同济大学 3d3s厂房模块
3D3S建模基本步骤及认识
二、建模准备工作
内力方向的判定 轴力拉正压负，其余的内力方向均与局部坐标轴方向相同为正。 位移方向 以整体坐标系方向相同为正 节点弯矩 符合右手螺旋定则
三、一般建模过程
模型建立的要点 受力构件真实原型 构造性构件合理设置 边界约束的真实性与符合性 荷载施加的准确性 计算参数的选择符合规范要求
三、一般建模过程
一、3D3S钢结构设计软件介绍
3D3S钢结构—空间结构设计软件包括的模块主要有厂房、多高层、PC装配式、网架网壳、塔 架、屋架桁架、索膜、工具箱等模块。
二、建模准备工作
坐标系的了解 节点坐标系:节点坐标系为计算节点属性所建立的临时局部坐标系，默认与世界坐标系一致。 当用户定义了节点局部坐标系，软件采用实际的节点坐标系。 默认节点坐标系的 1,2,3 轴分别对应世界坐标系的 X,Y,Z 轴，节点局部坐标可以显示，红色为 1 轴，白色为 2 轴，蓝色为 3 轴。 3D3S要求采用从CAD的标准坐标系转化世界坐标系，并规定Z轴的负方向为重力方向。
模型建立的步骤 计算模块的选择 线型模型的建立 结构编辑 构件属性的定义 荷载输入与组合 模型检查 以一个例子来说明上述的步骤
三、一般建模过程
三、一般建模过程
三、一般建模过程
1、计算模块的选择 在建模前，先确定结构形式，选择适当的模块进行计算。上述我们说了3D3S软件包括了很多 的模块，对于此例子，我们选择基本分析的模块，相当于空间任意结构。
3D3S基本操作学习
目录
CONTENTS
01 3D3S钢结构设计软
件介绍
02 建模准备工作
03 一般建模过程
04 模型分析与计
算
05 计算结果检查
一、3D3S钢结构设计软件介绍
如何使用3D3S对L型门式厂房进行结构设计
如何使用3D3S对L型厂房进行结构设计3D3S技术开发部对于一般常见的轻型厂房结构，3D3S提供了快速设计并生成施工图的功能，但有些时候可能会由于场地限制或建筑布置的要求，我们需要对传统的轻型门式厂房的结构形式进行一些修改，如我们经常会用到带气窗和带挑檐的门式厂房，这些只要使用3D3S软件门式厂房模块的功能即可完成结构的设计，但对于如图1所示L型的门式厂房结构，则就不仅需要使用轻型厂房模块，也同时需要使用多高层模块来完成最终的设计了，通过熟练的使用这两个模块也可快速的生成我们需要的施工图。
图1 L型厂房如图1，该厂房结构分为三个部分，我们可以将其命名为一区、二区和三区，其中一区和三区为普通的轻型门式厂房结构，二区可认为是两个区域的连接区，一区的檐口标高为6m跨度19m，二区的檐口标高为4m，三区的檐口标高为4m跨度11m。
一区和三区可直接使用3D3S的轻型厂房模块进行设计并生成施工图，而二区则需要使用多高层模块或空间任意模块来对其进行设计。
当我们开始对一区厂房进行结构设计时，需要考虑一区与二区的连接问题，有两种方式可供选择，第一种就是在该位置处并列的建立两个檐口标高不同的单榀，第二种则是在该位置处设置一双层单榀，本例使用第二种方法来对连接处进行处理。
双层单榀的上层屋面梁檐口高为6m，下层屋面梁檐口高为4m，使用该双层单榀作为转换榀来对图2 一区模型檐口标高不同的两个区域进行转换，图2所示为一区单榀布置，模型右边处于外侧的单榀即为转换榀（图3），在进行该榀钢架设计时，需要手动对作用在单榀上的荷载大小进行设置，即作用在单榀结构上的恒载、活载和风荷载，计算屋面梁所承担的风荷载时使用的体型系数应按照CECS 102-2002中的边榀来取，同样的，对于恒载和活载的取值也应该按照边榀来取，而作用在柱上的恒载及柱子的风荷载体型系数则可全部按照中间榀来进行取值。
