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3D3S模型模型和Paco模型转换接口
介绍Paco软件中的一3D3S模型转换接口
3D3S模型模型和Paco模型转换接口

Paco结构模型转换——3D3S转换接口说明

3D3结构设计软件是同济大学开发的一钢结构专业软件,是用于钢结构-空间结构设计的一综合性软件,在民用建筑分析与设计中得到广泛的一应用,软件的一最新版本为3D3S V12.1 。
Paco是市建筑设计研究院有限公司(简称BIAD)复杂结构研究院自主研发的一结构设计软件,采用先进的一全三维图形处理平台和专业的一有限元求解内核,内置大量中国规范处理,可直接给出各种设计结果 。目前,产品主要分为四个模块:混凝土结构设计、钢结构设计、砌体结构加固设计、结构模型转换 。
图1 结构模型转换接口
目前结构模型转换提供了如下模型转换功能:
1)   PKPM接口:JWS转Paco、SpasCAD转Paco、PMSAP转Paco
2)   Revit接口:Revit转Paco
3)   AutoCAD接口:DXF转Paco
4)   Midas Gen接口:Midas Gen和Paco互转
5)   Midas Building接口:Midas Building和Paco互转
6)   SAP2000接口: SAP2000和Paco互转
7)   ETABS接口:ETABS和Paco互转
8)   3D3S接口:3D3S和Paco互转
本文主要介绍3D3S与Paco模型转换的一操作流程,以及在模型转换中模型的一处理细节 。

3D3S转Paco接口

软件可以直接打开.3D3S模型,通过读取3D3S导出的一文本格式模型(.3D3S),生成Paco模型,并可以通过Paco软件生成Midas Gen、Midas Building、SAP2000、ETABS模型 。
3D3S转换为Paco模型,包含下列数据信息:结点表、结点质量表、结点弹簧表、结点约束表、网格线表、材料→表、截面表、厚度表、杆件表、杆件偏心表、杆件释放表、杆件附加质量表、杆件弹簧表、墙板表、洞口对象数据表、洞口布置数据表、墙板偏心表、墙板附加质量表、墙板弹簧表、墙板约束表、弹性连接表、刚性连接表、工况数据表、结点荷载数据表、网格线荷载数据表、杆件荷载数据表、墙板荷载数据表、结点荷载布置表、网格线荷载布置表、杆件荷载布置表、墙板荷载布置表 。与Paco模型数据对应的一模型信息,保存完整的一模型信息,进行转换 。

1. 使用步骤

① 在3D3S的一界面下,点击结构建模->导出->3D3S .3D3S文件,导出模型的一文本格式 。
图1.1 导出3D3S文件
② Paco程序中,点击文件->导入->导入3D3S模型 。
图1.2 导入3D3S模型

2. 数据处理

2.1 单位
3D3S可选的一单位系统很多,转换程序均可处理,转为Paco约定的一工程习惯单位 。
2.2 节点坐标
    三维坐标,直接转 。
2.3 截面
图2.1 3D3S中的一截面类型
图2.2 Paco中的一截面类型
    3D3S的一截面类型对应的一Paco截面类型如下:
3D3S截面类型 热轧型钢 薄壁截面 基本截面 实腹组合 格构截面 材料→组合
Paco截面类型 型钢截面 型钢截面 用户截面 用户截面 用户截面 组合截面
 
    Paco中暂时没有实腹组合与格构截面,因此将3D3S的一截面转换为用户截面,并在截面名称加上后缀“-不 能转”以提示用户注意 。
3D3S基本截面中的一“工字型楔形截面”转为Paco的一变截面 。
① 3D3S热轧型钢与薄壁截面转Paco型钢截面的一对应关系如下表:
类型 3D3S截面类型名称 类型 Paco截面类型名称
1 普通工字钢 1300 热轧普通工字钢(GB706-88)
2 轻型工字钢 1301 热轧轻型工字钢(YB163-63)
3 普通槽钢 1100 热轧普通槽钢(GB707-88)
4 轻型槽钢 1101 热轧轻型槽钢(YB164-63)
5 普通角钢(等肢) 1000 热轧等边角钢(GB9787-88)
6 普通角钢(不 等肢) 1001 热轧不 等边角钢(GB9788-88)
7 双拼普通槽钢 6000 热轧普通槽钢][组合(GB707-88)
8 双拼轻型槽钢 6100 热轧轻型槽钢][组合(YB164-63)
9 双拼普通角钢(等肢) 5000 热轧等边角钢组合(GB9787-88)
10 双拼普通角钢(长肢相连) 5100 热轧不 等边角钢长边组合(GB9788-88)
11 双拼普通角钢(短肢相连) 5101 热轧不 等边角钢短边组合(GB9788-88)
12 Z型卷边型钢 1200 冷弯薄壁卷边 Z 型钢(GBJ18-87)
13 冷弯卷边槽钢 1103 冷弯薄壁卷边槽钢(GBJ18-87)
14 冷弯C型钢 1102 冷弯薄壁槽钢(GBJ18-87)
15 方形空心型钢 1800 转用户
16 矩形空心型钢 1800 转用户
33 双拼普通槽钢(肢尖相连) 6001 热轧普通槽钢[]组合(GB707-88)
34 轧制H型钢 1400 热轧宽中窄翼缘 H 型钢(GB/T11263-1998)
71 剖分T型钢 1500 剖分 T 型钢(GB/T11263-1998)
72 M型钢 1600 转用户
74 斜卷边Z形钢 1201 冷弯薄壁斜卷边 Z 型钢(GBJ18-87)
 
