鋼結(jié)構(gòu)CAD軟件STS的功能和應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)CAD軟件STS的功能和應(yīng)用    1、STS 軟件的研制目的
    近年來(lái),我國(guó)鋼產(chǎn)量躍居世界第一位,建筑鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)也越來(lái)越突出。CAD 技術(shù)的發(fā)展和成功推廣表明,借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件來(lái)完成鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)和繪圖工作,一方面可以給工程設(shè)計(jì)提供精確的計(jì)算和繪圖工具,提高設(shè)計(jì)效率,使設(shè)計(jì)更加安全經(jīng)濟(jì),另一方面也必將對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展起到很大的促進(jìn)作用。
    PKPM 系列軟件是國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣的一套一體化CAD 軟件,曾獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng),是國(guó)內(nèi)唯一自主平臺(tái)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),現(xiàn)在已經(jīng)成為了一個(gè)包括建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì),在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中又包括多層和高層、工業(yè)廠房和民用建筑、上部結(jié)構(gòu)和各類基礎(chǔ)在內(nèi)的綜合CAD 系統(tǒng),并正在向集成化和智能化的方向發(fā)展。在這種情況下,中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPM CAD 工程部從1995 年5 月開(kāi)始組織力量,研究開(kāi)發(fā)自主版權(quán)的鋼結(jié)構(gòu)CAD 軟件STS ,該軟件的研制以PKPM CAD 工程部自主開(kāi)發(fā)的CFG中文圖形支撐系統(tǒng)為平臺(tái),以PKPM 系列軟件的PMCAD、PK 為基礎(chǔ)。STS 的功能要求為: 是一體化的CAD 軟件,功能包括從鋼結(jié)構(gòu)建筑的模型輸入、截面優(yōu)化、結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)件強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、直到施工詳圖繪制;軟件可適用于多、高層框架,平面框架,連續(xù)梁,輕鋼門式剛架,排架,框排架,鋼桁架等多種結(jié)構(gòu)形式;軟件要求操作簡(jiǎn)單,自動(dòng)化程度高,界面友好,易學(xué)易用;施工圖詳圖以標(biāo)準(zhǔn)圖為準(zhǔn),并提供方便快捷的編輯工具;是PKPM 系列軟件的一個(gè)模塊,可以與其他模塊接口;先使STS 成為國(guó)內(nèi)主流的鋼結(jié)構(gòu)CAD 軟件,再擴(kuò)充國(guó)外規(guī)范版本,走向國(guó)際軟件市場(chǎng)。
    2、STS 軟件技術(shù)條件
    作為專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)軟件,必須符合國(guó)家現(xiàn)行的規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)。STS 軟件的研制主要依據(jù)有:《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》( GBJ17 - 88);《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》( GBJ18 - 87);《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(J GJ99 - 98);《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS102 :98);《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》(DBJ08 - 68 - 97);另外,STS 軟件遵循常用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)圖的規(guī)定。
    3、STS 軟件功能簡(jiǎn)介
    模型輸入
    STS 的模型輸入可以采用三維方法和二維方法。
