钢结构设计3d3s案例

用3D3S计算门式刚架、钢框架的使用技巧本文用《3D3S》计算门式刚架、钢框架的使用技巧和注意事项。

讨论了腹板计算比限值和蒙皮效应。

轻钢结构是近年来国内兴起的一种新型结构形式。

它的优点在于：可适应大跨度、大面积、大柱网联合厂房的要求；厂房建设速度快、收效早；结构自重较轻，可减少基础的投资。

鉴于以上优点，业主在厂房建设中大多愿意使用轻钢结构，我院在近年来厂房设计中轻钢结构大有超越混凝土结构的趋势。

笔者有幸完成了天津逸仙科学园(门式刚架)和三环乐喜新材料有限公司{钢框架)两个工程。

在设计过程中经过深入研究和频繁使用《3D3S)，《钢结构设计规范GBJl7--88》《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程ECSl02：98》和《冷弯薄壁型钢结构技术规范GBJl8--87》有几点体会拿出来供大家参考。

1 《3D3S》的使用《3D3S》是同济大学开发的用于钢结构设计的软件。

该软件可用于钢框架、门式刚架、自立塔架、钢屋架及吊车梁等各种钢结构的设计。

可用于平面分析，也可用于空间分析。

从使用角度来看，该软件学术分析强于实际工程的设计。

本院常用的是钢框架和门式刚架，由于门式刚架有快捷生成方式，这里并不多谈，主要讨论钢框架的计算。

《3D3S》的主要流程：建模一规定约束一截面-上荷载-内力分析一设计验算一节点一施工图。

基本操作可参见说明书，这里仅就使用中的几个问题加以讨论。

a、建模时一般只建立柱和主梁，次梁的建立可用主梁分段然后捕捉用分段后节点来建立。

如果遇到不规则框架可按规则框架建模，然后局部删除柱梁，必须注意这样会变节点和构件号。

b．规定约束时请注意次梁的约束，一般节点程序自动规定为固接，但一般框架次梁和主梁的连续铰接，这样必须将每个次梁选中然后将其两端转动使约束释放。

c．《3D3S》的线荷载输人非常方便，面荷载的输人有些繁琐，如果局部面荷载输错，那全部需要重输，所以需要谨慎。

《3D3S》的荷载中包括**和风荷载的计算，但是必须先计算**作用然后才能导风载。

3D3S9.0《钢结构实体建造与绘图》快速入门——门式刚架结构1.1门式刚架结构1）打开一个单跨、铰接脚的门式刚架计算模型，当前菜单为“轻型门式钢刚架”，点击菜单命令“对齐”，在出现的对话框中直接点击按钮“确定”。

2）点击菜单命令“后处理”→“生成后处理实体模型”，生成当前门式刚架的后处理模型文件。

3）打开经转换生成的后处理模型。

在“菜单开关/帮助”主菜单项中，把当前菜单置为“钢结构实体建造与绘图系统”，如下图所例示。

4）菜单命令“显示”→“按构件类型显示”，在出现的对话框中点击按钮“清除”，然后点击选择“梁”和“柱”，如下图所示。

点击对话框的按钮“确定”。

此时屏幕如下图所示，仅显示主刚架梁柱。

5）菜单命令“钢结构节点”→“节点计算参数选择”，出现下图的对话框，在“设计/计算方法”一栏中选择“3D3S 整体结构计算内力”，点击按钮“确定”。

6）菜单命令“钢结构节点”→“门式刚架节点设计” →“选择杆件设计节点”，软件提示选择杆件，在屏幕上选择一根边柱和与之相边的一根梁，单击鼠标右键结束选择，出现选择节点类型对话框。

