Paco結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)換——3D3S轉(zhuǎn)換接口說明

3D3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件是同濟(jì)大學(xué)開發(fā)的鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)軟件，是用于鋼結(jié)構(gòu)-空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的綜合性軟件，在民用建筑分析與設(shè)計(jì)中得到廣泛的應(yīng)用，軟件的最新版本為3D3S V12.1。
Paco是北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司（簡稱BIAD）復(fù)雜結(jié)構(gòu)研究院自主研發(fā)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，采用先進(jìn)的全三維圖形處理平臺(tái)和專業(yè)的有限元求解內(nèi)核，內(nèi)置大量中國規(guī)范處理，可直接給出各種設(shè)計(jì)結(jié)果。目前，產(chǎn)品主要分為四個(gè)模塊：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、砌體結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)換。 目前結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)換提供了如下模型轉(zhuǎn)換功能：
1)   PKPM接口：JWS轉(zhuǎn)Paco、SpasCAD轉(zhuǎn)Paco、PMSAP轉(zhuǎn)Paco
2)   Revit接口：Revit轉(zhuǎn)Paco
3)   AutoCAD接口：DXF轉(zhuǎn)Paco
4)   Midas Gen接口：Midas Gen和Paco互轉(zhuǎn)
5)   Midas Building接口：Midas Building和Paco互轉(zhuǎn)
6)   SAP2000接口： SAP2000和Paco互轉(zhuǎn)
7)   ETABS接口：ETABS和Paco互轉(zhuǎn)
8)   3D3S接口：3D3S和Paco互轉(zhuǎn)
本文主要介紹3D3S與Paco模型轉(zhuǎn)換的操作流程，以及在模型轉(zhuǎn)換中模型的處理細(xì)節(jié)。

3D3S轉(zhuǎn)Paco接口

軟件可以直接打開.3D3S模型，通過讀取3D3S導(dǎo)出的文本格式模型（.3D3S），生成Paco模型，并可以通過Paco軟件生成Midas Gen、Midas Building、SAP2000、ETABS模型。
3D3S轉(zhuǎn)換為Paco模型，包含下列數(shù)據(jù)信息：結(jié)點(diǎn)表、結(jié)點(diǎn)質(zhì)量表、結(jié)點(diǎn)彈簧表、結(jié)點(diǎn)約束表、網(wǎng)格線表、材料表、截面表、厚度表、桿件表、桿件偏心表、桿件釋放表、桿件附加質(zhì)量表、桿件彈簧表、墻板表、洞口對(duì)象數(shù)據(jù)表、洞口布置數(shù)據(jù)表、墻板偏心表、墻板附加質(zhì)量表、墻板彈簧表、墻板約束表、彈性連接表、剛性連接表、工況數(shù)據(jù)表、結(jié)點(diǎn)荷載數(shù)據(jù)表、網(wǎng)格線荷載數(shù)據(jù)表、桿件荷載數(shù)據(jù)表、墻板荷載數(shù)據(jù)表、結(jié)點(diǎn)荷載布置表、網(wǎng)格線荷載布置表、桿件荷載布置表、墻板荷載布置表。與Paco模型數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模型信息，保存完整的模型信息，進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

1. 使用步驟

① 在3D3S的界面下，點(diǎn)擊結(jié)構(gòu)建模->導(dǎo)出->3D3S .3D3S文件，導(dǎo)出模型的文本格式。 ② Paco程序中，點(diǎn)擊文件->導(dǎo)入->導(dǎo)入3D3S模型。

2. 數(shù)據(jù)處理

2.1 單位
3D3S可選的單位系統(tǒng)很多，轉(zhuǎn)換程序均可處理，轉(zhuǎn)為Paco約定的工程習(xí)慣單位。
2.2 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)
    三維坐標(biāo)，直接轉(zhuǎn)。
2.3 截面     3D3S的截面類型對(duì)應(yīng)的Paco截面類型如下：

3D3S截面類型	熱軋型鋼	薄壁截面	基本截面	實(shí)腹組合	格構(gòu)截面	材料組合
Paco截面類型	型鋼截面	型鋼截面	用戶截面	用戶截面	用戶截面	組合截面

    Paco中暫時(shí)沒有實(shí)腹組合與格構(gòu)截面，因此將3D3S的截面轉(zhuǎn)換為用戶截面，并在截面名稱加上后綴“-不能轉(zhuǎn)”以提示用戶注意。
3D3S基本截面中的“工字型楔形截面”轉(zhuǎn)為Paco的變截面。
① 3D3S熱軋型鋼與薄壁截面轉(zhuǎn)Paco型鋼截面的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表：

