新编6-钢结构节点连接设计_secret.doc
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1、第六章 钢结构节点连接设计及工程算量统计第六章 钢结构节点连接设计及工程算量统计钢结构算量统计菜单的主要功能是:可以人机交互快速建立柱脚、梁柱连接、主次梁连接等节点连接数据;也可以输入构件端部设计内力,自动进行节点连接设计;详细的构件、零件类型统计,也可以交互自定义构件、零件类型,指定构件编号、构件子结构等进行用钢量统计;可以交互干预用量统计计算规则、构件磨耗系数等;适时查看模型构件用量统计结果,按构件类型进行全楼工程用量统计汇总等。主要特点如下:(1)补充建模。节点连接设计是在结构三维模型的基础上建立的,但是三维建模时,只包含了主要的结构构件,如梁、柱、支撑等主结构构件。软件通过补充建模的功
2、能,来读取门式刚架围护结构构件信息,输入楼梯、栏杆等次要结构构件信息,还可以对主要的结构构件的属性进行编辑修改,例如修改梁、柱、支撑构件的布置角度、偏心、错层等数据,达到和实际模型完全一致的程度。(2)连接创建。连接的创建工作在“节点设计与修改”中完成,该功能主要是建立所有的零件数据,需要根据工程情况,要进行不断的建立连接和修改,还要适应各种连接情况。建立连接有三种方法: 人机交互快速创建的连接类型涵盖了钢结构框架结构、钢结构工业厂房结构的常用节点形式; 自动创建连接的功能,能够根据输入的内力,自动完成连接设计,产生连接零件。 自定义创建连接功能可以根据软件提供的交互工具(设置工作平面,构件接
3、合、构件切割、创建编辑连接板、焊缝、螺栓群等),创建各种复杂的连接零件。(3)连接编辑。提供的连接创建、复制、编辑功能高效快捷,在连接创建过程中可以进行图纸查看、节点三维模型查看、碰撞检查。(4)构件、零件类型指定。程序根据建模数据及构件连接自动设置构件及零件类型,能自动区分主结构、围护及楼梯、围栏等构件类型,也区分构件翼缘、腹板及连接板等更为详细的零件类型,同时程序也提供了用户交互定义和指定需要的构件、零件类型,便于进行更精细的工程算量统计。(5)计算规则设置。可以交互选择构件翼缘、腹板及零件板重量统计方式,构件磨耗系数等。(6)全楼工程量统计是对全楼用钢量的精细统计,区分构件、零件类型对工
4、程用量进行了统计。在模型中适时绘制了材料用量统计表,同时将统计数据导入到Excel表格中,供用户再编辑。(7)提供了与PKPM结构设计软件的无缝接口:可以直接读取PKPM结构设计软件模型数据、三维分析内力结果,自动进行全楼的连接设计与算量统计;也可以直接接力PKPM钢结构设计软件STS、钢结构节点设计软件STXT的全楼连接设计结果进行工程算量统计。6.1 使用说明6.1.1 概述在完成了门式刚架或者框架三维建模后,可以进行钢结构连接设计及算量统计。1、 退出:退出执行算量统计。2、 读取已有连接数据:保留并读取已经存在的连接设计数据,可以在此基础上进行编辑和修改。对于要分阶段完成的工作,退出时
5、程序会自动保存设计数据,下次设计时选择本菜单可以读入以前的设计数据继续工作。(如果工程目录内含有STS全楼节点设计数据,该项菜单为“2. 读取STS连接数据”)。3、 重新建立连接数据:删除已经存在的连接设计数据库,重新进行设计。一般当结构模型修改后需要重新设计时,或者要放弃已经存在的设计结果时,可以选择此项。4、 自动全楼连接设计:当进行过三维内力分析,模型数据中用内力分析结构时,选择此项可以自动进行全楼节点设计。5、 当进行过算量统计后,又进入了“框架三维建模”修改了模型时,再次进行算量统计时,会出现在本选项,其作用为:更新模型数据,并保留已有的节点连接数据。当选择该选项时,模型变化位置部
