3D3S中的导荷载封闭面生成技巧

3D3S中的导荷载封闭面生成技巧3D3S技术开发部目前3D3S钢结构设计软件已经在国内的各大型设计院、钢结构公司得到了认可，被广泛的应用于各种大型及异型钢结构的设计，这些结构表面通常都非常的不规则，因此在使用3D3S的导荷载功能将面荷载转换为单元荷载或点荷载是常常会出现一些问题，比如对于曲面结构没办法正常生成导荷载封闭面等，下面我们将使用几个具体的例子来具体的讲解一下对于复杂的结构如何正确的生成封闭面。首先来看一下一般的拱形桁架结构，如图1，这种屋盖结构一般用于支撑幕墙或屋面板，由于整体结构是圆弧形而封闭面都为平面，因此无法直接生成一个大的封闭面来进行导荷载，但在我们进行结构计算前已经把圆弧形的上弦杆打断成了很多的小段，如果我们把这些小段用虚杆连接起来，就可以用平面来近似的模拟曲面，如图2，在上弦杆的位置添加虚杆。图1拱形屋盖结构图2上弦杆虚杆的添加这里有一点是需要注意的，由于3D3S软件暂时还不支持对于虚杆的复制，因此需要先绘制直线，对于直线可以使用复制的命令来进行操作，然后使用选择线定义为虚杆的命令将直线转换为虚杆。通过添加虚杆，图2中的结构就可以在上弦杆的位置正常的生成封闭面了，其实对于这种结构封闭面的处理就是一个以平面来代替曲面的思想。如图3所示为一般的框架结构，如果我们需要在其外表面上布置幕墙结构，则需要考虑在外表面上面进行恒载的导荷载操作，那么这里由于所有的杆件上面都要作用有恒载，因此在选择受荷范围时需要选择整个结构，图4为选择整个结构后生成导荷载封闭面的结果。图3结构简图图4生成封闭面由图4中可以看到，框架外墙的侧面上并非所有的位置都生成了封闭面，这是由于一部分封闭面被软件误认为是重复封闭面而删除了，另外，在每一层的楼层位置却生成了封闭面，由于我们需要这个框架保持一个中空的结构，因此这些封闭面是多余的。为了解决这些问题，可以考虑把加在外墙上的一个恒载工况分为同一工况号的两个荷载，两个荷载的大小和作用效果都相同，分别把这两个荷载加在结构的两侧，由于在每一层上表面的杆件都无法围成封闭区域，因此不会形成多余的封闭面，如图5。图5在两侧分别施加荷载3D3S软件在生成封闭面的对话框中，有两个参数，分别是“多边形最大边数”和“空间多边形形状控制参数”，其中“多边形最大边数”指的是在生成一个封闭面时，其对应的杆件数最多为多少个，如图6，虽然我们认为这是一个四边形，但是由于一边的杆件被打断成为两根杆件，因此软件会认为是五边形，如果我们在“多边形最大边数”里面输入5，则可以正常的生成封闭面，但如果我们将该参数取为4，则无法生成封闭面。图6“五边形”的封闭面空间多边形形成的封闭面的误差由“空间多边形形状控制参数”进行控制，默认为10mm，也就是如果有一个空间四边形，其中一个节点到剩下三个节点所确定的平面的距离小于10mm则认为这四个节点可以生成一个封闭面，否则无法生成封闭面。图7为一个空间四边形，其中B节点距离ADC三节点所确定的平面的距离为10mm，当我们把“空间多边形形状控制参数”设置为大于或等于10mm时，该空间四边形就可以形成封闭面，否则，将无法生成封闭面。ABCD图7空间四边形对于一个确定的模型，如果模型建立没有问题，那么一般无法正常的生成封闭面都是由上面这些问题造成的，通过添加合适的虚杆和对参数进行设置就能够在需要的位置上添加封闭面并进行导荷载；当生成封闭面后，如果我们需要在某个位置开孔，也可以将部分封闭面删除然后进行导荷载，这样被删除封闭面位置处的荷载就不会在周围杆件或节点处生成荷载信息了。