類型	3D3S截面類型名稱	類型	Paco截面類型名稱
1	普通工字鋼	1300	熱軋普通工字鋼(GB706-88)
2	輕型工字鋼	1301	熱軋輕型工字鋼(YB163-63)
3	普通槽鋼	1100	熱軋普通槽鋼(GB707-88)
4	輕型槽鋼	1101	熱軋輕型槽鋼(YB164-63)
5	普通角鋼(等肢)	1000	熱軋等邊角鋼(GB9787-88)
6	普通角鋼(不等肢)	1001	熱軋不等邊角鋼(GB9788-88)
7	雙拼普通槽鋼	6000	熱軋普通槽鋼][組合(GB707-88)
8	雙拼輕型槽鋼	6100	熱軋輕型槽鋼][組合(YB164-63)
9	雙拼普通角鋼(等肢)	5000	熱軋等邊角鋼組合(GB9787-88)
10	雙拼普通角鋼(長肢相連)	5100	熱軋不等邊角鋼長邊組合(GB9788-88)
11	雙拼普通角鋼(短肢相連)	5101	熱軋不等邊角鋼短邊組合(GB9788-88)
12	Z型卷邊型鋼	1200	冷彎薄壁卷邊 Z 型鋼(GBJ18-87)
13	冷彎卷邊槽鋼	1103	冷彎薄壁卷邊槽鋼(GBJ18-87)
14	冷彎C型鋼	1102	冷彎薄壁槽鋼(GBJ18-87)
15	方形空心型鋼	1800	轉(zhuǎn)用戶
16	矩形空心型鋼	1800	轉(zhuǎn)用戶
33	雙拼普通槽鋼(肢尖相連)	6001	熱軋普通槽鋼[]組合(GB707-88)
34	軋制H型鋼	1400	熱軋寬中窄翼緣 H 型鋼(GB/T11263-1998)
71	剖分T型鋼	1500	剖分 T 型鋼(GB/T11263-1998)
72	M型鋼	1600	轉(zhuǎn)用戶
74	斜卷邊Z形鋼	1201	冷彎薄壁斜卷邊 Z 型鋼(GBJ18-87)

 
② 3D3S材料基本截面轉(zhuǎn)Paco用戶截面的對(duì)應(yīng)關(guān)系見下表

類型	3D3S截面類型名稱	類型	Paco截面類型名稱
17	焊接H型鋼	1200	工字形截面
18	工字形楔形截面	1200	工字形截面-變截面
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	熱軋無縫鋼管與電焊鋼管	1900	圓管
24	圓鋼及索	1100	圓形截面
28	T型截面	1300	T 形截面
29	矩形截面	1000	矩形截面
69	焊接槽鋼	1500	槽形截面
75	正多變形	1100	圓形截面-近似
76	十字型	1700	十字形截面
77	雙工字型	1000	矩形截面-不能轉(zhuǎn)
78	梯形	1000	矩形截面-不能轉(zhuǎn)

 
③ 3D3S材料組合截面轉(zhuǎn)Paco組合截面的對(duì)應(yīng)關(guān)系見下表

類型	3D3S截面類型名稱	類型	Paco截面類型名稱
23	鋼管混凝土	1100	鋼管砼
30	矩形混凝土包工字鋼	1600	矩形砼-H
31	矩形混凝土包十字鋼	1800	矩形砼-交叉
32	方鋼包混凝土	1000	鋼箱砼
79	圓形混凝土包工字鋼	1700	圓形砼-H
80	圓形混凝土包十字鋼	1900	圓形砼-交叉
81	矩形混凝土包矩形管	1201	矩形砼-鋼箱-實(shí)心
82	矩形混凝土包圓管	1301	矩形砼-鋼管-實(shí)心
83	圓形混凝土包圓管	1501	圓形砼-鋼管-實(shí)心

2.4 厚度
3D3S的墻/板截面均可以轉(zhuǎn)到Paco的厚度定義中。 2.5 材料
3D3S有五種材料：鋼、砼、鋼砼組合、不銹鋼、鋁合金，混凝土材質(zhì)包括混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010）中的各種標(biāo)號(hào)混凝土（C15~C80）；鋼材質(zhì)包括鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017）中的Q235,Q345, Q390, Q420；分別轉(zhuǎn)為Paco的鋼材、混凝土和用戶三種，如下表所示：