② 3D3S材料→基本截面转Paco用户截面的一对应关系见下表
类型 3D3S截面类型名称 类型 Paco截面类型名称
17 焊接H型钢 1200 工字形截面
18 工字形楔形截面 1200 工字形截面-变截面
19 焊接工字形截面 1200 工字形截面
20 焊接箱形截面 1800 箱形截面-近似
21 矩形管截面 1800 箱形截面
22 热轧无缝钢管与电焊钢管 1900 圆管
24 圆钢及索 1100 圆形截面
28 T型截面 1300 T 形截面
29 矩形截面 1000 矩形截面
69 焊接槽钢 1500 槽形截面
75 正多变形 1100 圆形截面-近似
76 十字型 1700 十字形截面
77 双工字型 1000 矩形截面-不 能转
78 梯形 1000 矩形截面-不 能转
 
③ 3D3S材料→组合截面转Paco组合截面的一对应关系见下表
类型 3D3S截面类型名称 类型 Paco截面类型名称
23 钢管混凝土 1100 钢管砼
30 矩形混凝土包工字钢 1600 矩形砼-H
31 矩形混凝土包十字钢 1800 矩形砼-交叉
32 方钢包混凝土 1000 钢箱砼
79 圆形混凝土包工字钢 1700 圆形砼-H
80 圆形混凝土包十字钢 1900 圆形砼-交叉
81 矩形混凝土包矩形管 1201 矩形砼-钢箱-实心
82 矩形混凝土包圆管 1301 矩形砼-钢管-实心
83 圆形混凝土包圆管 1501 圆形砼-钢管-实心
2.4 厚度
3D3S的一墙/板截面均可以转到Paco的一厚度定义中 。
   
图2.3 3D3S与Paco的一厚度定义
2.5 材料→
3D3S有五种材料→:钢、砼、钢砼组合、不 锈钢、铝合金,混凝土材质包括混凝土结构设计规范(GB50010)中的一各种标号混凝土(C15~C80);钢材质包括钢结构设计规范(GB50017)中的一Q235,Q345, Q390, Q420;分别转为Paco的一钢材、混凝土和用户三种,如下表所示:
3D3S材料→类型 钢砼组合 不 锈钢 铝合金
Paco材料→类型 钢材 混凝土 按钢砼拆分 用户 用户
 
图2.4 3D3S的一材料→定义
图2.5 Paco的一材料→定义
2.6 杆件
3D3S中有两种杆件转Paco杆件时,按起始节点自动生成Paco的一网格线;
杆件的一截面为钢砼组合材料→时,因Paco中无组合材料→,因此在Paco中对杆件引用的一组合截面设置钢砼材料→属性;
3D3S中的一杆件类型有框架(对应Paco中的一支撑、梁、柱),单拉或单压杆、桁架,转换为Paco杆件的一原则:竖向杆件转为Paco的一柱,水平杆件转为Paco的一梁,斜杆件为支撑,桁架胡单拉单压杆生成单拉单压参数 。
由于3D3S中的一截面定义的一局部坐标系与Paco不 同,杆件的一的一局部坐标系定义也不 同,为了保证模型的一准确性,需要重新定义杆件的一转角,转角根据3D3S杆件的一定位方向、杆件转角和截面类型确定 。
图2.6 3D3S的一杆件定位方向
2.7 墙板
3D3S的一墙板分别转为Paco的一剪力 墙和弹性壳 。
2.8 洞口和布置
3D3S的一洞口有矩形和圆形两种,分辨转为Paco的一矩形和圆形洞口 。
图2.7 3D3S的一洞口定义
2.9 边界条件
节点弹簧、节点约束,弹性连接、杆件偏心、杆件释放、杆件拉压参数等边界条件均可以直接转为Paco模型,并自动考虑杆件局部坐标系的一不 同 。
2.10 工况
3D3S荷载工况中的一恒载、活载和风工况转为Paco中的一恒、活、风工况 。
2.11 节点荷载
直接转为Paco的一节点荷载,考虑局部坐标系的一不 同 。
2.12 杆件荷载
3D3S有7中杆件荷载,可转为Paco的一均布荷载、左均布荷载、右均布荷载、集中荷载、梯形荷载、三角形荷载、线性荷载、温差荷载 。
图2.8 3D3S的一杆件荷载类型
2.13 板荷载
直接转为Paco的一墙板荷载 。