图3 转换榀模型对于二区进行设计时，我们有多种选择，可使用纯框架形式、框架加屋架形式或是使用框架加网架的形式来进行处理，这些需要根据该区域的受力特点来进行结构选型，在本例中，门型框架的最大跨度为23m（即斜置主门型钢架对角线的长度），因此我们选择纯框架的形式，结构布置如图4所示。
同济大学 3d3s厂房模块
对于单坡房屋的风荷载
体型系数，根据规范按双坡 房屋的两个半边处理。
如果选择按照荷载规程来添加风荷载，对于单跨结构，软件将按照 荷载规范表7.3.1第2项进行取值 ：
对于敞开式厂房结构，无论选择轻钢规程还是荷载规程，风荷载体 型系数都将按照荷载规范表7.3.1第27项进行取值 ：
多跨结构风荷载体型系数的取值
式中b和h分别为榀间距和女儿墙高度。
吊车荷载
输入吊车参数后，软件将自动根据吊车参数计算得到吊车荷载
吊车参数设置
吊车荷载
地震荷载
地震荷载
定义附加质量
当需要考虑结构的附加重量对地震 的影响，又不考虑将这部分荷载作 为一般的恒荷载工况时，可在定义 附加质量中进行设置。如附属在厂 房主结构上的维护墙，平时不作为 荷载，但在地震时需考虑其对主结 构的作用，这时就需要将其作为附 加质量来输入。 重力荷载代表值可依据抗震规范 （GB50011:2001）5.1.3节进行取值； 勾选“仅考虑侧向质量”选项后， 软件将仅考虑质量源对水平地震力 的贡献，不考虑Z向地震力。
3D3S 钢结构设计软件
同济大学建筑工程系
门式刚架设计流程
主刚架设计 围护结构布置 围护结构构件设计 后处理节点设计 主刚架施工图生成 围护结构施工图生成
主刚架设计
门式刚架信息输入
门式刚架信息输入
主刚架布置
单品设计
3D3S功能菜单
对于多跨结构，软件中3号单元取体形系数为-0.6，5、6、8单元体型 双跨图中，单元1、2、6和7体型系数取值分别对应于单跨图中的单元
系数统一取为-0.4，而1、2、9、10号单元体形系数分别与单跨模型的 1、2、3和4，而3和5号单元的风荷载体型系数按照荷载规范的表7.3.1
基于3D3S软件的上海中心三维实体建造信息模型的建立
基于3D3S软件的上海中心三维实体建造信息模型的建立季俊
【期刊名称】《施工技术》
【年(卷),期】2009(0)3
【摘要】1上海中心概述上海浦东即将迎来第三座也是最后一座超高层建筑——上海中心，它选址于陆家嘴金融中心Z3-1、Z3-2地块，紧邻金茂大厦和环球金融中心。
地上允许计入容积率的建筑面积约为38000m^2，
【总页数】2页(PI0032-I0033)
【关键词】上海浦东;信息模型;三维实体;环球金融中心;软件;超高层建筑;金茂大厦;建筑面积
【作者】季俊
【作者单位】同济大学土木工程学院建筑工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TU247.1;TH166
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3D3S快速安装说明书
Page 03
单机版 安装步骤
步骤一 请正确安装AutoCad2004 请正确安装AutoCad2004，安装完成后请启动CAD2004，确保CAD能 够正常使用。然后请退出CAD2004。
步骤二 请安装3D3S软件 1、找到3D3S软件安装程序所在的文件夹，双击3D3S安装盘.exe 2、如果是初次安装则按默认设置安装即可
启动/停止服务程序，显示服务程序当前工作状态，以及实现对客户端授
权的管理，工具界面如图所示：
3D3S快速安装说明
Insatll Instructions