3D3S材料類型	鋼	砼	鋼砼組合	不銹鋼	鋁合金
Paco材料類型	鋼材	混凝土	按鋼砼拆分	用戶	用戶

2.6 桿件
3D3S中有兩種桿件轉(zhuǎn)Paco桿件時(shí)，按起始節(jié)點(diǎn)自動(dòng)生成Paco的網(wǎng)格線；
桿件的截面為鋼砼組合材料時(shí)，因Paco中無組合材料，因此在Paco中對(duì)桿件引用的組合截面設(shè)置鋼砼材料屬性；
3D3S中的桿件類型有框架（對(duì)應(yīng)Paco中的支撐、梁、柱），單拉或單壓桿、桁架，轉(zhuǎn)換為Paco桿件的原則：豎向桿件轉(zhuǎn)為Paco的柱，水平桿件轉(zhuǎn)為Paco的梁，斜桿件為支撐，桁架胡單拉單壓桿生成單拉單壓參數(shù)。
由于3D3S中的截面定義的局部坐標(biāo)系與Paco不同，桿件的的局部坐標(biāo)系定義也不同，為了保證模型的準(zhǔn)確性，需要重新定義桿件的轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)角根據(jù)3D3S桿件的定位方向、桿件轉(zhuǎn)角和截面類型確定。 2.7 墻板
3D3S的墻板分別轉(zhuǎn)為Paco的剪力墻和彈性殼。
2.8 洞口和布置
3D3S的洞口有矩形和圓形兩種，分辨轉(zhuǎn)為Paco的矩形和圓形洞口。 2.9 邊界條件
節(jié)點(diǎn)彈簧、節(jié)點(diǎn)約束，彈性連接、桿件偏心、桿件釋放、桿件拉壓參數(shù)等邊界條件均可以直接轉(zhuǎn)為Paco模型，并自動(dòng)考慮桿件局部坐標(biāo)系的不同。
2.10 工況
3D3S荷載工況中的恒載、活載和風(fēng)工況轉(zhuǎn)為Paco中的恒、活、風(fēng)工況。
2.11 節(jié)點(diǎn)荷載
直接轉(zhuǎn)為Paco的節(jié)點(diǎn)荷載，考慮局部坐標(biāo)系的不同。
2.12 桿件荷載
3D3S有7中桿件荷載，可轉(zhuǎn)為Paco的均布荷載、左均布荷載、右均布荷載、集中荷載、梯形荷載、三角形荷載、線性荷載、溫差荷載。 2.13 板荷載
直接轉(zhuǎn)為Paco的墻板荷載。

3. 工程案例

Paco轉(zhuǎn)3D3S接口

1. 使用步驟

通過Paco直接生成3D3S所與需要的.3D3S文件，用3D3S打開該模型文件。

2. 數(shù)據(jù)處理

2.1 單位
默認(rèn)N, mm
2.2 材料
鋼、混凝土、自定義材料直接轉(zhuǎn)，對(duì)于組合截面桿件自動(dòng)合成鋼砼組合材料。
2.3 截面
Paco中的用戶截面, 不能轉(zhuǎn)的默認(rèn)為圓鋼，并在截面名稱中標(biāo)出。

Paco截面類型	3D3S截面類型
1000 矩形截面	29 矩形截面
1100 圓形截面	24 圓鋼及索
1200 工字形截面	19 焊接不對(duì)稱工字型截面
1300 T形截面	28 T型截面
1400 L形截面	24 圓鋼及索//--不能轉(zhuǎn)--//
1500 槽形截面	69 焊接槽鋼
1600 Z形截面	24 圓鋼及索//--不能轉(zhuǎn)--//
1700 十字形截面	76 十字形
1800 箱形截面	20 焊接箱型截面
1900 圓管	22 熱軋無縫鋼管和電焊鋼管
5000 雙L形截面	24 圓鋼及索//--不能轉(zhuǎn)--//
5100 雙槽形][	24 圓鋼及索//--不能轉(zhuǎn)--//
5101 雙槽形[]	24 圓鋼及索//--不能轉(zhuǎn)--//

Paco中的變截面, 3D3S中只有工字型楔形截面，因此所有變截面均轉(zhuǎn)為工字鋼變截面。
Paco中的組合截面，空心轉(zhuǎn)實(shí)心，圓形砼-鋼箱轉(zhuǎn)為圓形砼鋼管。

