目前的网架网壳结构的设计软件主要针对独立的网架网壳结构，其重点在于零部件的设计及绘图，而暂时无暇顾及结构分析领域的诸多问题，甚至处理弯剪梁单元也费事的很。更别提动力分析，非线性弹塑性分析等个个要命的问题。而具有强大分析能力的像SAP2000这类软件却总停留在分析分析再分析上，全然不顾作为工程设计人员的我们，所面对的是设计，我们输出的结果是施工图。

        GDCAD在结构分析上对诸如SAP2000等是望尘莫及，但针对网架网壳这种结构型式，它希望能给SAP2000续一个美丽的尾巴。

        至于这个尾巴是如何的美丽，我们以下面一个具体的工程为例来描绘。

        工程是一个下部钢框架，屋盖为双层网壳的结构，用SAP2000 9.09进行分析，下面介绍完成局部屋盖网壳的施工图设计的步骤。整个结构如图1。

图1

一、对SAP2000环境中的一些约定：

        ☆ 单位制：KN.m.C。

        ☆ 由于该部分是网架，所以各杆件的输出点数设为2，具体点菜单SAP2000[指定]-[框架/索/筋]-[输出站]，这个属性影响到杆件内力的获取。

        ☆ 设置一些“组”，由于我们处理的不是整个结构，而只是其中的某个部分，所以有必要将要处理的那部分构件设置为一个“组”，这样，不仅可以方便的拾取，也可以只显示该部分构件。如图2,另外，最好也能将上弦、腹杆、下弦预先以“组”来区分，因为GDCAD读取数据时会自动将SAP2000中的“组”在AutoCAD中也以Group的形式予以继承，这样可以方便统一拾取，进行后续的“层”的设置。

        ☆ 众所周知，网架结构由于工厂化程度非常高的原因，而形成了配套的系列规格，因此，导出部分的构件截面必须采用网架钢管系列中规格，这点需要参看GDCAD的杆件规格表，否则无法配套零部件。截面的名称采用“管径X壁厚”，如“75.5X3.75”。

图2

二、SAP2000的导出

        假设我们已知每个杆件的截面，并完成了结构分析，对SAP2000的分析过程这里不作表述。GDCAD需要SAP2000导出四个内容。由于不是导出整个结构，所以在数据导出前，先选择要导出的那部风杆件，当然，如果有“组”的定义，这是很方便的。

        ☆ 几何图形导出 点击SAP2000中[文件]-[导出]-[AutoCAD.dxf文件]菜单,将Joints和Frames指定到对应的层,如图3, 得到假设为out.dxf文件，这个文件将作为模型读入GDCAD中。

        ☆ 基本信息导出 为了与SAP2000的节点编号，杆件编号相对应，需要导出基本信息数据，采用的Access的mdb，导出的文件假设为jf.mdb。内含表有：

        1) 节点坐标 Joint Coordinates

        2) 关联信息 Connectivity - Frame

        3) 组信息 Group 2 – Assignments

        选择项位置见图4。

        ☆ 杆件截面信息导出 导出的文件假设为sec.mdb。内含表有：

        杆件截面 Frame Section Assignments

        选择项位置见图5。

        ☆ 结果信息导出 导出的文件假设为out.mdb。内含表有：

        1) 节点位移 Joint Displacements

        2) 节点反力 Joint Reactions

        3) 杆件内力 Element Force - Frames

        4) 杆件输出点数 Frame Output Station Assignments

        选择项位置见图6。

图3

图4

图5

图6

三、GDCAD外部数据准备

        完成了SAP2000的导出工作,GDCAD必须做一些数据准备。

        ☆ 建立新工程 如图7，填写工程名，GDCAD将自动在工程路径下，新建一个文件夹，以工程名为该文件夹名。并在其中自动建立需要的一些自文件夹。

        ☆ 准备零部件数据 点主菜单[零部件规格]-[重组规格]，GDCAD程序文件中有几套当今常用的网架标准库，“\data”文件夹中是浙江企业一些网架标准，“\data.xz”文件夹中是江苏企业一些网架标准，当然，完全可以用程序文件中的gddat.exe文件来生成这些库，具体参见《GDCAD用户手册》。在这些库中选取要采用的钢管规格，注意SAP2000模型中有的规格必须要选取。确定后这些数据将保存在工程名文件夹的“\dat”路径下。可以通过点主菜单[零部件规格]-[当前规格]来显示。