2、本网络服务只有在软件锁连接在服务器上的情况下才能启动，即网络锁驱动 应正确安装，并且网络锁插在服务电脑上。
如果在服务状态下网线被拔掉，或者网络锁被拔掉，从新连接上 网线或者网络锁时，应重新启动服务程序。
快速安装说明 3D3S Insatll Instructions
3D3S快速安装说明
Insatll Instructions
TONGJI UNIVERSITY
SHANGHAI PEOPLE’S REPUBLIC OF CHINA
同济大学3D3S研发组
上海同磊土木工程技术有限公司
Page 01
重要信息：请在安装前阅读本说明，为了确保安装成功，
2、当在服务运行的情况下拔除了网络锁，则重新插上网络版客户端的安装步骤请参照单机版的安装步骤执行。
Page 16
3D3S快速安装说明
Insatll Instructions
客户端安装步骤完成后需要设置IP地址。在模块切换/帮助菜单，找到网络/单 机版切换命令：
应注意的问题：
1、本网络服务只有在服务器接通网络的情况的下才能启动，即网线应连接在服 务器上；
10,3D3S膜结构软件新功能介绍
3D3S软件园地Building StructureWe learn we go 3D3S-V10.0膜结构新功能介绍3D3S软件研发部（同济大学上海 200092）织物膜材是正交异性的材料，在3D3S-V9.0及其更早的版本里对于膜材是按各向同性材料计算的，这种简化处理在中小工程中有足够的精度，但不能适应大型膜结构工程的要求。
3D3S-V10.0在这方面做了改进，本文将简单介绍一下软件这部分改进的内容。
1.膜材材性定义选择结构编辑→膜层编辑→膜材材性，弹出菜单如图1。
图1膜材材性菜单菜单面板上有各向同性的勾选项，如果勾选该项，用户仅输入膜材的经向材料参数（弹性模量、泊松比、强度标准值），软件按各向同性膜材进行计算；如果去除各向同性勾选项，用户需输入膜材的经向和纬向材料参数（弹性模量、泊松比、强度标准值），软件按正交异性膜材进行计算。
2.膜材经向纬向定义选择结构编辑→膜层编辑→定义膜材主轴方向，弹出菜单如图2。
图2 定义膜单元主轴方向菜单软件提供了平行形、放射形和环形三种膜单元主轴方向排列方式，用户可以方便地定义膜单元的经向方向。
点选平行形，软件要求输入起点和终点坐标，两点确定的方向就是膜单元的经向方向，起点和终点坐标可以手动输入，也可以直接在屏幕上点取，如图3所示，分别点取A点和B点（A点和B点可在屏幕上根据用户需要任意点取），两点的坐标值自动显示在起点和终点的坐标栏里，按<定义…>按钮选择欲定义的膜单元，按<关闭>按钮退出。
图3 平行形定义膜单元经向方向67 Building Structure 3D3S 软件园地We learn we go 点选放射形和环形，软件仅要求输入中心点坐标，中心点坐标可以手动输入，也可以直接在屏幕上点取，点取中心C 点（见图4、图5），该点的坐标值自动显示在中心点坐标栏里，按<定义…>按钮选择欲定义的膜单元，按<关闭>按钮退出，图4和图5分别为放射形和环形定义膜单元经向方向示意图。
3D3S双层吊车格构柱厂房分析验算演示
