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3D3S模型模型和Paco模型转换接口
介绍Paco软件中的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火竞猜软件是同济大学开发的钢结构专业软件,是用于钢结构-空间火竞猜的综合性软件,在民用建筑分析与设计中得到广泛的应用,软件的最新版本为3D3S V12.1。
Paco是北京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火竞猜软件,采用先进的全三维图形处理平台和专业的有限元求解内核,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:混凝土火竞猜、钢火竞猜、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模型转换的操作流程,以及在模型转换中模型的处理细节。

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模型数据对应的模型信息,保存完整的模型信息,进行转换。

1. 使用步骤

① 在3D3S的界面下,点击结构建模->导出->3D3S .3D3S文件,导出模型的文本格式。
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可选的单位系统很多,转换程序均可处理,转为Paco约定的工程习惯单位。
2.2 节点坐标
    三维坐标,直接转。
2.3 截面
图2.1 3D3S中的截面类型
图2.2 Paco中的截面类型
    3D3S的截面类型对应的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“工字型楔形截面”转为Paco的变截面。
① 3D3S热轧型钢与薄壁截面转Paco型钢截面的对应关系如下表:
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的墙/板截面均可以转到Paco的厚度定义中。
   
图2.3 3D3S与Paco的厚度定义
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火竞猜规范(GB50010)中的各种标号混凝土(C15~C80);钢材质包括钢火竞猜规范(GB50017)中的Q235,Q345, Q390, Q420;分别转为Paco的钢材、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的材料定义
图2.5 Paco的材料定义
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的网格线;
杆件的截面为钢砼组合材料时,因Paco中无组合材料,因此在Paco中对杆件引用的组合截面设置钢砼材料属性;
3D3S中的杆件类型有框架(对应Paco中的支撑、梁、柱),单拉或单压杆、桁架,转换为Paco杆件的原则:竖向杆件转为Paco的柱,水平杆件转为Paco的梁,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中的截面定义的局部坐标系与Paco不同,杆件的的局部坐标系定义也不同,为了保证模型的准确性,需要重新定义杆件的转角,转角根据3D3S杆件的定位方向、杆件转角和截面类型确定。
图2.6 3D3S的杆件定位方向
2.7 墙板
3D3S的墙板分别转为Paco的剪力墙和弹性壳。
2.8 洞口和布置
3D3S的洞口有矩形和圆形两种,分辨转为Paco的矩形和圆形洞口。
图2.7 3D3S的洞口定义
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不同。
2.10 工况
3D3S荷载工况中的恒载、活载和风工况转为Paco中的恒、活、风工况。
2.11 节点荷载
直接转为Paco的节点荷载,考虑局部坐标系的不同。
2.12 杆件荷载
3D3S有7中杆件荷载,可转为Paco的均布荷载、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的杆件荷载类型
2.13 板荷载
直接转为Paco的墙板荷载。

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.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中的用户截面, 不能转的默认为圆钢,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中的型钢截面不能转的截面转为圆钢。
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的型钢库截面
2.4 厚度
转为3D3S的膜厚度。
2.5 偏心
3D3S只有E2,E3两个方向的偏心, 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的拉压限定单元
定义方位和转角:
① 3D3S中的截面定义上为2,右为3,1朝向屏幕内;而Paco  中的截面定义上为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的节点荷载。
2.13 杆件荷载
7种单元荷载,考虑局部坐标系的变化。
2.14 面荷载
转为3D3S的面均布荷载。

3. 工程案例

图3.1 某图书馆