钢布局CAD软件STS的成果和应用 1、STS 软件的研制目的
近年来,我国钢产量跃居世界第一位,建筑钢布局的长处也越来越突出。CAD 技术的成长和乐成推广表白,借助计算机帮助设计软件来完成钢布局的计算机阐明、优化设计和画图事情,一方面可以给工程设计提供精确的计算和画图东西,提高设计效率,使设计越发安详经济,另一方面也必将对钢布局的进一步成长起到很大的促进感化。
PKPM 系列软件是海内应用最广的一套一体化CAD 软件,曾获国度科技进步奖,是海内独一自主平台的计算机帮助设计系统,此刻已经成为了一个包罗建筑设计、布局设计、设备设计,在布局设计中又包罗多层和高层、产业厂房和民用建筑、上部布局和种种根本在内的综合CAD 系统,并正在向集成化和智能化的偏向成长。在这种环境下,中国建筑科学研究院PKPM CAD 工程部从1995 年5 月开始组织力量,研究开发自主版权的钢布局CAD 软件STS ,该软件的研制以PKPM CAD 工程部自主开发的CFG中文图形支撑系统为平台,以PKPM 系列软件的PMCAD、PK 为根本。STS 的成果要求为: 是一体化的CAD 软件,成果包罗从钢布局建筑的模型输入、截面优化、布局阐明、构件强度和不变性验算、节点设计、直到施工详图绘制;软件可合用于多、高层框架,平面框架,持续梁,轻钢门式刚架,排架,框排架,钢桁架等多种布局形式;软件要求操纵简单,自动化水平高,界面友好,易学易用;施工图详图以尺度图为准,并提供方便快捷的编辑东西;是PKPM 系列软件的一个模块,可以与其他模块接口;先使STS 成为海内主流的钢布局CAD 软件,再扩充海外范例版本,走向国际软件市场。
2、STS 软件技术条件
作为专业的钢布局工程设计软件,必需切合国度现行的范例、规程和尺度。STS 软件的研制主要依据有:《钢布局设计范例》( GBJ17 - 88);《冷弯薄壁型钢布局设计范例》( GBJ18 - 87);《高层民用建筑钢布局技术规程》(J GJ99 - 98);《门式刚架轻型衡宇钢布局技术规程》(CECS102 :98);《轻型钢布局设计规程》(DBJ08 - 68 - 97);另外,STS 软件遵循常用钢布局设计手册、尺度图的划定。
3、STS 软件成果简介
模型输入
STS 的模型输入可以回收三维要领和二维要领。
三维建模回收人机交互方法,引导用户逐层地部署各层平面和各层楼面,再输入层高就成立起一套描述建筑物整体布局的数据,三维建模措施具有较强的荷载统计和传导计算成果,除计算自重外,还自动完成从楼板到次梁,从次梁到主梁,从主梁到承重的柱、墙,再从上部布局传到根本的全部计算,加上局部的外加荷载,可方便地成立起整栋建筑的荷载数据。三维建模提供的截面类型有中国和世界各国的尺度型钢及其组合截面,焊接H 型钢(包罗楔形截面) 、圆管、箱形、Z 形、槽形等自界说截面,钢管混凝土、钢骨混凝土截面等富厚的截面形式,合用于各类布局形式的需要。二维建模数据可以由三维建模的数据生成的平面框架、持续梁的数据文件自动生成,也可以用人机交互方法生成,能方便地成立起平面杆系布局的模型。
二维人机交互建模可以成立各类类型平面杆系的框架、门式刚架、排架、框排架、桁架、支架、持续梁等多种布局形式的模型,对付门式刚架、框架、桁架、弧形轴线还提供了快速输入向导来快速输入,可以输入各类感化形式的恒载、活载、风荷载(可以自动部署) 、吊车荷载(包罗抽柱吊车荷载) 和地动计算参数。二维建模提供的截面类型除了三维建模的截面类型外,还包罗冷弯薄壁型钢及其组合截面,实腹式组合截面,格构式组合截面,组合梁,任意截面等类型。
截面优化
截面优化就是在满足范例要求的前提下,寻找用钢量最小的截面尺寸。STS 软件可以对轻钢门式刚架和钢桁架进行截面优化。门式刚架中常回收变截面构件,所以优化的约束变量有大端、小端高度,上、下翼缘宽、厚,腹板厚度7 个因素,STS 软件能在自动或人工界说的变革范畴内,快速地寻找到用钢量最小的截面尺寸。桁架优化可以进行杆件分组,分为一组的杆件在优化后具有沟通的截面。优化措施速度快,合用性较好。
布局阐明和构件验算
STS 的三维、二维建模数据可以别离接口三维阐明措施宁静面杆系阐明措施进行布局阐明和构件验算。三维阐明措施包罗PKPM 系列软件的空间阐明设计软件TAT 和SATWE ,二维阐明措施是STS 软件自带的平面杆系阐明措施。
布局阐明和构件验算时措施自动进行布局内力阐明和组合,进行构件的强度、不变性验算。STS 的平面杆系阐明措施可以凭据《钢布局设计范例》, 《冷弯薄壁型钢布局设计范例》, 《门式刚架轻型衡宇钢布局技术规程》, 《轻型钢布局设计规程》来进行构件验算(后两种规程合用于轻钢门式刚架) .
