3D3S鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計和具體應(yīng)用軟件

1、3D3S鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計和具體應(yīng)用軟件第一部分 綜述鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計與應(yīng)用軟件一 鋼結(jié)構(gòu)的特點及應(yīng)用(1)材料的強度高，塑性和韌性好； (2)材質(zhì)均勻，和力學(xué)計算的假定符合；(3)鋼結(jié)構(gòu)制造簡便，施工周期短；(4)鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量輕； (5)鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差；(6)鋼材耐熱但不耐火。 鋼結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)形式1、大跨結(jié)構(gòu)：體育場、會展中心、機場航站樓2、廠房結(jié)構(gòu)：輕鋼廠房、重鋼廠房3、高層建筑：旅館、公寓、辦公樓、摩天大樓4、塔、桅桿結(jié)構(gòu)：電視塔、微波塔、輸電塔5、板殼結(jié)構(gòu)：容器、油庫、高爐、管道等。6、輕型結(jié)構(gòu)：用于中小型房屋 7、新型結(jié)構(gòu)：索膜結(jié)構(gòu)、玻璃結(jié)構(gòu)、張拉結(jié)構(gòu)門式剛架廠房門式剛架廠房多層及高層

2、框架廠房、辦公樓、民用建筑多層及高層框架廠房、辦公樓、民用建筑實體圖內(nèi)力圖軸線圖位移圖高層框架辦公樓、民用建筑高層框架節(jié)點設(shè)計高層框架平面布置圖高層框架立面布置圖網(wǎng)架網(wǎng)殼廠房及民用建筑網(wǎng)架網(wǎng)殼廠房及民用建筑荷載圖實體圖球節(jié)點圖施工圖高聳塔桅電視、無線發(fā)射、觀光等高聳塔桅電視、無線發(fā)射、觀光等鋼管桁架商業(yè)體育文教等民用建筑屋面鋼管桁架商業(yè)體育文教等民用建筑屋面鋼管桁架商業(yè)體育文教等民用建筑屋面索結(jié)構(gòu)和膜結(jié)構(gòu)體育商業(yè)及民用景觀建筑索結(jié)構(gòu)和膜結(jié)構(gòu)體育商業(yè)及民用景觀建筑索結(jié)構(gòu)和膜結(jié)構(gòu)體育商業(yè)及民用景觀建筑玻璃及幕墻結(jié)構(gòu)圍護裝飾結(jié)構(gòu)玻璃及幕墻結(jié)構(gòu)圍護裝飾結(jié)構(gòu)玻璃及幕墻結(jié)構(gòu)圍護裝飾結(jié)構(gòu)其他的大型工程其他的

3、大型工程其他的大型工程鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計發(fā)展的趨勢由確定的到不確定的 由線性的到非線性的 由三維的到四維的（與時間相關(guān)的） 由靜力到動力或材料性質(zhì)隨時間變化的由孤立狀態(tài)到與路徑相關(guān)的由單一物理場分析到多物理場耦合的計算機輔助設(shè)計計算機輔助繪圖計算機輔助制造CAx由確定的到不確定的概率設(shè)計方法的三個水準(zhǔn)水準(zhǔn)三 全概率法要求知道每個變量的實際的概率分布曲線水準(zhǔn)二 近似概率法不要知道每個變量的實際分布，但要知道荷載和抗力的分布形狀和類型水準(zhǔn)一 半概率法安全度由荷載系數(shù)及抗力系數(shù)來代表LRFD設(shè)計法就屬于這個水準(zhǔn)非線性分析幾何非線性 p-delta效應(yīng) - 大位移，大轉(zhuǎn)動材料非線性彈性-塑性狀態(tài)非線性接觸

4、問題疊加原理疊加效應(yīng) 轉(zhuǎn)變?yōu)?疊加荷載與路徑相關(guān)-施工過程的影響鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的幾個層次的問題設(shè)計的第一層次的問題：安全度的考慮建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 荷載分析 非常重要荷載和抗力分項系數(shù)設(shè)計法 LRFD荷載組合 關(guān)于活載不利布置關(guān)于溫度的分項系數(shù)關(guān)于風(fēng)荷載的方向角及風(fēng)陣系數(shù)（陣風(fēng)系數(shù)）設(shè)計中第二層次的問題 內(nèi)力分析方法一階彈性分析方法近似的二階彈性分析方法（p-delta）精確的二階彈性分析（幾何非線性彈性分析）二階彈塑性分析方法理由 真正的平衡是建立在變形后狀態(tài)上的平衡。 材料塑性和殘余應(yīng)力的因素，使得任何結(jié)構(gòu)都不是在彈性階段工作的，尤其是結(jié)構(gòu)達到極限狀態(tài)時更是如此。設(shè)計