幸福作品大家好才是真的好！3D3S双层吊车格构柱厂房分析验算演示1，利用门钢模块建立模型，目的是利用程序参数化导荷载的功能，将恒载活载风载导入模型；可利用夹层命令在柱子上添加第二层吊车的牛腿节点，然后再删除夹层梁；1）填写相关参数；2）得到带恒、活、风载的模型；2，在原有模型的基础上，编辑模型1）增加吊车肢，添加吊车肢截面，并调整上柱对下格构柱屋盖肢的偏心；2）添加格构缀条（角钢、圆管、方管），肩梁（肩梁采用等截面H型截面，翼缘宽度可取与上柱翼缘等宽，肩梁截面高度取下格构柱整体截面高度一半左右，腹板厚度不宜小于10mm）；3）定义柱脚为分离式铰接柱脚；4）对格构缀条以及肩梁两端约束释放，均改为两端铰接；3，添加吊车荷载1）吊车参数添加（大连重工T＝100t，sn=31米，中级），最大轮压412KN，最小轮压98.6KN，横向水平刹车力14.45KN，双层吊车，吊车空载轮压的计算通过满载轮压换算所得，区别在于满载的时候吊车吊重满载（100T），空载的时候，吊车吊重为0；空载最大轮压211KN，最小轮压78.4KN，空载时无横向水平刹车力；2）通过吊车影响线计算得出的作用于牛腿上的反力，可编辑，可考虑附加荷载；附加荷载主要指制动系统，制动板等上面的活荷载（包括人行活荷载），一般取2.0KN，以及积灰荷载（金工车间有）；可通过人为对轮压反力乘一个1.05左右的系数来代替；4，进行地震分析1）地震参数填写；2）振型观察，周期显示；5，荷载组合编辑1）注意吊车荷载的情况，可取最不利的8种情况：（1）下满载上空载时下层吊车最大轮压在左，上层空载吊车最大轮压在左（右）；（2）下满载上空载时下层吊车最大轮压在右，上层空载吊车最大轮压在左（右）；（3）下空载上满载时上层吊车最大轮压在左，上层空载吊车最大轮压在左（右）；（4）下空载上满载时上层吊车最大轮压在右，上层空载吊车最大轮压在左（右）；（5）在以上8种情况下，每种情况再分横向水平刹车力向左（右），一共有16种情况；6，工况组合内力分析1）查看工况组合位移；2）查看工况组合最大内力（最大最小轴力、弯矩M2 M3）；7，定义上柱、格构下柱各分肢的绕2、3轴的计算长度1）定义上柱平面内为程序自动计算（填0），平面外取上柱整长，考虑柱顶系杆以及层吊车梁的作用；2）假定柱间支撑为三层支撑，6＋6＋6，则2阶格构柱的整体平面外计算长度为6米，对于屋盖肢和吊车肢来说，整体平面外就是单肢绕强轴（3轴）的计算长度；单肢绕2轴，由于缀条的作用，其计算长度取为缀条间距，也就是分段长度；定义格构下柱分肢计算长度（注意，此时分肢的2、3轴方向与上柱相反，也就是说与常规结构相反，分肢绕3轴实际为整榀结构的平面外，绕2轴为整榀结构的平面内），绕2轴，由于有格构缀条的布置，其计算长度为分段长度，所以计算长度系数填为1，绕3轴为整榀平面外，假设格构下柱设置柱间支撑以及通常系杆（采用双角钢，分别支撑屋盖肢和吊车肢），所以绕3轴计算长度为系杆到柱脚的间距和系杆到吊车梁间距两者的大者；3）格构缀条按照2力杆设计，计算长度系数为1，肩梁按照简支梁验算，绕2轴计算长度为平面外整长长度；8，定义各构件的验算规范1）定义所有柱采用钢结构规范验算，定义屋面梁采用门钢规范验算；2）定义验算参数：屋面梁挠度参考门钢规范，无吊顶采用1/180，有吊顶采用1/240；柱顶位移，有吊车带驾驶室，1/400；3）进行单元验算：单元校核（应力比下限0.6，应力比上限1），勾选结构为有侧移结构，程序会按照有侧移计算柱的计算长度（一般厂房平面内为有侧移结构）；4）查看验算结果，并调整构件截面直至合理经济。
3D3S
《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。该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
钢结构—空间结构设计软件
01 系统描述
03 软件发展
目录
02 系统功能 04 常用结构
基本信息