6、分连接可能不正确,需要删除后重新建立。102- -6.1.2 用户界面程序通过多种途径,方便用户建立连接。在下拉主菜单中,提供了设计修改连接中要用到的部分功能;边菜单提供了用户常用的功能;在工具条中列出了常用的功能,方便直接调用;同时还可以通过右键菜单调用相关命令。上图为节点设计与修改的交互界面。l 下拉菜单和边侧菜单:提供了节点设计与修改的所有命令。所有操作,可以全部采用下拉菜单完成,也可以全部采用边侧菜单完成。二者也可以结合使用。l 工具条主要的功能都提供工具条快捷命令。将鼠标暂时停放在工具条按钮上,就会出现该按钮的命令名称。如果熟悉了工具条按钮代表的命令,直接点取工具条,可以快速的完成相
7、关命令,省去了点取多级菜单命令的时间。l 右键菜单软件把最常用的命令放在右键菜单中,点取鼠标右键,可以出现右键菜单。在三维实体模型方式下,需要同时使用Shift键和鼠标右键,才能出现右键菜单。右键菜单命令和下拉菜单、工具条执行的命令完全相同。l 提示区提示区主要用于输出当前命令的执行信息,当执行命令时,可以根据提示区的输出信息,来确定下一步操作。例如当创建连接时,有时候需要选择两个构件,有时候需要选择多个构件,就有根据提示区的输出来进行选择,直到命令完成。l 命令行所有的菜单命令都有命令名称,可以直接在命令行处输入命令名称,来执行相应的操作。这就要求用户记住命令名称。例如执行“端部零件”命令,
8、其命令名称为“XTLKDESNEND”,可以在命令行输入该命令来执行。如果需要查看详细的命令执行过程,可以按F2键查看:6.1.3 术语1连接对象:具体的一个连接,例如柱脚,梁端部,支撑端部都是连接对象。连接设计,删除连接,连接复制时,都需要选择连接对象。选择的连接对象布置图中用红色圆圈标记,设计完成的连接对象用球表示。设计完成后的连接对象不同颜色说明:黄色: 表示交互设计或交互修改的连接对象;绿色: 表示自动设计完成并且设计满足的连接对象; 红色: 表示自动设计完成但设计不满足要求的连接对象;对于自动设计的连接对象(绿色或红色),可以选择“连接查询”查询自动设计结果计算书。2.编号模型建立后
9、,节点,梁,柱,支撑所具有的数字序号。如软件中出现的节点号,梁号,柱号,支撑号。3.几何归并号指截面,几何连接关系相同的连接对象具有的数字序号。对于不同情况,满足以下条件时,具有相同的几何归并号。 柱脚:柱截面相同,有支撑和柱脚连接时,支撑的截面、方位也要求相同。 与柱连接的梁端:梁截面相同,连接柱类型相同为几何相同(箱形柱,H形柱翼缘侧连接,双工字钢组合十字形截面柱连接为同一类、工形柱腹板侧连接为一类,钢管柱连接为一类); 与主梁连接的梁端:次梁截面相同和主梁截面类型相同。 支撑端部:截面相同,与支撑连接的构件截面类型、连接角度相同时为几何相同;4.归并号指所有连接数据都完全相同,归并时具有
10、相同的归并号。对于不同情况,满足以下条件时,具有相同的归并号。 节点:节点类型相同,与节点连接的所有构件端部连接对象数据完全相同。 梁端部:梁端部几何归并号相同,连接数据完全相同。 构件(梁、柱、支撑):构件截面相同,与构件不同位置节点连接的构件,其端部连接对象连接数据完全相同。5.几何相同指几何归并号相同,一般指连接对象几何归并号相同。6.构件集用于当前模型显示的“构件集合”。方便交互创建连接时,选择部分相关的构件显示与交互,减少其它不相关构件的干扰。程序中提供多种构件集选择方式: 选择楼层:装载某一层或几层构件为选择集; 选择立面:指定某一立面的所有构件为选择集; 选择显示:点取选择、平面