    三維建模采用人機(jī)交互方式,引導(dǎo)用戶逐層地布置各層平面和各層樓面,再輸入層高就建立起一套描述建筑物整體結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù),三維建模程序具有較強(qiáng)的荷載統(tǒng)計(jì)和傳導(dǎo)計(jì)算功能,除計(jì)算自重外,還自動(dòng)完成從樓板到次梁,從次梁到主梁,從主梁到承重的柱、墻,再?gòu)纳喜拷Y(jié)構(gòu)傳到基礎(chǔ)的全部計(jì)算,加上局部的外加荷載,可方便地建立起整棟建筑的荷載數(shù)據(jù)。三維建模提供的截面類型有中國(guó)和世界各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)型鋼及其組合截面,焊接H 型鋼(包括楔形截面) 、圓管、箱形、Z 形、槽形等自定義截面,鋼管混凝土、鋼骨混凝土截面等豐富的截面形式,適用于各種結(jié)構(gòu)形式的需要。二維建模數(shù)據(jù)可以由三維建模的數(shù)據(jù)生成的平面框架、連續(xù)梁的數(shù)據(jù)文件自動(dòng)生成,也可以用人機(jī)交互方式生成,能方便地建立起平面桿系結(jié)構(gòu)的模型。
    二維人機(jī)交互建�？梢越�立各種類型平面桿系的框架、門式剛架、排架、框排架、桁架、支架、連續(xù)梁等多種結(jié)構(gòu)形式的模型,對(duì)于門式剛架、框架、桁架、弧形軸線還提供了快速輸入向?qū)��?lái)快速輸入,可以輸入各種作用形式的恒載、活載、風(fēng)荷載(可以自動(dòng)布置) 、吊車荷載(包括抽柱吊車荷載) 和地震計(jì)算參數(shù)。二維建模提供的截面類型除了三維建模的截面類型外,還包括冷彎薄壁型鋼及其組合截面,實(shí)腹式組合截面,格構(gòu)式組合截面,組合梁,任意截面等類型。
    截面優(yōu)化
    截面優(yōu)化就是在滿足規(guī)范要求的前提下,尋找用鋼量最小的截面尺寸。STS 軟件可以對(duì)輕鋼門式剛架和鋼桁架進(jìn)行截面優(yōu)化。門式剛架中常采用變截面構(gòu)件,所以優(yōu)化的約束變量有大端、小端高度,上、下翼緣寬、厚,腹板厚度7 個(gè)因素,STS 軟件能在自動(dòng)或人工定義的變化范圍內(nèi),快速地尋找到用鋼量最小的截面尺寸。桁架優(yōu)化可以進(jìn)行桿件分組,分為一組的桿件在優(yōu)化后具有相同的截面。優(yōu)化程序速度快,適用性較好。
    結(jié)構(gòu)分析和構(gòu)件驗(yàn)算
    STS 的三維、二維建模數(shù)據(jù)可以分別接口三維分析程序和平面桿系分析程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和構(gòu)件驗(yàn)算。三維分析程序包括PKPM 系列軟件的空間分析設(shè)計(jì)軟件TAT 和SATWE ,二維分析程序是STS 軟件自帶的平面桿系分析程序。
    結(jié)構(gòu)分析和構(gòu)件驗(yàn)算時(shí)程序自動(dòng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析和組合,進(jìn)行構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性驗(yàn)算。STS 的平面桿系分析程序可以按照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》, 《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》, 《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》, 《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》來(lái)進(jìn)行構(gòu)件驗(yàn)算(后兩種規(guī)程適用于輕鋼門式剛架) .
    節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和施工詳圖繪制
    在內(nèi)力分析完成后,STS 軟件可以延用三維、二維內(nèi)力計(jì)算結(jié)果進(jìn)行連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和施工詳圖繪制。施工圖繪制是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作量很大的部分,STS 的施工圖根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖編制,圖紙?zhí)峁┰敿?xì)的尺寸標(biāo)注,焊縫標(biāo)注,螺栓排列,零件編號(hào),以及材料表和圖紙附注說(shuō)明,還提供了專業(yè)的施工圖編輯工具。施工圖的繪制考慮了鋼結(jié)構(gòu)施工圖的特點(diǎn),繪圖采用了多種比例。
    對(duì)于多、高層框架結(jié)構(gòu),可以用空間分析程序計(jì)算,也可以用平面桿系的分析程序計(jì)算,STS 分別根據(jù)這兩種內(nèi)力結(jié)果進(jìn)行節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和繪制施工圖。節(jié)點(diǎn)連接形式包括梁柱剛接、鉸接節(jié)點(diǎn),柱腳剛接、鉸接節(jié)點(diǎn),主次梁剛接、鉸接節(jié)點(diǎn),梁拼接節(jié)點(diǎn)、柱拼接節(jié)點(diǎn)等,這些節(jié)點(diǎn)又分別提供了多種做
