行了分析研究，得出以下结论：（1）连接方式.连廊与主体结构的连接方式有很多种，具体采用何种方式连接应取决于连廊的的跨度、刚度和连廊所处的位置等因素.对于跨度较小，位置不高的连廊结构可以采用一端铰接、一端滑动的连接方式.这种节点方式不仅施工方便，而且设计的节点也与计算模型吻合，同时滑动支座水平位移也不大，对结构也有利. （2）结构分析方式.对采用刚性连接方式的连廊结构，需要对连廊与主体结构进行整体建模分析.对采用柔性连接方式的连廊结构，则可以采用对连廊单独建模，得到支座反力后，再作为荷载对主体结构进行计算.（3）结构软件.大跨度空间桁架结构需采用三维空间计算软件对工程结构进行整体分析，从而确保桁架结构设计的安全性、适用性、经济性和合理性.大跨度空间结构还需要采用两种以上三维空间计算软件进行对比和校核.采用这种方式能使设计者对结构的性能更加了解，同时对结构的薄弱部位做出精准的判断.【相关文献】[1]祝黎，冯震坤.某钢结构输煤栈桥的空间计算[J].武汉大学学报：工学版，2010，43（增刊）：118-120.[2]宋文晶，马臣，袁锐文，等.连廊结构分析与设计实例[J].建筑结构，2011，41(1)：55-58.[3]施宇，张俏，张国庆.高层建筑屋顶钢结构连廊设计[J].建筑结构，2009，39(6)：91-92.[4]郑毅敏，徐文华，王建峰，等.多塔楼连体建筑的高空连廊结构设计[J].建筑结构，2006，36（增刊）：60-63.[5]汤庆轩，张溯，田亚军，等.天津市第一中心医院空中连廊设计与施工[J].钢结构,2009,127(24)：33-36.[6]郑毅敏，孙华华，赵昕，等.杭州市民中心高空连廊动力特性分析与测试[J].土木工程学报，2009，42(2)：73-78.[7]沈朝勇，徐丽，金建敏，等.某大厦多座连廊柔性支座计算分析和设计[J].国外建材科技,2005,26(2)：70-72.[8]凌育洪，凌育洪，马宏伟，等.SMA在结构被动控制中的研究现状及工程应用[J].江西理工大学学报，2010，31(1)：41-46.[9]周云，邓雪松，吴从晓.高层建筑耗能减震新体系概念与实现[J].工程抗震与加固改造，2007，29(6)：1-9.[10]Xu Y L，Zhon S，J M K O，et al.Experimental investigation of adjacen t buildings connected by fluid damper[J].Earthquake Engineering and Structrual Dynamics,1999,28(6)：609-631.[11]Kasai K,Maison B F.Building pounding damage during the 1989 Loma Prieta earthquake[J].Engineering Structures,1997,19(3)：195-207.[12]赵建伟，邹立华，方雷庆.考虑相邻建筑物碰撞的基础隔震结构地震反应分析[J].振动与冲击,2010，29（5）：215-219.[13]GB50009-2001.建筑结构荷载规范[S].[14]JGJ 102-2003.玻璃幕墙工程技术规范[S].。
3d3s教程课件
该命令用于将选中的节点沿所选择圆或椭圆的径向移动到该圆或椭圆所代表的圆柱 体或椭圆柱体上
按了该命令后，首先选择圆或椭圆，然后选择要移动的节点即可。
举例操作： 3.8、删除重复单元节点
该命令用于将重复的单元或节点删除，删除的精度有显示参数中的“建模允许误 差值”控制，若两节点间距小于建模允许误差值，则认为是重复节点。重复节点的存 在会影响内力计算及导荷载等和构件有关的操作，所以一般建模完成后至少执行一次 该命令以删除重复节点单元节点，在进行结构编辑过程中也应该多次执行该命令。
第19页，共109页。
用户也可不选择构件而直接右键，这时会弹出对话框要求输入构件号来进行 查询，用户这时可以通过输入节点号、杆件单元号或板单元号来查询构件，图形 界面中所查询的节点、杆件或板单元会被标识符标出。
4.3、总用钢量
选择几根杆件后按回车或鼠标右键结束选择（直接按回车或按鼠标右键表示全选），弹出所选 择杆件的用钢量，该值是为单元的长度、横截面积和材料重量密度相乘而得到的，这里单元的长 度是指单元两端点间的轴线长。