节点设计和施工详图绘制
在内力阐明完成后,STS 软件可以延用三维、二维内力计算功效进行连接节点设计和施工详图绘制。施工图绘制是钢布局设计事情量很大的部门,STS 的施工图按照尺度图体例,图纸提供详细的尺寸标注,焊缝标注,螺栓排列,零件编号,以及质料表和图纸附注说明,还提供了专业的施工图编辑东西。施工图的绘制考虑了钢布局施工图的特点,画图回收了多种比例。
对付多、高层框架布局,可以用空间阐明措施计算,也可以用平面杆系的阐明措施计算,STS 别离按照这两种内力功效进行节点设计和绘制施工图。节点连接形式包罗梁柱刚接、铰接节点,柱脚刚接、铰接节点,主次梁刚接、铰接节点,梁拼接节点、柱拼接节点等,这些节点又别离提供了多种做
法供用户选择。节点设计是回收人机交互的方法输入节点形式,设计参数,措施自动计算螺栓数目,智能化的进行螺栓排列,计算有关焊缝的长度,厚度,自动进行节点加劲肋的设计,用户可以查询、修改设计功效。节点设计后进行梁、柱、节点的合并,施工图要包罗梁施工图,柱施工图,柱脚和连接节点大样图。
对付轻钢门式刚架,STS 能处理惩罚单跨、多跨、对称和非对称门式刚架。梁、柱截面可回收焊接H 形等截面或楔形截面形式,节点设计提供4 种梁柱刚接节点,2 种屋脊节点,4 种柱脚节点,以及梁的拼接节点,柱牛腿的设计。节点设计可以全部自动完成,用户也可以修改节点设计功效,修改后还可以进行验算。施工图包罗刚架整体施工图,柱脚和连接节点剖面图,异形腹板的放样图,以及构件详图。
对付钢排架,STS 能自动收集吊车荷载,进行柱牛腿的设计,牛腿的尺寸答允用户修改。施工图包罗排架柱施工图,柱脚剖面图,牛腿剖面图。
对付钢桁架,STS 能设计由双角钢,单角钢,双槽钢,单槽钢构成的各类形式的钢布局桁架。自行动桁架的节点板连接设计和焊缝设计。画桁架的正立面,俯视图,节点大样图,现场拼接节点图和质料表。可作桁架对称设计,图面上详细标注支座结构,构件编号,节点板尺寸,焊缝长度和高度,填板数量等。设计的功效可以交互修改。可以预设桁架起拱高度。
对付钢支架,STS 能设计由焊接H 型钢、普通工字钢、尺度H 型钢截面的立柱,双角钢,单角钢截面的支撑构成的钢布局支架。自行动支架的节点板连接设计和焊缝设计。画支架的正立面,俯视图,节点大样图和质料表。
平面部署图绘制、用钢量统计
对付回收三维建模的框架布局,在三维计算和全楼节点设计后,STS 软件可以按照全楼梁、柱、节点的合并功效,绘制各层梁柱平面部署图,标注梁、柱合并号,绘制各层构件表和全楼构件表。STS 还可以统计整个布局的梁、柱、支撑、次梁等构件的重量,绘制钢材订货表和钢材报价表。对付回收三维建模的轻钢门式刚架布局,STS 软件可以用人机交互的方法部署屋面支撑、檩条、柱间支撑、墙梁,自动部署拉条,从而可以自动绘制屋面部署图和墙面部署图,统计整个布局的梁、柱、支撑、檩条、墙梁等构件的重量,绘制钢材订货表和钢材报价表。
吊车梁、檩条、墙梁等其他计算、画图东西
STS 软件可以设计简支实腹式钢吊车梁,吊车梁截面可以是无制动布局,有制动板,有制动桁架三种形式,可以自动优选吊车梁截面,可以绘制吊车梁施工详图。STS 软件可以进行冷弯薄壁型钢檩条、墙梁的计算和施工图绘制,可以用人机交互方法绘制屋面支撑、柱间支撑、隅撑、抗风柱的施工图以及相关系接节点的大样图。
自主图形平台,可与AutoCAD 图形文件相互转换
STS 是海内独一自主图形平台的钢布局CAD 软件,软件提供了专业的画图东西和方便的图形编辑、打印情况,可以用OpenGL 方法来浏览布局整体模型,而且可以将STS 软件生成的T 图形文件( PKPM 图形文件格局) 转化成Auto-CAD 的DWG图形文件,也可以将AutoCAD 生成的DWG图