    法供用戶選擇。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是采用人機(jī)交互的方式輸入節(jié)點(diǎn)形式,設(shè)計(jì)參數(shù),程序自動(dòng)計(jì)算螺栓數(shù)目,智能化的進(jìn)行螺栓排列,計(jì)算有關(guān)焊縫的長(zhǎng)度,厚度,自動(dòng)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)加勁肋的設(shè)計(jì),用戶可以查詢、修改設(shè)計(jì)結(jié)果。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)后進(jìn)行梁、柱、節(jié)點(diǎn)的歸并,施工圖要包括梁施工圖,柱施工圖,柱腳和連接節(jié)點(diǎn)大樣圖。
    對(duì)于輕鋼門式剛架,STS 能處理單跨、多跨、對(duì)稱和非對(duì)稱門式剛架。梁、柱截面可采用焊接H 形等截面或楔形截面形式,節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)提供4 種梁柱剛接節(jié)點(diǎn),2 種屋脊節(jié)點(diǎn),4 種柱腳節(jié)點(diǎn),以及梁的拼接節(jié)點(diǎn),柱牛腿的設(shè)計(jì)。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)可以全部自動(dòng)完成,用戶也可以修改節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)結(jié)果,修改后還可以進(jìn)行驗(yàn)算。施工圖包括剛架整體施工圖,柱腳和連接節(jié)點(diǎn)剖面圖,異形腹板的放樣圖,以及構(gòu)件詳圖。
    對(duì)于鋼排架,STS 能自動(dòng)收集吊車荷載,進(jìn)行柱牛腿的設(shè)計(jì),牛腿的尺寸允許用戶修改。施工圖包括排架柱施工圖,柱腳剖面圖,牛腿剖面圖。
    對(duì)于鋼桁架,STS 能設(shè)計(jì)由雙角鋼,單角鋼,雙槽鋼,單槽鋼組成的各種形式的鋼結(jié)構(gòu)桁架。自動(dòng)作桁架的節(jié)點(diǎn)板連接設(shè)計(jì)和焊縫設(shè)計(jì)。畫桁架的正立面,俯視圖,節(jié)點(diǎn)大樣圖,現(xiàn)場(chǎng)拼接節(jié)點(diǎn)圖和材料表�？勺麒旒軐�(duì)稱設(shè)計(jì),圖面上詳細(xì)標(biāo)注支座構(gòu)造,構(gòu)件編號(hào),節(jié)點(diǎn)板尺寸,焊縫長(zhǎng)度和高度,填板數(shù)量等。設(shè)計(jì)的結(jié)果可以交互修改�？梢灶A(yù)設(shè)桁架起拱高度。
    對(duì)于鋼支架,STS 能設(shè)計(jì)由焊接H 型鋼、普通工字鋼、標(biāo)準(zhǔn)H 型鋼截面的立柱,雙角鋼,單角鋼截面的支撐組成的鋼結(jié)構(gòu)支架。自動(dòng)作支架的節(jié)點(diǎn)板連接設(shè)計(jì)和焊縫設(shè)計(jì)。畫支架的正立面,俯視圖,節(jié)點(diǎn)大樣圖和材料表。
    平面布置圖繪制、用鋼量統(tǒng)計(jì)
    對(duì)于采用三維建模的框架結(jié)構(gòu),在三維計(jì)算和全樓節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)后,STS 軟件可以根據(jù)全樓梁、柱、節(jié)點(diǎn)的歸并結(jié)果,繪制各層梁柱平面布置圖,標(biāo)注梁、柱歸并號(hào),繪制各層構(gòu)件表和全樓構(gòu)件表。STS 還可以統(tǒng)計(jì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的梁、柱、支撐、次梁等構(gòu)件的重量,繪制鋼材訂貨表和鋼材報(bào)價(jià)表。對(duì)于采用三維建模的輕鋼門式剛架結(jié)構(gòu),STS 軟件可以用人機(jī)交互的方式布置屋面支撐、檁條、柱間支撐、墻梁,自動(dòng)布置拉條,從而可以自動(dòng)繪制屋面布置圖和墻面布置圖,統(tǒng)計(jì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的梁、柱、支撐、檁條、墻梁等構(gòu)件的重量,繪制鋼材訂貨表和鋼材報(bào)價(jià)表。
    吊車梁、檁條、墻梁等其他計(jì)算、繪圖工具
    STS 軟件可以設(shè)計(jì)簡(jiǎn)支實(shí)腹式鋼吊車梁,吊車梁截面可以是無(wú)制動(dòng)結(jié)構(gòu),有制動(dòng)板,有制動(dòng)桁架三種形式,可以自動(dòng)優(yōu)選吊車梁截面,可以繪制吊車梁施工詳圖。STS 軟件可以進(jìn)行冷彎薄壁型鋼檁條、墻梁的計(jì)算和施工圖繪制,可以用人機(jī)交互方式繪制屋面支撐、柱間支撐、隅撐、抗風(fēng)柱的施工圖以及相關(guān)連接節(jié)點(diǎn)的大樣圖。
    自主圖形平臺(tái),可與AutoCAD 圖形文件互相轉(zhuǎn)換
    STS 是國(guó)內(nèi)唯一自主圖形平臺(tái)的鋼結(jié)構(gòu)CAD 軟件,軟件提供了專業(yè)的繪圖工具和方便的圖形編輯、打印環(huán)境,可以用OpenGL 方式來(lái)瀏覽結(jié)構(gòu)整體模型,并且可以將STS 軟件生成的T 圖形文件( PKPM 圖形文件格式) 轉(zhuǎn)化成Auto-CAD 的DWG圖形文件,也可以將AutoCAD 生成的DWG圖