11、拉框、三维拉框等多种选择构件集方法。构件集可以保存与装载。7.视图查看当前模型显示的视角,程序中提供多种快速切换视图的方式: 平面视图、正面视图、侧面视图、透视视图,点取切换; 两点定义:垂直于当前视图的两点定义一个新的视图; 三点定义:垂直于三点确定的面视图; 按住Ctrl键+鼠标中键,拖动鼠标,可以动态的切换视图。视图可以保存与装载。8.工作基面当前交互的工作平面,在工作基面原点位置以下图为标记,交互创建或编辑零件都是以当前工作基面为基准,添加的零件板平行于当前基面。6.2 模型显示模型显示是对结构三维模型的查看管理工具。可以选择楼层、立面、部分构件查看,可以选择模型的显示方式,可以对当前
12、的选择集进行保存和装载。显示模型,重新绘制当前模型。选择楼层,可以指定要显示的楼层,如果需要显示多个楼层,按住Shift点取相应楼层。柱脚平面,切换到柱脚平面,如果需要选择柱脚层的节点,则需要切换到柱脚平面。选择立面,选择轴线,切换到这条轴线所在的立面。对立面上的构件,比如柱间支撑,在立面图上进行连接设计可能更便捷。和正面视图命令不同的是,选择立面命令只显示这一条轴线上的构件和连接。显示全层,显示当前选中的整个楼层。另外当使用了点取构件等显示局部构件的命令,显示全层可以切换回楼层视图。显示全楼,显示所有楼层。构件点取,当模型复杂时,需要设计的构件可能不能清楚的显示出来,这时可以使用构件点取命令
13、,依次选择要显示的构件,点取鼠标右键结束后,将只显示所选择的构件。可以同时选择多各构件。显示全层可以返回显示全层构件状态。平面拉框,有时候希望对模型的某几跨或某些部分单独操作,这时可以使用平面拉框命令。在框选范围内的构件都将被选中,这种操作方式对反映局部的构件关系十分有效。需要注意的是,从左向右拉框只选中被选区完全包含的构件,从右向左拉框则选中所有和选区相交的构件。平面拉框选择(从左向右拉框)三维拉框选择三维拉框,这个命令的作用和平面拉框类似,不过是用一个三维的包围框来选区构件集。保存、装载构件集,通过平面拉框、构件点取等方式选择出来的构件,可以保存构件集,保存时可以命名一个便于记忆的名称,在
14、建立连接的过程中,可以用装载构件集的方法直接加载已经保存的构件集,不用多次重复选择。 保存构件集 装载构件集三维线条,用线条方式显示模型,构件不显示具体形式,已做的连接只显示连接符号,这个方式显示速度最快。三维线框,用线框方式显示模型,这个模式可以清晰的显示出构件关系,而不受前面构件的遮挡。三维模型,用填充方式显示模型 三维线条显示三维线框显示三维模型显示6.3 视图视图菜单中的命令的作用,是提供各种观察模型的方法。平面视图,显示模型的平面视图正面视图,显示模型的正立面视图侧面视图,显示模型的侧立面视图透视视图,显示模型的透视图 平面视图透视视图正面视图侧面视图两点定义,定义通过所选的两点,并
15、且垂直于当前视图平面的视图。在两点间做一个切割面,垂直于这个面观察模型。这个命令结合平面拉框等局部显示命令,可以方便的从任意角度观察某几个构件。三点定义,由所选的三点定义的视图平面。动态选面,在三维模型状态下,通过点取零件面选择视图。到工作面,视图为当前工作基面。任意视角,选择任意方向的视图。保存视图,保存现在的视图方向。装载视图,调用保存的视图方向。6.4 节点设计与修改6.4.1 补充建模连接设计是在结构三维模型的基础上建立的,但是三维建模时,只包含了主要的结构构件,如梁、柱、支撑等主结构构件。软件通过补充建模的功能,来读取门式刚架围护结构构件信息,输入楼梯、栏杆等次要结构构件信息,还可以
16、对主要的结构构件的属性进行编辑修改,例如修改梁、柱、支撑构件的布置角度、偏心、错层等数据,达到和实际模型完全一致的程度。构件参数编辑,可以对模型中的构件进行调整,比如布置的支撑没有共面,不能做交叉节点设计,可以旋转调节;对柱子设置偏心等。需要注意的是,构件调整后已经做的连接需要重新设计。读取门架围护,对于门式刚架,如果三维建模时布置了围护构件(屋面檩条、屋面支撑、墙架梁柱、隅撑等构件),在这里可以读取进行连接设计。自动围护连接,自动进行门式刚架围护结构连接设计。删除门架围护,删除现有围护结构。直楼梯,在梁上布置垂直于梁的直线型楼梯,用户可以修改梯梁和踏板等类型来适应不同的使用需求。螺旋楼梯,在