在对话框左边列表中选择“边柱节点”，在右边的图标中选择第一种节点形式“端板竖放(1)”，点击按钮“确定”，软件计算节点并装配节点三维模型，如下图所示。

按此方法设计所有的边柱节点、屋脊梁对接节点，选择时也可多选，同时完成多个节点的设计。

屋脊节点：7）菜单命令“钢结构节点”→“柱脚设计”，软件提示选择杆件，在屏幕上选择一根柱，单击鼠标右键结束选择，出现选择节点类型对话框。

在对话框左边列表中选择“工形截面柱铰接柱脚步”，在右边的图标中选择第二种节点，点击按钮“确定”，软件计算节点并装配柱脚三维模型，如下图所示。

按此方法设计所有的柱节点，选择时也可多选，同时完成多个柱脚的设计。

8）菜单命令“显示”→“按构件类型显示”，直接单击“确定”，软件显示所有的构件。

9）菜单命令“钢结构节点”→“围护结构节点装配”→“自动装配”，软件自动完成所有围护结构节点的三维模型装配。

摘要：结合设计院设计工程实例。

分析及计算一钢结构屋面关键词：钢结构；屋面；一、前言这是我们设计院刚刚完成的一个项目。

在钢筋混凝土结构上方设计一钢结构屋面。

剖面示意图如下图。

现抽取其中一跨屋面进行设计及验算。

使用软件为3d3s。

二、计算简图、几何信息计算简图 (圆表示支座，数字为节点号)节点编号图其中，节点约束如下表，并考虑有侧移计算各节点信息如下表：各单元信息如下表：三、荷载与组合结构重要性系数： 1.00*输入的面荷载:面荷载分布图:面荷载序号1分布图（黑点表示荷载分配到的节点）:*输入的面荷载面荷载序号1分布图（黑点表示荷载分配到的节点） *输入的面荷载:面荷载分布图:面荷载序号1分布图（黑点表示荷载分配到的节点）面荷载分布图:面荷载序号1分布图（黑点表示荷载分配到的节点）其它荷载(1). 地震作用规范：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）地震烈度： 6度(0.05g)水平地震影响系数最大值： 0.04计算振型数： 9建筑结构阻尼比： 0.040特征周期值： 0.35地震影响：多遇地震场地类别：Ⅱ类地震分组：第一组周期折减系数： 1.00地震力计算方法：振型分解法(2). 温度作用计算温差1： 25.0 度计算温差2： -25.0 度(3). 支座位移支座位移表(单位：mm)四、内力位移计算结果最不利内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m)；位置(m))内力包络及统计按轴力 N 最大显示构件颜色 (kN)轴力 N 最大的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)按轴力 N 最小显示构件颜色 (kN)轴力 N 最小的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)按弯矩 M2 最大显示构件颜色 (kN.m)弯矩 M2 最大的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)按弯矩 M2 最小显示构件颜色 (kN.m)弯矩 M2 最小的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)按弯矩 M3 最大显示构件颜色 (kN.m)弯矩 M3 最大的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)按弯矩 M3 最小显示构件颜色 (kN.m)弯矩 M3 最小的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)五、位移最大组合位移第 11 种组合Uz(mm)六、设计验算结果本工程有 1 种材料：Q345：弹性模量：2.06*105N/mm2；泊松比：0.30；线膨胀系数：1.20*10-5；质量密度：7850kg/m3。

在撰写本文前，我会先对3D3S冷弯薄壁钢住宅结构进行全面评估，并据此深入探讨该主题。

在文章中，我将以从简到繁、由浅入深的方式来讨论这一主题，帮助您更深入地理解。

我会多次提及3D3S冷弯薄壁钢住宅结构的相关内容，并在文章中包含总结和回顾性的内容，以便您能全面、深刻和灵活地理解这一主题。

我也会共享我的个人观点和理解。

3D3S冷弯薄壁钢住宅结构计算1. 概述3D3S冷弯薄壁钢住宅结构是一种先进的建筑结构模式，它采用冷弯薄壁钢构件，结合3D3S建模软件进行计算和设计，是一种新型的住宅建筑技术。