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關(guān)鍵詞：線網(wǎng)規(guī)劃 城市快速軌道交通 規(guī)劃方法

　　1.概述

　　城市快速軌道交通（地鐵與輕軌）是大城市公共客運(yùn)交通的骨干，是大眾化、大運(yùn)量、獨(dú)立專用軌道的城市客運(yùn)系統(tǒng)。同時(shí)又是城市的大型基....

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摘要：研究了組件技術(shù)和特征造型技術(shù)，并以“金銀花”系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)為實(shí)例對(duì)基于組件開(kāi)發(fā)三維CAD系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了深入研究，給出了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)和組件結(jié)構(gòu)。

    關(guān)鍵....

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“縱觀當(dāng)今世界，凡是在設(shè)計(jì)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)大的國(guó)家和地區(qū)，無(wú)不設(shè)立有政府或國(guó)家級(jí)設(shè)計(jì)組織的工業(yè)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)，如英國(guó)的‘設(shè)計(jì)委員會(huì)獎(jiǎng)’、日本的‘GD獎(jiǎng)’、美國(guó)的‘IDEA獎(jiǎng)’、德國(guó)的‘IF獎(jiǎng)’、意大利的‘總統(tǒng)三年大獎(jiǎng)’、丹麥的‘DG....

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從1993年開(kāi)始，網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)<Internet>以令人難以想象的速度發(fā)展，至今已滲透到世界各個(gè)角落，其所構(gòu)建出來(lái)的網(wǎng)絡(luò)世界，比電視對(duì)人類文明具有更大、更深遠(yuǎn)的沖擊,并把人類文明帶向一個(gè)新的里程。 

網(wǎng)絡(luò)世代的到來(lái)，代表....

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【摘要】　　 本文試圖揭示文化發(fā)展的一條主線：從認(rèn)識(shí)與創(chuàng)造實(shí)踐中向人類自我認(rèn)識(shí)的回歸。在這條線索下，從回歸自我關(guān)懷的角度看設(shè)計(jì)的產(chǎn)生、發(fā)展及其在文明發(fā)展中的作用，闡明設(shè)計(jì)的價(jià)值追求。 
【關(guān)鍵詞】　 文化　 設(shè)計(jì)　....

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信息時(shí)代、知識(shí)經(jīng)濟(jì)的來(lái)臨，迅速深刻地改變著人類社會(huì)，對(duì)我們傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)制造方式、通訊交流方式、學(xué)習(xí)、管理方式、工作和生活方式以及我們的思想觀念都將產(chǎn)生重大的、深遠(yuǎn)的影響�？茖W(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，以經(jīng)濟(jì)實(shí)力為基礎(chǔ)的綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)，其核心是科學(xué)....

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一. 后現(xiàn)代設(shè)計(jì)的出現(xiàn)及其發(fā)展 

設(shè)計(jì)中的后現(xiàn)代概念首先出現(xiàn)于建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域。美國(guó)建筑家、理論家羅伯特·文圖里（Robert Venturi）最早明確提出了反現(xiàn)代主義的設(shè)計(jì)思想。他于1966年出版的《建筑的復(fù)雜性與矛盾性》（....

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“在我的潛意識(shí)里，用鼠標(biāo)畫畫，早已和用一支筆或一根油畫棒作畫沒(méi)有什么兩樣了。這一媒介使我操作起電腦來(lái)更快、更好，而且也更便宜�！� 
----摘自（英）安格斯·赫蘭德的《畫筆與鼠標(biāo)插圖畫家尼克·辛吉斯訪問(wèn)彭塔格萊娜設(shè)計(jì)有限....