目前的钢结构制图标准里,关于钢管桁架部分的施工图绘制内容主要是针对平面结构而言,即使是倒三角型的空间桁架,也是非常规整的,而实际中的结构往往是复杂的空间结构形式,换句话说,用标准里对施工图的要求是无法清晰地描述结构的,因此,作为结构工程师而言,必须另辟蹊径,根据功能不同将不同位置处的桁架进行编号,并将这些桁架单独进行绘制,而这些桁架本身也许就是非常复杂的空间结构,我们为了清楚地说明它,需要画出它的透视图,并将它的各节点进行编号,为了方便查询,这些编号要与计算模型中一致,还要列出各节点的空间三维坐标值。当然,还要对杆件进行编号,杆件的编号也得与计算模型一致,另外还得列出各杆件采用的钢管的规格表。
Maggie-GDCAD 针对这种情况做了一个绘图的接口,目前提供与SAP2000和3D3S两个结构设计分析软件的接口。
对于与SAP2000的接口,需要参考作者的另一篇文章“用GDCAD完成SAP2000分析后的其中网架网壳结构的设计与绘图”,本文将以介绍与3D3S的接口为主。
图1
为了更好地介绍这个接口,我们以一个具体的工程实例为例。工程的结构模型如图1所示。结构分析采用3D3S软件,我们的目的是利用3D3S的模型,编号及杆件规格也采纳分析结果,最后可以交互地在AutoCAD平台上,利用Maggie-ASPAK绘出结构的各部分构件编号图以及对应的表格。以下具体介绍过程。
一、GDCAD建立工程:
☆ 建立新工程 运行GDCAD,在如图2中填写工程名,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子文件夹。
图2
二、3D3S下要做的准备:
☆ 形成基本的几何信息
通过3D3S中[结构编辑]中的[从文件读入数据],选择[将本结构数据写入文本文件],将这个文本文件位置放到工程路径的\pro文件夹下,跟将来的模型图放在一起,假定叫File1.txt,我们主要需利用其中的各节点在3D3S下的编号,各节点的三维坐标值,各杆件的编号,及两端节点号,为了使今后的模型中的编号与3D3S模型达到一致。
☆ 形成杆件截面规格信息
这一步稍稍需要费点劲,因为3D3S没有直接写出杆件规格的选择项,我们只能通过3D3S中[设计验算]中的[写计算书]菜单,只选择其中[几何信息]中的[单元几何信息]项,生成一个Word格式的文件,然后将这个文件中关于杆件规格的部分复制到一个文本文件中,文件名假定称为File2.txt,位置也放到工程路径的\pro文件夹下。另外,为了方便生成构件截面库,可以通过[显示查询]中的[总用钢量]项,预先统计各种杆件规格的名称。
因为GDCAD针对3D3S只是做了钢管桁架的绘图接口,因此,对3D3S而言,只需要提供三维模型和以上的两个文件里的信息就够了。有了这些信息,就可以绘图了。至于杆件的内力,节点位移,反力等都不需要。
☆ 保存模型图形文件
通过3D3S下的[结构编辑]中的[由单元得到对应的直线,面域],生成GDCAD需要的dwg格式的模型文件,存到工程路径的pro文件夹下,名称与工程名相同。
三、GDCAD外部数据准备
☆ 与Maggie_tools建立关系
考虑到GDCAD在处理外部接口数据时,必须规范统一读取数据文件的格式,因此需要组织一个截面库文件,与3D3S下的构件截面名称一一对应。GDCAD采用同系列的Maggie_Tools工具箱的截面格式。即用Maggie_Tools工具箱软件来组织一个截面库文件夹,放在工程文件夹下,以“\seclib”命名。其中的可用截面中必须包含上述的File2.txt中的3D3S导出的规格,即是预先统计的那些。关于Maggie_tools工具箱的用法,参见《Maggie_tools钢结构工具箱软件用户手册》。
四、GDCAD导入
☆ 几何图形导入
3D3S保存的模型文件,如果以工程名为名称存在了工程路径的\pro文件夹下,那么点GDCAD主菜单[AutoCAD2004建模]-[首(上)次模型]进入模型界面时将自动打开该模型文件,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。然后Purge掉没用的信息。
此时的模型中的还不包含3D3S中所有信息,仅仅是个图形,而且图形中只有杆件实体。虽然对GDCAD而言,节点是需要单独绘出实体的,但是因为这里我们仅仅为了绘制桁架的施工图,而不需要进行诸如构件验算等等,所以可以不需要在模型中杆件两端补充节点实体。
☆ 数据导入
在这个平台上,将导入3D3S输出的数据文件。分以下几个步骤:
1) 装载接口程序模块 点[与其他软件数据交换]-[装载]菜单。
2) 读入基本信息 点[与其他软件数据交换]-[编号]-[读入3D3S编号文件],选择先前生成的File1.txt文件。对模型中杆件按3D3S模型中的编号次序进行编号。可以通过菜单[与其他软件数据交换]-[编号]-[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[与其他软件数据交换]-[关显示]。
3)读入截面信息 点[与其他软件数据交换]-[杆件截面号]-[读3D3S杆件截面信息],选择先前生成的File2.txt文件。对显示的操作与上相同。
五、绘制施工图
☆ 生成绘图数据
到此,我们已完全读入了所需要的3D3S的信息,有了它们,我们就可以根据自己的需要,选择某些位置的桁架来绘制,甚至可以选择某一段,你可以利用层控制来方便地进行选择,也就是只显示需要绘制的构件,另外,由于是空间图形,为了方便表示,可以动态透视显示图形,然后确定一个能清晰反映结构的方向。将来出图就是按屏幕上显示的透视角度。具体点[与其他软件数据交换]-[生成管桁架绘图数据]菜单,随后选择要绘制的构件,给出插入点,程序将生成mdb数据库格式的文件。此文件中保存了该部分构件的信息。
☆ 绘图
绘图必须利用Maggie系列软件中的ASPAK,关于ASPAK中的比例设置,图框绘制等请参见《ASPAK用户手册》,钢管桁架的绘制利用ASPAK菜单中的[ASPAK]-[管桁架绘制],在对话框中找到先前生成的mdb格式文件,给出节点编号图的插入点,节点坐标表的插入点和表的下边界线点,杆件编号图的插入点,杆件编号表的插入点和表的下边界点,程序将自动绘出节点编号图,各节点的坐标值表,杆件编号图,杆件表,其中包括杆件编号、杆件截面规格、杆件长度 。如图3是在模型中选择要绘制的部分杆件,即虚线部分,如图4是最后绘出的结果。
图3
图4
对于整个结构而言,建议首先将需要绘制的各部分桁架杆件的数据文件一次都生成出来,然后在ASPAK中再将它们一一绘出,而不是生成一个,绘制一个。
参考文献
[1] 《3D3S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》
[3] 《通用钢结构工具箱软件Maggie_Tools用户手册》
[4] 《Maggie之ASPAK用户手册》