17、楼面上布置螺旋型楼梯,可以布置三角型平台板螺旋楼梯(室外)和扇形平台板(室内)。栏杆,在空间任意两点间布置栏杆,程序提供了多种常用的栏杆样式。程序目前只能布置直线型的栏杆。1门式刚架围护如果模型有门架围护信息,可以用读取门架围护读取数据,进行连接设计。装载门式刚架屋面、墙面围护构件后,会出现连接设计总信息对话框。檩条墙梁布置信息页面用于设置檩条布置抬高高度以及墙梁相对墙面偏移布置信息,也可以选择自动布置,由程序自动查找关联的主结构来确定构件位置。该页对话框上显示的图形为静态示意图。支撑连接参数页面用于设置布置支撑时的具体方式和参数。该页对话框上显示的图形为静态示意图。读入围护构件信息后,模型将
18、把檩条、支撑、拉条等围护构件显示出来,这些构件可以像其他主构件一样的方式进行连接设计。连接设计可以分两种方式,一种是通过自动围护连接由程序完成整个模型中的围护构件设计。上图对话框为连接设计信息参数。高强度螺栓是在选择高强度螺栓连接时采用,普通螺栓是在选择全焊连接方式并且选择带安装螺栓时采用。螺栓布置方式仅仅在选择自动设计时有作用,在人机交互设计时,螺栓的布置方式是用户通过对话框输入的。上图对话框为檩条连接设计参数。可以交互修改的参数会作为檩条自动连接参数的初始数据,设置合适的参数能建立自动连接后连接的修改量。类似还可以交互修改参数的连接类型有:支撑连接、门窗柱连接、系杆连接、抗风柱连接。上图对
19、话框为檩条连接形式选择信息参数。 用户可以交互选择需要建立的连接类型,作为默认连接形式。对于程序内部只提供一种连接形式的连接类型,没有提供可供选择的连接形式对话框。还可以交互选择类型有门窗柱柱脚连接、系杆连接、抗风柱连接。此外还可以通过类似自动连接设计的方式,通过交互对话框建立围护构件连接,具体使用见6.4.2节。2楼梯、栏杆补充建模中提供了直楼梯、螺旋楼梯、栏杆组件。通过对话框设置参数的方式,就可以快速生成楼梯、栏杆。下面以直楼梯为例,说明其建立过程。点取直楼梯命令,选取与楼梯连接的梁的端部,这时会提示输入楼梯定位点构件端距离,回车直接采用默认值,接着提示选择布置梁侧面,来确定楼梯相对于梁的
20、布置方向,确定后出现直楼梯交互连接设计对话框。示意图页面用于选择楼梯类型布置长度,高度等参数。该页对话框上显示的图形为静态示意图。踏步板页面用于设置踏步的类型和尺寸参数。该页对话框上显示的图形为静态示意图。梯顶梯脚页面用于选择角钢类型和长度。该页对话框上显示的图形为静态示意图。扶手页面用于设置扶手的各个控制参数。该页对话框上显示的图形为静态示意图。焊缝页面用于选择连接所采用的焊缝形式、焊脚尺寸等。部分焊接形式由全局参数确定,目前版本还不能由用户随意修改。该页对话框上显示的图形为静态示意图。【自动连接设计菜单】6.4.2 自动连接用于快速创建连接节点,适用于门式刚架、框架中常用的节点类型。方法就
21、是根据设计图,通过软件提供的对话框输入连接板、焊缝、螺栓等连接参数,自动形成连接零件。对于规则的梁柱连接、主次梁连接、柱脚等节点,还可以选择自动设计,只需要输入设计内力,具体的连接信息通过软件计算生成。在对话框中所有参数都提供了缺省值,用户只需要修改少量的信息就可以了。端部连接,只需要点取需要设计的构件端,程序会自动识别其和周围构件的关系,进行连接设计。如果这个连接有多种连接类型,会给出提示选择一种进行设计。适用于构件关系比较明确的柱脚、梁柱、主次梁、支撑端部等连接。如果选择了一个连接,但是软件提示无法完成连接设计时,如下图示,就需要采用连接类型命令来完成(见下文介绍)。例如对于构件关系比较复
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