3. 工程案例

图3.1 某体育馆
图3.2 多种类型建筑物的一3D3S模型

Paco转3D3S接口

1. 使用步骤

通过Paco直接生成3D3S所与需要的一.3D3S文件,用3D3S打开该模型文件 。

2. 数据处理

2.1 单位
默认N, mm
2.2 材料→
钢、混凝土、自定义材料→直接转,对于组合截面杆件自动合成钢砼组合材料→ 。
2.3 截面
Paco中的一用户截面, 不 能转的一默认为圆钢,并在截面名称中标出 。
Paco截面类型 3D3S截面类型
1000 矩形截面 29 矩形截面
1100 圆形截面 24 圆钢及索
1200 工字形截面 19 焊接不 对称工字型截面
1300 T形截面 28 T型截面
1400 L形截面 24 圆钢及索//--不 能转--//
1500 槽形截面 69 焊接槽钢
1600 Z形截面 24 圆钢及索//--不 能转--//
1700 十字形截面 76 十字形
1800 箱形截面 20 焊接箱型截面
1900 圆管 22 热轧无缝钢管和电焊钢管
5000 双L形截面 24 圆钢及索//--不 能转--//
5100 双槽形][ 24 圆钢及索//--不 能转--//
5101 双槽形[] 24 圆钢及索//--不 能转--//
 
Paco中的一变截面, 3D3S中只有工字型楔形截面,因此所有变截面均转为工字钢变截面 。
Paco中的一组合截面,空心转实心,圆形砼-钢箱转为圆形砼钢管 。
Paco截面类型 3D3S截面类型
1000 钢箱砼 32 方钢包混凝土
1100 钢管砼 23 钢管混凝土
1200 矩形砼-钢箱-空心 81 矩形混凝土包矩形管
1201 矩形砼-钢箱-实心 81 矩形混凝土包矩形管
1300 矩形砼-钢管-空心 82 矩形混凝土包圆管
1301 矩形砼-钢管-实心 82 矩形混凝土包圆管
1400 圆形砼-钢箱-空心 83 圆形混凝土包圆管//--不 能转--//
1401 圆形砼-钢箱-实心 83 圆形混凝土包圆管//--不 能转--//
1500 圆形砼-钢管-空心 83 圆形混凝土包圆管
1501 圆形砼-钢管-实心 83 圆形混凝土包圆管
1600 矩形砼-H 型钢 30 矩形混凝土包工字钢
1700 圆形砼-H 型钢 79 圆形混凝土包工字钢
1800 矩形砼-交叉 H 型钢 31 矩形混凝土包十字钢
1900 圆形砼-交叉 H 型钢 80 圆形混凝土包十字钢
 