冷弯薄壁钢具有高强度、轻质、可回收利用等优点，因此在住宅建筑领域具有广泛的应用前景。

在本文中，我将深入探讨3D3S 冷弯薄壁钢住宅结构的计算方法和相关内容。

2. 结构计算3D3S冷弯薄壁钢住宅结构的计算是其设计的重要环节，它涉及到结构的稳定性、承载能力、变形等多个方面。

在进行结构计算时，首先需要对建筑的受力情况进行分析，包括受力形式、受力点、受力大小等。

然后通过3D3S软件进行建模，进行各种荷载的计算和分析，包括静载荷、动载荷、风荷载等。

在计算过程中，需要考虑结构的整体性、刚度、稳定性等因素，确保结构在受力情况下不会出现失稳或破坏。

在计算过程中还需要考虑结构的变形情况，包括挠度、位移等，以确保建筑在使用过程中不会出现过大的变形。

3. 设计标准在进行3D3S冷弯薄壁钢住宅结构的计算时，需要参考相关的设计标准和规范，确保结构的安全可靠。

目前，国内外都有针对冷弯薄壁钢结构的设计规范，包括《建筑结构荷载规范》、《建筑抗震设计规范》等。

在进行结构计算时，需要严格遵守这些规范的要求，对结构的各个方面进行计算和分析。

也需要综合考虑建筑的使用要求、环境要求等因素，确保结构设计满足相关的要求和标准。

4. 个人观点和理解在进行3D3S冷弯薄壁钢住宅结构的计算时，需要充分考虑结构的整体性、稳定性、安全性等因素，确保结构在使用过程中能够满足相关的要求。

1 设计依据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）《钢结构高强度螺栓连接技术规程》（JGJ82-2011）2 计算简图计算简图(圆表示支座，数字为节点号) 3 荷载与组合结构重要性系数： 1.003.1 节点荷载3.2 单元荷载1) 工况号: 0*输入荷载库中的荷载:单元荷载分布图:单元荷载序号1分布图（实粗线表示荷载作用的单元）单元荷载序号2分布图（实粗线表示荷载作用的单元）面荷载分布图:面荷载序号1分布图（实线表示荷载分配到的单元）面荷载序号2分布图（实线表示荷载分配到的单元） 2) 工况号: 1*输入的面荷载:面荷载分布图:面荷载序号1分布图（实线表示荷载分配到的单元）面荷载序号2分布图（实线表示荷载分配到的单元） 3) 工况号: 2*输入的面荷载:面荷载分布图:面荷载序号1分布图（实线表示荷载分配到的单元）面荷载序号2分布图（实线表示荷载分配到的单元）面荷载序号3分布图（实线表示荷载分配到的单元）3.3 其它荷载(1). 地震作用规范：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）地震烈度： 6度(0.05g)水平地震影响系数最大值： 0.04计算振型数： 9建筑结构阻尼比： 0.040特征周期值： 0.35地震影响：多遇地震场地类别：Ⅱ类地震分组：第一组周期折减系数： 1.00地震力计算方法：振型分解法(2). 温度作用无温度作用。

3.4 荷载组合(1) 1.20 恒载 + 1.40 活载工况1(2) 1.20 恒载 + 1.40 风载工况2(3) 1.20 恒载 + 1.40 活载工况1 + 1.40 x 0.60 风载工况2(4) 1.20 恒载 + 1.40 x 0.70 活载工况1 + 1.40 风载工况2(5) 1.20 恒载 + 1.20 x 0.50 活载工况1 + 1.30 水平地震(6) 1.00 恒载 + 1.40 风载工况24 内力位移计算结果4.1 内力4.1.1 最不利内力各效应组合下最大支座反力设计值(单位：kN、kN.m)4.1.2 内力包络及统计按轴力 N 最大显示构件颜色 (kN)轴力 N 最大的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)按轴力 N 最小显示构件颜色 (kN)轴力 N 最小的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)按弯矩 M2 最大显示构件颜色 (kN.m)弯矩 M2 最大的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)按弯矩 M2 最小显示构件颜色 (kN.m)弯矩 M2 最小的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)按弯矩 M3 最大显示构件颜色 (kN.m)弯矩 M3 最大的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)按弯矩 M3 最小显示构件颜色 (kN.m)弯矩 M3 最小的前 10 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)4.2 位移4.2.1 组合位移。

五主要安装方案5.1 总体模型示意图安装标高14.310米弧梁剖面示意图安装标高23.710米弧梁剖面示意图交接位置剖面示意图5.2光棚弧形梁的安装本工程光棚弧形梁规格见下表：光棚弧形梁简图如下所示：5.2.1光棚弧形梁分段考虑到运输限制，在加工厂分成两段或三段加工后运至现场，在施工现场进行拼装，拼装后整体吊装。

将跨度38.6m弧形梁分为三段，具体分段如下：b 跨度38.6m钢梁分段点示意图5.2.2弧形梁吊装弧形梁吊装全部采用汽车吊进行吊装，选用AC70City汽车吊。

钢梁吊装如下图所示：弧形梁吊装示意图汽车吊参数如下：汽车吊支腿最大反力48吨，支腿下方铺2米X2米木方，地基承载力满足吊装要求。

从以上吊装分析可知，AC70City吨汽车吊可以满足弧形梁吊装就位要求。

5.2.3弧形梁的吊耳计算（吊绳分力按20.7KN计算）弧形梁吊装时利用其上的吊耳进行吊装，拟设吊耳规格为：-16X100X100mm，材质为Q345B,与钢柱连接焊缝h f=12mm，a=35mm，b=35mm，中间开30mm孔。

吊耳示意5.2.4吊装时钢梁的变形验算利用3D3S软件对钢梁的变形进行验算。

1、38m跨的钢梁变形验算：建立如下模型，在钢丝绳处加铰支座，并添加水平力。

下图为内力分析的位移结果显示。

3、结论钢梁在吊装过程中由于自重将发生水平位移，采用以上的吊点位置，水平位移将为1.1mm 左右，能保证工程顺利进行。

5.2.5钢梁就位验算弧形梁就位后，模型如下图所示。

稳定应力图如下所示：最大应力比为0.02,满足施工要求。

5.2.6钢丝绳及卡扣选择1、钢丝绳计算：钢丝绳最大受力为2.1吨，选用公称直径为18mm、钢丝绳结构为6X37+FC(麻芯)钢丝绳，钢丝绳破断拉力为16.2吨，安全系数为7.7倍。

2、卡环选择：选用卡环承载力为3.2吨的卡扣，M级卡环横销直径为25mm，S 级卡环横销直径为21mm。

5.2.7揽风绳选择第一根弧形梁吊装就位后用4道揽风绳将弧形梁两侧拉结固定，保证弧形梁就位后的稳定性。