网架设计

网架设计软件国内比较常用的就是以下介绍的（3D3S、MST、SFCAD、SAP2000）

3D3S：

1、建模以及模型编辑----3D3S模型库比较全面，可以参数化的建立各种网架、网壳模型，也可以通过CAD三维模型转化成结构模型，也可把结构模型导出为CAD三维模型；3D3S建立在CAD平台上，所以它的操作一如CAD那样方便，附加的编辑命令有起坡、垂直移动到直线（曲线）上，径向移动到曲线上，3D3S的一个特点是由杆带点，节点不能脱离杆件独立存在，而且在模型中点、杆区分不明显，这给模型编辑带来不便；可分层、分部分显示模型；可插入合并模型，可查询杆件之间最小夹角；3D3S可以对上部网架下部其他结构进行整体分析，而且下部结构的建模编辑以及后处理都比较方便。

2、荷载添加以及编----3D3S的荷载添加以及编辑功能是相当完善的，不限制工况数，可采用双向导到节点的导荷载方式把面荷载转化为网架节点荷载，不限制面围区域的多边形数；风荷载能自动考虑风压高度变化系数，风振系数（需要先计算自振周期），能考虑球面网壳的风荷载体型系数，不限制球面风荷载方向；可单独施加节点荷载，可观察并编辑导荷载的面；可进行荷载拷贝、删除；能考虑地震效应，能考虑温度应力，不能考虑网架下悬挂吊车荷载；内置一般荷载组合以及恒载控制的组合，方便灵活的荷载组合编辑功能。

3、分析验算----3D3S网架、网壳模块的分析验算可选择《网架结构设计与施工规程》、《网壳结构技术规程》来验算；杆件分析可采用满应力优化设计，单元验算中有截面校核、截面放大、截面优选、截面优化四个选项，可设定应力比范围来对杆件进行满应力设计；可分别对不同的杆件进行不同的长细比参数控制；可对不用的材料定义不同的截面特性；分析结果输出方便，可输出任意工况、组合下的内力、位移图。

4、后处理节点设计 ----3D3S网架、网壳模块的节点设计中，配件库是开放式的，用户可以根据需要增减配件，可选择同一杆件截面只配一种直径的螺栓的方法，可选择按照杆件轴力设计配件的方法，可选择同一螺栓球上的切削量相等；可自动拟合任意曲面基准孔；可分别进行螺栓球、焊接球以及螺栓球焊接球混合节点设计；高强螺栓只有一种强度规格，套筒只有一种强度规格。

5、后处理出图----3D3S网架、网壳模块后处理出图，可输出整体模型的平面、立面，可分层输出，可局部输出，可输出杆件内力；附带一般的平板压力支座设计以及出图；球节点编号按照球直径大小从阿拉伯数字1开始输出，杆件编号按照杆件直径、长度用两种符号输出，不能区分杆件所在的层号；球加工图输出简洁，无角度表。

6、附加功能----3D3S网架、网壳的附加功能就是网壳的非线性稳定分析，最新版本可对网壳进行非线性稳定分析，能按照《网壳技术规程》的要求考虑初始缺陷，是目前所有软件中首次推出的。

MST：

空间网格结构CAD系统（又称MSTCAD）是运用先进的计算机技术、结合空间结构专业技术，研制开发的实用性很强的计算机辅助设计系统，它是一套融合CAD图形处理、分析计算、优化设计、计算机出设计施工图及机械加工图等功能的大型集成系统，具有自主开发的专业图形处理平台，具有自动编号、自动导荷功能，能处理各种复杂的网格结构形式、约束和荷载条件，进行杆件自动优化设计、螺栓球和焊接球节点的设计。该系统从根本上解决了空间网格结构的分析设任务，使设计人员彻底摆脱图板，提高设计效率十几倍、甚至几十倍，提高设计质量，避免工程事故，并有效地降低工程造价。

MSTCAD系统适用于空间网架、网壳。组合网格结构、预应力网格结构。斜拉网格结构。钢筋混凝土空腹网格及高耸塔架等分析计算。无论大型复杂体型的网架、网壳结构、甚至高耸钢结构塔架，MSTCAD都能方便分析计算、设计和建模。

1、建模以及模型编辑 ----MST是独立开发的平台，模型库丰富，可以参数化的建立各种网架、网壳模型，可通过CAD三维模型DXF文件导入，可自动分层，也可将模型导出为CAD三维模型；MST特有扭曲面、椭圆面模型以及空间曲面参数方程建模，这是其他网架专业软件没有的；模型编辑上，MST是点、杆分离，节点可以脱离杆件独立存在，有三维旋转视图功能，可分层、分部分显示模型；MST的编辑功能非常全面强大，可以说是现有网架专业软件中最全面的，特有通过上弦层自动增加腹杆以及下弦层的加角锥功能；可插入合并模型，可查询杆件之间最小夹角；可以对上部网架下部其他结构进行整体分析，但是下部结构分析功能较弱。