Paco中的一型钢截面不 能转的一截面转为圆钢 。
Paco截面类型 3D3S截面类型
1000 热轧等边角钢(GB9787-88) 5  普通角钢(等肢)
1001 热轧不 等边角钢(GB9788-88) 6  普通角钢(不 等肢)
1002 冷弯薄壁等边角钢(GBJ18-87) 24 圆钢及索//--不 能直接转--//
1003 冷弯薄壁卷边等边角钢(GBJ18-87) 24 圆钢及索//--不 能直接转--//
1100 热轧普通槽钢(GB707-88) 3  普通槽钢
1101 热轧轻型槽钢(YB164-63) 4  轻型槽钢
1102 冷弯薄壁槽钢(GBJ18-87) 14 冷弯C型钢
1103 冷弯薄壁卷边槽钢(GBJ18-87) 13 冷弯卷边槽钢
1200 冷弯薄壁卷边 Z 型钢(GBJ18-87) 12 Z型卷边型钢
1201 冷弯薄壁斜卷边 Z 型钢(GBJ18-87) 74 斜卷边Z形钢
1300 热轧普通工字钢(GB706-88) 1  普通工字钢
1301 热轧轻型工字钢(YB163-63) 2  轻型工字钢
1400 热轧宽中窄翼缘 H 型钢(GB/T11263-1998) 34 轧制H型钢
1401 普通焊接 H 型钢(YB3301-92) 17 焊接H型钢//--转基本截面--//
1402 轻型焊接 H 型钢(YB3302-92) 17 焊接H型钢//--转基本截面--//
1403 高频焊接轻型 H 型钢(JG/T137-2001) 17 焊接H型钢//--转基本截面--//
1500 剖分 T 型钢(GB/T11263-1998) 71 剖分T型钢
1600 热轧圆钢(GB702-86) 24 圆钢及索//--转基本截面--//
1601 热轧无缝钢管(YB231-70) 22 热轧无缝钢管和电焊钢管
1602 焊接圆钢管(YB242-63) 22 热轧无缝钢管和电焊钢管//--转基本截面--//
1603 焊接薄壁圆钢管(GBJ18-87) 22 热轧无缝钢管和电焊钢管//--转基本截面--//
1700 热轧方钢(GB702-86) 29 矩形截面//--转基本截面--//
1701 薄壁方钢管(GBJ18-87) 21 矩形管截面//--转基本截面--//
1702 薄壁矩形钢管(计算手册) 21 矩形管截面//--转基本截面--//
5000 热轧等边角钢组合(GB9787-88) 9 双拼普通角钢(等肢)
5001 热轧等边角钢十字组合(GB9787-88) 76 十字形//--转基本截面--//
5100 热轧不 等边角钢长边组合(GB9788-88) 10 双拼普通角钢(长肢相连)
5101 热轧不 等边角钢短边组合(GB9788-88) 11 双拼普通角钢(短肢相连)
5200 冷弯薄壁等边角钢组合(GBJ18-87) 28 T型截面//--转基本截面--//
5300 冷弯薄壁卷边等边角钢组合(GBJ18-87) 28 T型截面//--转基本截面--//
6000 热轧普通槽钢][组合(GB707-88) 7  双拼普通槽钢
6001 热轧普通槽钢[]组合(GB707-88)   33 双拼普通槽钢(肢尖相连)
6100 热轧轻型槽钢][组合(YB164-63)   8  双拼轻型槽钢
6101 热轧轻型槽钢[]组合(YB164-63)   20 焊接箱型截面//--转基本截面--//
6200 冷弯薄壁槽钢][组合(GBJ18-87)   19 焊接不 对称工字型截面//--转基本截面--//
6201 冷弯薄壁槽钢[]组合(GBJ18-87)   20 焊接箱型截面//--转基本截面--//
6300 冷弯薄壁卷边槽钢][组合(GBJ18-87) 19 焊接不 对称工字型截面//--转基本截面--//
6301 冷弯薄壁卷边槽钢[]组合(GBJ18-87 20 焊接箱型截面//--转基本截面--//
图2.1 Paco的一型钢库截面
2.4 厚度
转为3D3S的一膜厚度 。
2.5 偏心
3D3S只有E2,E3两个方向的一偏心, 转为局部坐标方向 。
2.6 节点坐标
三维坐标,直接转 。
2.7 杆件
拉压杆件转为3D3S“拉压限定单元”  ,其它杆件转为3D3S“线单元” 。
图2.2 3D3S的一拉压限定单元
定义方位和转角:
① 3D3S中的一截面定义上为2,右为3,1朝向屏幕内;而Paco  中的一截面定义上为z,右为y,x朝向屏幕外 。同时,Paco有截面方向参数 。
② 3D3S杆件可以设置定位方向,即设置局部2轴方位 。默认杆件局部坐标轴:一般,方位轴2 ->+Z, 1×Z=3,3×1=2 ;杆件为柱柱(Z//1时),方位轴2->+X,1×2=3;
由于上述两点不 同,Paco的一杆件转3D3S时,先要指定2轴方位,然后根据截面设置杆件转角和1轴方向 。
 L形 槽形  Z形 T形 双L形 等边角钢 不 等边角钢 槽钢 Z形钢 T形钢 双L形钢
转圆管 0:+90
1:-90
转圆管 1:+180 转圆管 0,-90,180,90 0,-90,180,90
[1/2/5/6]反转1轴
0:+90
1:-90
0:0
1:180
1:+180 1:+180
2.8 面单元
墙和楼板直接转 。
2.9 洞口
仅转Paco中的一矩形、圆形洞口
2.10 结构组
仅转Paco结构组,包括节点、杆件和面单元 。
2.11 边界条件
刚性支座、弹性支座、刚接、铰接、弹性连接,连接考虑局部坐标系的一变化 。
2.12 工况
3D3S只有恒载、活载、风工况,只转Paco系统工况中的一恒载、活载、              X向风、Y向风,其余工况不 转 。
2.12 节点荷载
节点力 直接转为3D3S的一节点荷载 。
2.13 杆件荷载
7种单元荷载,考虑局部坐标系的一变化 。
2.14 面荷载
转为3D3S的一面均布荷载 。

3. 工程案例

图3.1 某图书馆

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