Paco截面類型	3D3S截面類型
1000 鋼箱砼	32 方鋼包混凝土
1100 鋼管砼	23 鋼管混凝土
1200 矩形砼-鋼箱-空心	81 矩形混凝土包矩形管
1201 矩形砼-鋼箱-實(shí)心	81 矩形混凝土包矩形管
1300 矩形砼-鋼管-空心	82 矩形混凝土包圓管
1301 矩形砼-鋼管-實(shí)心	82 矩形混凝土包圓管
1400 圓形砼-鋼箱-空心	83 圓形混凝土包圓管//--不能轉(zhuǎn)--//
1401 圓形砼-鋼箱-實(shí)心	83 圓形混凝土包圓管//--不能轉(zhuǎn)--//
1500 圓形砼-鋼管-空心	83 圓形混凝土包圓管
1501 圓形砼-鋼管-實(shí)心	83 圓形混凝土包圓管
1600 矩形砼-H 型鋼	30 矩形混凝土包工字鋼
1700 圓形砼-H 型鋼	79 圓形混凝土包工字鋼
1800 矩形砼-交叉 H 型鋼	31 矩形混凝土包十字鋼
1900 圓形砼-交叉 H 型鋼	80 圓形混凝土包十字鋼

Paco中的型鋼截面不能轉(zhuǎn)的截面轉(zhuǎn)為圓鋼。

Paco截面類型	3D3S截面類型
1000 熱軋等邊角鋼(GB9787-88)	5  普通角鋼(等肢)
1001 熱軋不等邊角鋼(GB9788-88)	6  普通角鋼(不等肢)
1002 冷彎薄壁等邊角鋼(GBJ18-87)	24 圓鋼及索//--不能直接轉(zhuǎn)--//
1003 冷彎薄壁卷邊等邊角鋼(GBJ18-87)	24 圓鋼及索//--不能直接轉(zhuǎn)--//
1100 熱軋普通槽鋼(GB707-88)	3  普通槽鋼
1101 熱軋輕型槽鋼(YB164-63)	4  輕型槽鋼
1102 冷彎薄壁槽鋼(GBJ18-87)	14 冷彎C型鋼
1103 冷彎薄壁卷邊槽鋼(GBJ18-87)	13 冷彎卷邊槽鋼
1200 冷彎薄壁卷邊 Z 型鋼(GBJ18-87)	12 Z型卷邊型鋼
1201 冷彎薄壁斜卷邊 Z 型鋼(GBJ18-87)	74 斜卷邊Z形鋼
1300 熱軋普通工字鋼(GB706-88)	1  普通工字鋼
1301 熱軋輕型工字鋼(YB163-63)	2  輕型工字鋼
1400 熱軋寬中窄翼緣 H 型鋼(GB/T11263-1998)	34 軋制H型鋼
1401 普通焊接 H 型鋼(YB3301-92)	17 焊接H型鋼//--轉(zhuǎn)基本截面--//
1402 輕型焊接 H 型鋼(YB3302-92)	17 焊接H型鋼//--轉(zhuǎn)基本截面--//
1403 高頻焊接輕型 H 型鋼(JG/T137-2001)	17 焊接H型鋼//--轉(zhuǎn)基本截面--//
1500 剖分 T 型鋼(GB/T11263-1998)	71 剖分T型鋼
1600 熱軋圓鋼(GB702-86)	24 圓鋼及索//--轉(zhuǎn)基本截面--//
1601 熱軋無縫鋼管(YB231-70)	22 熱軋無縫鋼管和電焊鋼管
1602 焊接圓鋼管(YB242-63)	22 熱軋無縫鋼管和電焊鋼管//--轉(zhuǎn)基本截面--//
1603 焊接薄壁圓鋼管(GBJ18-87)	22 熱軋無縫鋼管和電焊鋼管//--轉(zhuǎn)基本截面--//
1700 熱軋方鋼(GB702-86)	29 矩形截面//--轉(zhuǎn)基本截面--//
1701 薄壁方鋼管(GBJ18-87)	21 矩形管截面//--轉(zhuǎn)基本截面--//
1702 薄壁矩形鋼管(計(jì)算手冊(cè))	21 矩形管截面//--轉(zhuǎn)基本截面--//
5000 熱軋等邊角鋼組合(GB9787-88)	9 雙拼普通角鋼(等肢)
5001 熱軋等邊角鋼十字組合(GB9787-88)	76 十字形//--轉(zhuǎn)基本截面--//
5100 熱軋不等邊角鋼長邊組合(GB9788-88)	10 雙拼普通角鋼(長肢相連)
5101 熱軋不等邊角鋼短邊組合(GB9788-88)	11 雙拼普通角鋼(短肢相連)
5200 冷彎薄壁等邊角鋼組合(GBJ18-87)	28 T型截面//--轉(zhuǎn)基本截面--//
5300 冷彎薄壁卷邊等邊角鋼組合(GBJ18-87)	28 T型截面//--轉(zhuǎn)基本截面--//
6000 熱軋普通槽鋼][組合(GB707-88)	7  雙拼普通槽鋼
6001 熱軋普通槽鋼[]組合(GB707-88)	33 雙拼普通槽鋼(肢尖相連)
6100 熱軋輕型槽鋼][組合(YB164-63)	8  雙拼輕型槽鋼
6101 熱軋輕型槽鋼[]組合(YB164-63)	20 焊接箱型截面//--轉(zhuǎn)基本截面--//
6200 冷彎薄壁槽鋼][組合(GBJ18-87)	19 焊接不對(duì)稱工字型截面//--轉(zhuǎn)基本截面--//
6201 冷彎薄壁槽鋼[]組合(GBJ18-87)	20 焊接箱型截面//--轉(zhuǎn)基本截面--//
6300 冷彎薄壁卷邊槽鋼][組合(GBJ18-87)	19 焊接不對(duì)稱工字型截面//--轉(zhuǎn)基本截面--//
6301 冷彎薄壁卷邊槽鋼[]組合(GBJ18-87	20 焊接箱型截面//--轉(zhuǎn)基本截面--//