图7

四、GDCAD导入

        ☆ 几何图形导入 在AutoCAD R2004或R2005中读入先前导出的out.dxf文件，如果模型以“mm”单位则需要用Scale命令将整个图形以原点为基点缩小1000倍，变成“m”制，因为GDCAD的图形环境是“m”制。Purge掉没用的信息，最后以工程名为名字另存到工程文件夹下的“\pro”路径中，当然以dwg格式。

点主菜单[AutoCAD2004建模]-[首(上)次模型]，进入AutoCAD平台并自动调出模型。

        ☆ 数据导入 在这个平台上，将完成导入所有SAP2000导出的数据。并形成计算绘图所需要的数据文件。分以下几个步骤：

        1) 装载接口程序模块 点[SAP2000接口]-[装载]菜单。

        2) 设置环境 因为GDCAD需要绘制施工图，其中的平面布置图的长宽与基本参数中的网格数，网格大小以及网架厚度有关，所以进行环境设置还是必要的。其他信息可以不必理会。

        3) 读入SAP2000基本信息 点[SAP2000接口]-[编号]-[读入SAP2000编号文件]，选择先前导出的jf.mdb文件。对模型中节点及杆件按SAP2000的编号次序进行编号。可以通过菜单[SAP2000接口]-[编号]-[显示节点号]或[显示杆件号]来显示编号。如果需要调整文字大小，可通过菜单[控制台]-[调大字符]或[调小字符]。不显示可通过菜单[SAP2000接口]-[关显示]。

        4) 层处理 当前模型的“层”还必须要进行处理，因为GDCAD对实体所处的“层”有一定的要求。这里可通过菜单[SAP2000接口]-[层设置]来进行。前面曾提及，为了选择的方便，在基本信息交换中，GDCAD将SAP2000中的“组”转化为AutoCAD中的Group，并且对各组的选择也设置为成组选择。另外，还可以利用AutoCAD的“快速选择”将节点和杆件进行分别的选择，这样就可以将各节点和杆件按GDCAD要求置于各自的“层”。

        5) 读入SAP2000截面信息 点[SAP2000接口]-[杆件截面号]-[读SAP2000杆件截面信息]，选择导出的sec.mdb文件。对显示的操作与上相同，点[SAP2000接口]-[杆件截面号]-[显示截面]可显示SAP2000计算时各杆件的截面名称。

        6) 截面与GDCAD杆件库关联 对于SAP2000中采用的截面规格及名称，GDCAD并不知道，因此，必须将二者关联起来。点[SAP2000接口]-[杆件截面号]- [与网架截面库关联]，如图8所示，针对SAP2000计算采用的每种截面，选择GDCAD库中的截面与之对应，通过这样的关联，就彻底地获取了几何信息了，点[SAP2000接口]-[杆件截面号]-[显示截面对应网架库中序号]，可以显示每个杆件的截面序号，要想知道其具体规格，可以通过主菜单[零部件规格]-[当前规格]来查看。

图8

        7) 读入SAP2000结果信息 点[SAP2000接口]-[读SAP2000结果数据]，选择导出的out.mdb文件。自动读入位移反力和内力，对每项结果可显示其各工况下的值，也可显示最大最小值。

五、GDCAD成图

        ☆ 数据形成 到此，我们已完全读入了SAP2000的信息，并且完成了环境的设置，通过菜单[SAP2000接口]-[生成GDCAD网架绘图数据]来形成计算绘图数据。其后，还要在模型图中给出两个方向的剖切位置。当然，如果平面布置图采用向下投影的方式时出现重叠情况，可以在此时对模型进行实际的旋转拉伸等操作(注意，不是视图处理)，以方便平面图的表示。操作后通过菜单[SAP2000接口]-[布置图修改]来确认。这些都是GDCAD的功能。

        ☆ 计算 有了以上的数据，还需要经过GDCAD的计算模块，对螺栓球节点网架，主要根据杆件的内力计算配置高强螺栓，并配置螺栓球。对焊接球节点网架，则进行焊接空心球的设计。结果生成绘图数据。具体过程先通过主菜单[计算设计]-[阶段一]，在其中选择“3.验算不调整”，再通过主菜单[计算设计]-[阶段二]，在其中选择“1.首次计算”，两个步骤完成计算。

        ☆ 绘图 通过主菜单[施工图]-[绘图]项，进入AutoCAD平台，通过其中的[成图]菜单项来生成平面布置图，施工图材料表，加工图材料表以及螺栓球节点大样。如图8是例图。

图9

参考文献

[1] 《SAP2000用户手册》

[2] 《空间网架及穹顶网壳结构计算机辅助设计绘图系统GDCAD用户手册》