5、的第三層次的問題 構(gòu)件截面節(jié)點的設(shè)計對于拉桿，軸心壓桿，受彎桿件，壓彎構(gòu)件，已經(jīng)有比較完善的理論體系對于截面的應(yīng)力分析在材料力學(xué)中也有很完善的計算方法。有一個特例，鋼結(jié)構(gòu)的受扭構(gòu)件 我國目前的現(xiàn)行規(guī)范沒有明確的規(guī)定上策 避免構(gòu)件受扭中策 限制構(gòu)件受扭，構(gòu)造保證下策 通過計算分析來確定受扭是否滿足扭轉(zhuǎn)分自由扭轉(zhuǎn)與約束扭轉(zhuǎn)，用閉口截面 工程軟件類型 1 通用工具類軟件 （圖形處理類AutoCAD、文字處理類Office、 表格處理類Excel、動畫處理類Mayer等、 數(shù)學(xué)運算類Matlab、Mathmatica） 2 通用分析類軟件 （Abacus、Ansys、Marc)3 專業(yè)CAD軟件 （P

6、kpm, 3D3S) preprocessing, computing, designing, postprocessing4 專業(yè)計算設(shè)計類軟件 （Sap, Diana, Staad) computing, designing5 專業(yè)工具軟件 （StruCad, Xsteel） detail drawing鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)CAD軟件概況 preprocessing modelling (幾何+荷載) computing analyzing (分析+計算+效應(yīng)組合) CAD軟件 designing checking and design (構(gòu)件+節(jié)點) postprocessing output a

7、nd drawings 國外軟件 設(shè)計計算類軟件 + 專業(yè)后處理軟件 國內(nèi)軟件 CAD 鋼結(jié)構(gòu) 主要承重體系不采用混凝土材料的結(jié)構(gòu)國內(nèi)其他鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件STS（建研院）門式剛架、多層框架PS2000（冶金院）門式剛架MSTCAD（浙大）網(wǎng)架SSDD（美國Staad）設(shè)計計算+門式剛架繪圖MTS （同濟）多高層。網(wǎng)架類、膜結(jié)構(gòu)類等等國外軟件介紹國外軟件介紹國內(nèi)軟件介紹國內(nèi)軟件介紹3D3S設(shè)計和分析的鋼結(jié)構(gòu)體系門式剛架廠房多層及高層框架廠房、辦公樓、民用建筑屋架廠房或民用建筑屋面鋼管桁架商業(yè)體育文教等民用建筑屋面高聳塔桅電視、無線發(fā)射、觀光等網(wǎng)架網(wǎng)殼廠房及民用建筑索結(jié)構(gòu)和膜結(jié)構(gòu)體育商業(yè)及民用景觀建

8、筑玻璃及幕墻結(jié)構(gòu)圍護裝飾結(jié)構(gòu)三、3D3S特點開發(fā)平臺 AutoCAD軟件架構(gòu) 前后處理模塊獨立（菜單控制）、計算設(shè)計模塊統(tǒng)一前處理 獨立模塊、風(fēng)格一致、快捷建模、自動導(dǎo)荷、 與AutoCAD無縫連接 動導(dǎo)荷載（主次梁平接、疊接、曲面導(dǎo)荷、桿件導(dǎo)荷）三、3D3S特點計算功能單元庫：桿單元、梁單元、索單元、板單元、膜單元計算內(nèi)容：線性、彈性非線性、靜力屈曲分析、彈性極限承載力分析動力特性計算：反應(yīng)譜法自動計算地震作用，時程分析施工過程分析：（變節(jié)點、變單元、變邊界、變荷載）索膜結(jié)構(gòu)的形狀確定和裁剪分析稀疏矩陣求解技術(shù)三、3D3S特點設(shè)計功能國內(nèi)各相關(guān)規(guī)范：輕鋼、高鋼、普鋼、幕墻、索膜判斷框架支撐類型、自動尋找構(gòu)件無支撐長度和計算長度強度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定、剛度驗算、節(jié)點設(shè)計和驗算后處理實體拼接：構(gòu)件、板件、螺栓、焊縫自動及交互式的節(jié)點設(shè)計（實體編輯和修改）施工詳圖四、新用戶如何起步 熟悉AutoCAD的三維線框模型功能掌握對Line的操作命令掌握不同視圖的切換掌握用戶坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系含義 熟悉3D3