对话框：
第9页，共109页。
对话框内左边为将要添加杆件的默认属性，可以双击属性框内各项来更 改，根据事先设定的杆件添加。该例题中我们选用Q235材质，方形空心型 钢。立柱和主梁拟定采用□200x100x6方钢管，横梁拟定采用□80x60x4方钢 管。
这里提供了两种添加杆件的方式：
A、选择线定义为杆件 按下该钮，进入屏幕选择状态，可以选择一根或几根Line、Circle、Arc定义为
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节点三维实体生成
节点设计 柱脚设计 牛腿设计
节点编辑
施工图生成
节点归并 构件编号 施工图创建
施工图布置
围护结构设计
围护结构布置
地脚锚栓布置
柱下全部假定以上值
抗风柱下全部假定以上值
屋面支撑布置
总体/屋面信息
墙面信息——A轴
墙面信息——C轴
山墙信息——1轴
山墙信息——11轴
支撑+系杆
空间刚架
围护+基础
轻型钢建筑
轻钢结构的计算模型建立
轻型门式刚架结构
忽略蒙皮效应
空间刚架
忽略空间共同作用效应
平面门式刚架 忽略柱脚与基础
之间连接的弹性刚度 铰接或刚接支座的平面门式刚架
门式刚架设计流程
主刚架设计 后处理节点设计 主刚架施工图生成 围护结构布置 围护结构构件设计 围护结构施工图生成
围护结构构件设计
屋面檩条设计 墙面檩条设计 支撑设计 抗风柱设计
围护结构施工图
锚栓布置图 结构布置图 围护结构布置图
一些特例
例子1
有夹层的门式刚架建立
夹层设置 夹层节点设计
例子2
有混凝土柱子的门式刚架建立
混凝土柱子截面定义 柱子上端单元释放 变截面构件的方位设置和偏心设置
地震：7度，场地土Ⅳ类，第一组
平面布置图
立面布置图
立面布置图
刚架剖面图
后处理实体
围护结构布置
主刚架设计
主刚架包络图及基本形式
门式刚架信息输入
门式刚架信息输入
门式刚架信息输入
门式刚架信息输入
门式刚架快捷生成的内容
单元截面:
柱
有牛腿：等截面工字钢 无牛腿：变截面工字钢
梁
一台吊车的组合见上图
多台吊车组合原则：
1、同跨不超过2台
2、多跨不超过4台
3、最多考虑两台吊车水平荷载 4、有上下层吊车时，上层空载
门式刚架荷载输入Ⅲ——地震
门式刚架荷载输入Ⅳ——组合
设计验算
CECS规程的选用
柱脚铰接：采用查表法 柱脚刚接：一阶分析法
后处理实体模型节点设计
连接计算的参数选择
一个例子
本工程为单跨单层钢结构建筑
跨度24米，柱距6米，总长度60米，檐口高度6.8米，牛 腿标高5.0米，女儿墙标高8.6米；
建筑布置见建筑平面、立面图； 恒载0.2，活载0.3，基本风压0.55； 吊车荷载2台
起重量5t，吊车重量60.5，最大轮压45，吊车宽度3.5，轮距3 起重量3t，吊车重量27.2，最大轮压25.8，吊车宽度2.5，轮距2
分段梁两端：变截面工 字钢
其余：等截面工字钢
单元放置方位:
柱：外表面平齐 梁：上表面平齐
节点支座形式:
有牛腿：刚接 无牛腿：铰接
材性：Q345
结构体系：平面框架
门式刚架平面外稳定计算长度
aa
隅撑 梁
檩条
门式刚架快捷生成的荷载
恒载：沿外表面均布，工况号0； 活载：沿屋面均布，不考虑活荷载最不利
布置，工况号1； 风载：考虑左风、右风两个工况，工况号2
和3。 对于敞开式厂房，根据风荷载的敏感效应，
需要考虑风压力和风吸力，那么就有四个 工况。
门式刚架基本荷载输入Ⅰ——活载
活荷载一般不考虑最不利布置，当确需考虑时， 拆分方法如上所示
门式刚架荷载输入Ⅱ——吊车
门式刚架荷载输入Ⅱ——吊车
第三部分 门式刚架模块
罗晓群
同济大学土木工程学院 luoxiaoqunsina 二00四
门式刚架组成
主结构 —— 横向刚架、楼面梁、托梁、 支撑体系；
次结构 —— 屋面檩条、墙面檩条 围护结构—— 屋面板、墙面板 辅助结构—— 楼梯、平台
门式刚架名词
门式刚架结构功能形成原理
梁柱通过高强螺栓连接 平面门式刚架
例子3
手工添加摇摆柱的门式刚架建立
结构的添加 摇摆柱：柱底铰支座，柱顶铰接的柱子，不承担结构的抗侧力
ห้องสมุดไป่ตู้