3D3S钢结构—空间结构设计软件是同济大学独立开发的CAD软件系列，同济大学拥有自主知识产权。该软件 在钢结构和空间结构设计领域具有独创性，填补了国内该类结构工具软件的一个空白。截止2006年12月31日， 3D3S的注册用户总数为1890家，基本覆盖了各大钢结构设计单位和钢结构企业。国内结构设计一线都能看到3D3S 软件的身影。
3D3S钢与空间结构非线性计算与分析系统分为普通版和高级版，普通版主要适用于任意由梁、杆、索组成的 杆系结构；可进行结构非线性荷载——位移关系及极限承载力的计算、预张力结构的初始状态找形分析与工作状 态计算，包括索杆体系、索梁体系、索网体系和混合体系的找形和计算、杆结构屈曲特性的计算、结构动力特性 的计算和动力时程的计算；高级版囊括了普通版的所有功能，此外还可进行结构体系施工全过程的计算、分析与 显示。可任意定义施工步及其对应的杆件、节点、产生的节点坐标更新、主动索张拉和支座脱空等施工中的实际情况。
常用结构
常用结构
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。
轻钢结构是这些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，该院在这些年来厂房设计中轻钢结构大有超越混凝土结构的趋势。**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。
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屋面支撑布置
柱间支撑布置
檩条、支撑计算
檩条及支撑的风荷载根据轻钢规程附录A施加
柱间支撑布置
檩条计算
围护结构布置
后处理实体模型节点设计
后处理模型
节点设计及施工图绘制
节点设计 柱脚设计 牛腿设计 节点编辑
节点归并 构件编号 施工图创建 施工图布置
锚栓布置图 结构布置图 围护结构布置图
翼缘宽厚比——依据轻钢规程6.1.1-1节 ：
b t 15 235 / f y
腹板高厚比
当腹板高度变化超过 60mm／m 时，根据轻钢规6.1.1-1，工字形截面梁、柱构
件腹板高厚比的限值为
：
hw tw 250 235 / f y
由于轻钢规程中没有关于当腹板高度变化不超过 60mm／m 时高厚比的规定，
对于多跨结构，软件中3号单元取体形系数为-0.6，5、6、8单元体型 双跨图中，单元1、2、6和7体型系数取值分别对应于单跨图中的单元
系数统一取为-0.4，而1、2、9、10号单元体形系数分别与单跨模型的 1、2、3和4，而3和5号单元的风荷载体型系数按照荷载规范的表7.3.1
1、2、3、4号单元相同。 第8项取值：
式中b和h分别为榀间距和女儿墙高度。
吊车荷载
输入吊车参数后，软件将自动根据吊车参数计算得到吊车荷载
吊车参数设置
吊车荷载
地震荷载
地震荷载
定义附加质量
当需要考虑结构的附加重量对地震 的影响，又不考虑将这部分荷载作 为一般的恒荷载工况时，可在定义 附加质量中进行设置。如附属在厂 房主结构上的维护墙，平时不作为 荷载，但在地震时需考虑其对主结 构的作用，这时就需要将其作为附 加质量来输入。 重力荷载代表值可依据抗震规范 （GB50011:2001）5.1.3节进行取值； 勾选“仅考虑侧向质量”选项后， 软件将仅考虑质量源对水平地震力 的贡献，不考虑Z向地震力。
连接计算的参数选择
可选择按照3D3S计算得到的内力、等 如果选择按照用户输入的内力只进行 强、用户输入的内力或是参数化 节点设计，则需要在这里输入内力值 的节点库进行设计
轻钢连接节点
重钢连接节点
谢谢！
对于单坡房屋的风荷载
体型系数，根据规范按双坡 房屋的两个半边处理。
如果选择按照荷载规程来添加风荷载，对于单跨结构，软件将按照 荷载规范表7.3.1第2项进行取值 ：