2.4 厚度
轉(zhuǎn)為3D3S的膜厚度。
2.5 偏心
3D3S只有E2，E3兩個(gè)方向的偏心, 轉(zhuǎn)為局部坐標(biāo)方向。
2.6 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)
三維坐標(biāo)，直接轉(zhuǎn)。
2.7 桿件
拉壓桿件轉(zhuǎn)為3D3S“拉壓限定單元”  ，其它桿件轉(zhuǎn)為3D3S“線單元”。 定義方位和轉(zhuǎn)角：
① 3D3S中的截面定義上為2，右為3，1朝向屏幕內(nèi)；而Paco  中的截面定義上為z，右為y，x朝向屏幕外。同時(shí)，Paco有截面方向參數(shù)。
② 3D3S桿件可以設(shè)置定位方向，即設(shè)置局部2軸方位。默認(rèn)桿件局部坐標(biāo)軸：一般，方位軸2 ->+Z， 1×Z=3，3×1=2 ;桿件為柱柱（Z//1時(shí)），方位軸2->+X，1×2=3；
由于上述兩點(diǎn)不同，Paco的桿件轉(zhuǎn)3D3S時(shí)，先要指定2軸方位，然后根據(jù)截面設(shè)置桿件轉(zhuǎn)角和1軸方向。

L形	槽形	Z形	T形	雙L形	等邊角鋼	不等邊角鋼	槽鋼	Z形鋼	T形鋼	雙L形鋼
轉(zhuǎn)圓管	0：+90 1：-90	轉(zhuǎn)圓管	1：+180	轉(zhuǎn)圓管	0,-90,180,90	0,-90,180,90 [1/2/5/6]反轉(zhuǎn)1軸	0：+90 1：-90	0：0 1：180	1：+180	1：+180

2.8 面單元
墻和樓板直接轉(zhuǎn)。
2.9 洞口
僅轉(zhuǎn)Paco中的矩形、圓形洞口
2.10 結(jié)構(gòu)組
僅轉(zhuǎn)Paco結(jié)構(gòu)組，包括節(jié)點(diǎn)、桿件和面單元。
2.11 邊界條件
剛性支座、彈性支座、剛接、鉸接、彈性連接，連接考慮局部坐標(biāo)系的變化。
2.12 工況
3D3S只有恒載、活載、風(fēng)工況，只轉(zhuǎn)Paco系統(tǒng)工況中的恒載、活載、              X向風(fēng)、Y向風(fēng)，其余工況不轉(zhuǎn)。
2.12 節(jié)點(diǎn)荷載
節(jié)點(diǎn)力直接轉(zhuǎn)為3D3S的節(jié)點(diǎn)荷載。
2.13 桿件荷載
7種單元荷載，考慮局部坐標(biāo)系的變化。
2.14 面荷載
轉(zhuǎn)為3D3S的面均布荷載。

3. 工程案例