2、荷载添加以及编辑----MST2006的荷载添加以及编辑功能比较丰富，可施加节点荷载，面荷载，面荷载可转化为节点荷载，面荷载围区多边形数有限制，不能超过12；不能自动考虑风压高度变化系数，能考虑风振系数，能考虑球面网壳的风荷载体型系数，不限制球面风荷载方向；特有柱面网壳风荷载体型系数添加功能；能考虑地震效应，能考虑温度应力，能考虑网架下悬挂吊车荷载，最多考虑20台吊车，每台吊车轨道数最多5个；内置一般组合以及恒载控制组合，荷载组合编辑方便。

3、分析验算----MST2006的分析验算可选择《网架结构设计与施工规程》，杆件截面分析可采用满应力优化设计、验算调整以及验算不调整，可对不用的材料定义不同的截面特性；分析结果输出详尽完善，可输出任意工况、组合下的内力、位移图。

4、后处理节点设计----MST节点设计中，配件库是开放式的，用户可以根据需要增减配件，配置自己的配件库，节点设计方法有三种选择，可选择按照杆件等强设计的方法，可选择按照杆件最大拉力设计的方法，可选择按照杆件轴力设计的方法，程序默认按照杆件最大拉力设计的方法；MST有多种基准孔定义的方法，也有任意曲面自动拟合的方法；可分别进行螺栓球、焊接球以及螺栓球焊接球混合节点设计；可在配件库中修改套筒、高强螺栓的强度来适应不同的高强螺栓等级以及套筒规格；2006版本增加了添加螺栓球侧封螺栓孔的功能。

5、后处理出图----MST后处理出图，可输出整体模型的平面、立面，可分层输出，可局部输出，可输出杆件内力；MST杆件编号有多种方式，可具体区分任意层的杆件，MST的球编号不是按照球直径大小编号，比较杂乱；球加工图可输出角度表；出图的线条以及字体要改进。

6、附加功能----MST2006的附加功能有模型的模态分析以及反应谱分析，屋面支托布置以及材料统计，杆件的排料优化计算。

SFCAD：

1、  建模以及模型编辑 ----SFCAD有独立的开发平台，模型库丰富，可参数化建立多种网架模型，可通过CAD三维模型DWG、DXF文件导入模型，不能自动分层，个别版本能导出CAD三维模型；特有垂直封边建模，特有柱面网壳可定义跨度为上弦之间距离或者下弦之间距离，不支持直接生成球型网壳；模型编辑手段丰富，典型的点、杆分离，在模型中点、杆区分很明显，非常方便编辑，可分层、分部分显示模型；特有对称模型取对称后对称面约束自动施加功能；可插入合并模型，可查询杆件之间最小夹角；不能与下部结构进行整体分析。

2、   荷载添加以及编辑----SFCAD只能由开始输入的面荷载信息转化为节点荷载，模型建立后的荷载编辑功能相对比较落后，模型编辑后的荷载变化不能考虑，需要人为处理，在已有模型中只能考虑节点荷载，不能考虑面荷载（2004版可以考虑面荷载）；不能考虑地震效应，能考虑温度应力，不能网架考虑悬挂吊车荷载；荷载工况数有限制；部分版本有自定义荷载组合功能。

3、  分析验算----SFCAD的分析验算可选择《网架结构设计与施工规程》，杆件截面分析可选择满应力设计、只加大超应力杆件、固定截面分析三种；部分版本能输出工况、组合下的内力、位移图。

4、  后处理节点设计----SFCAD的节点设计中，配件库是不开放的，程序的配件库有徐州标准、国标两种配件库选择，节点设计方法内置是按照杆件轴力设计的方法； SFCAD标准版无任意曲面基准孔自动拟合的功能； SFCAD能单独进行螺栓球、焊接球节点设计，不能进行混合节点设计。

5、  后处理出图----SFCAD后处理出图，可输出整体模型的平面、立面，可分层输出，可局部输出，可输出杆件内力；SFCAD的球编号球编号按照球直径大小、孔数不同用两种符号输出，杆件编号按照杆件截面大小、长度不同用两种符号输出，不能区分杆件所在层号；球加工图输出简洁，无角度表（2004版可输出角度表）；出图的字体以及线条比较好。

6、  附加功能----SFCAD标准版基本上没有甚么附加功能，个别版本有旋转加风荷载（球面网壳风荷载）功能，内力合并比较功能。

还有一个就是不常用的软件：SAP2000(Structure Analysis Program 2000)

自从三十年前SAP诞生以来，它已经成为最新结构分析和设计方法的代名词。SAP2000保持了原有产品的传统功能，新增功能使得该软件产品更加完善、直观和灵活，简洁的用户界面，在交通运输、工业、公共事业、运动和其它领域，为结构设计工程师提供更加得心应手的分析引擎和设计工具。

结构分析软件SAP2000(Structure Analysis Program 2000)是SAP系列软件的升级版，至今集成了常用的所有功能。

网架设计案例：