对于敞开式厂房结构，无论选择轻钢规程还是荷载规程，风荷载体 型系数都将按照荷载规范表7.3.1第27项进行取值 ：
多跨结构风荷载体型系数的取值
定义重力荷载代表值
荷载组合
构件验算选项
定义优选分组
构件验算
构件编号 构件类型 强度验算 稳定验算 抗剪验算 验算结果
计算长度
局部稳定 长细比 验算 线位移
结构最大 相对位移
轻钢规验算结果
钢规验算结果
构件验算规范依据
根据轻钢规程6.1.1-6抗剪承载力设计值的计算公式为：
构件强度验算
节点荷载设置对话框
导荷载设置对话框 单元荷载设置对话框
3D3S中风荷载体型系数的取值
垂直于建筑物表面的风荷载依据轻钢规程附录A进行计算：
k s zo
式中
k ——风荷载标准值（kN/m2）；
o ——基本风压，按荷载规范的规定值乘以 1.05 采用；
s ——风荷载高度变化系数，荷载规范的规定采用；当高度小
3D3S 钢结构设计软件
同济大学建筑工程系
门式刚架设计流程
主刚架设计 围护结构布置 围护结构构件设计 后处理节点设计 主刚架施工图生成 围护结构施工图生成
主刚架设计
置
单品设计
3D3S功能菜单
于10m 时，按 10m 高度处的数值采用；
z ——风荷载体型系数。
双坡屋面风荷载体型系数取值
对于封闭式及半封闭式 双坡屋面厂房，如果在快捷 建模对话框中选择根据轻钢 规程添加风荷载，则软件将 按照轻钢规程附录A来对结 构的体型系数进行取值；
表中，正号（压力）表 示风力由外朝向表面；负号 （吸力）表示风力自表面向 外离开；
因此3D3S中按照式6.1.1-6、6.1.1-7节公式逆推得到对应的腹板高厚比
hw tw 37w K 235 f y
：
围护结构设计
围护结构构件设计
屋面檩条设计 墙面檩条设计 支撑设计 抗风柱设计 隅撑设计
生成抗风柱及纵轴线
屋檩、墙檩布置
屋檩布置对话框 墙檩布置对话框
支撑布置
构件属性菜单
3D3S软件提供了丰富的构件属性定义功能
方位定义对话框 截面定义对话框
偏心定义对话框
材性定义对话框
计算长度定义对话框
计算长度的选取
轻钢结构柱的计算长度取值的依据
在柱脚铰接的情况下，软件根据《门式刚架轻型房屋钢结 构技术规程》中的表 6.1.3 得到门架柱的计算长度系数
计算长度的选取
纯弯构件验算——轻钢规程 6.1.2-1节
构件强度验算
压弯构件验算——轻钢规程 6.1.2-2节
构件稳定验算
构件绕3轴（平面内）稳定验算——轻钢规程 6.1.3节
构件绕2轴（平面外）稳定验算——轻钢规程 6.1.4节
抗剪承载力设计值——依据轻钢规程6.1.1-6节：
fv
V hwtw
轻钢结构柱的计算长度取值的依据
在柱脚刚接的情况下，可在软件的验算参数中选择一阶分 析法，这时软件将按照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规 程》6.1.3-2节中的公式计算得到门架柱的计算长度系数。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》6.1.3-2节
对于单跨结构
对于多跨结构
荷载编辑菜单
在3D3S软件中可用的荷载施加方式包括点荷载、单元荷载及通过 导荷载面的方法来添加构件荷载
女儿墙风荷载的添加
当在快捷建模菜单中输入了女儿墙柱底标高及女儿墙高度后，软件将 自动根据荷载规范表7.3.1第15项对女儿墙的风荷载体形系数进行取值：
软件将自动计算作用在女儿墙上的风荷载，并以点荷载的形式加 在女儿墙的柱底位置的节点上，荷载大小按下式进行计算：
F s z o b h