钢结构是主要的建筑结构类型之一，钢结构建筑的多少，标志着一个国家或一个地区的经济实力和经济发达程度。
早期，我国虽然在铁结构方面有卓越的成就，但由于2000多年的封建制度的束缚，科学经济的不发达，导致长期停留于铁制建筑物的水平。直到19世纪末，我国才开始采用现代化钢结构。
2000年以后，我国国民经济显著增长，国力强盛，成为钢产量世界大国，在建筑中提出了要“积极、合理地用钢”，从此甩掉了“限制用钢”的束缚，钢结构建筑在经济发达地区逐渐增多。
在对建筑工程进行建设中，运用钢结构工程进行设计，不仅能够使得建筑工程具有更大的跨度空间，同时还存在着安装便利、造价成本较低等优势，因此使得其在建筑工程方面的应用越来越广。
随着我国城市化进程的进一步发展，高层建筑的数量将会急剧增多，这就对钢结构工程的设计提出了更高的要求。
为了确保建筑钢结构工程的建设具有更高的质量，除了需要在进行钢结构工程设计的时候，严格地按照相应的规范和标准进行设计，做好相应的设计要点工作，还可以借助BIM技术，运用钢结构设计软件和计算分析软件，对钢结构进行三维设计，和抗震、风力等稳定性分析。
1.钢结构设计标准
2017年12月，国家住建部发布《钢结构设计标准》，编号为GB50017-2017，自2018年7月1日起实施。其中，第4.3.2、4.4.1、4.4.3、4.4.4、4.4.5、4.4.6、18.3.3条为强制性条文，必须严格执行。
2.钢结构设计BIM软件
ProStructures 是 Bentley 公司专门为支持您的钢结构和钢筋混凝土结构施工和规划任务而推出的三维建模及详图设计环境。从最初的规划和设计开始，到整个施工装配结束为止。
ProStructures 包含 ProSteel（钢结构详图绘制和制造软件）和 ProConcrete（混凝土绘图和制造软件）两大组件，有助于提升您的工作效率和获利能力。
使用ProStructures，您可以
- 自动创建精确文档和详图。
- 轻松生成楼梯、扶手、云梯和圆形楼梯的详图。
- 自动接收来自三维模型的二维图纸，包括物料清单、NC 数据和 PPS 数据。
- 通过与Bentley产品和第三方产品集成，避免重复工作。
ProSteel（钢结构详图绘制和制造软件）
ProSteel是基于AutoCAD平台的专业三维钢结构建模、详图和生产控制的软件系统。使用者可以在ProSteel 软件中方便地建立各种钢结构的三维模型，系统自动生成所有的施工图纸和材料表。ProSteel 提供了丰富的资料介面，可以连接结构计算软件、数控机床、钢结构生产计划和管理软件。
软件部分功能
1）三维建模
Prosteel可以快速生成方形、圆柱、圆锥、楔形等标准轴网，用户也可以设定空间任意轴线。程序将自动生成轴平面、立面视图。用户可以基于轴线布置任意的直构件，空间弯曲构件和任意形状的板。
右键菜单可提供多种构件属性，程序还提供了丰富的构件编辑功能，允许用户自由修改构件（构件拷贝、移动、镜像、克隆等常规编辑操作，可进行构件分割、钻孔、自适应切割、斜切、倒角、添加螺栓、开槽等加工操作等）。程序截面库包括工字钢、H型钢、槽钢、角钢、C型钢、T型钢、圆钢等二十多个国家的标准型钢。用户还可自定义截面、组合截面、焊接截面、屋面板、墙面板等。
2）自动创建结点
ProSteel通过选择结点类型和连接构件后程序即可自动生成结点。逻辑连接允许客户设置和调整节点参数。连接类型主要包括∶通用的端板连接、底板连接、角钢连接、拼接连接、加腋连接、支撑连接、檩条连接等类型。
ProSteel提供了一种生成子结构和附属构件的快捷方式。一些复杂而且重复率高的模型，如楼梯、直爬梯、桁架、钢架、栏杆、扶手等，只需点击几下鼠标即可生成。
3）过滤查找和碰撞检测
ProSteel可以对整个模型进行碰撞检测，也可以只对指定构件进行检测。最小碰撞检测距离可以任意设定。碰撞检测不仅对构件进行检测，还检测螺栓及其孔洞之间的装配净间隙是否足够。
可以设定条件搜索物体，例如，8毫米厚的加劲肋，所有I20型钢，或者M20螺栓等。
4）组件、零件自动编号
ProSteel可以根据构件的属性对构件进行归并和全自动编号。成组构件的主构件及其组内单个构件可以一次完成编号。用户也可以手工指定构件编号。图纸上的编号标注的种类和形式是可以由用户任意定义（圈、箭头、文字等，如图）。这些标注可以在视图中或出图时自动生成的，也可以由用户手工添加。
5）自动生成图纸
详图中心是三维模型和二维施工图纸的转换处理中心。详图中心的界面类似于Windows的资源管理器，可以把该对话框拖动到屏幕的任意位置。在这里，用户可以全面地控制2D图纸的生成。从生成工程的布置图到设计过程中每一次的设计变更信息管理都由详图中心控制。
ProSteel的变更管理功能非常强大。当用户更改三维模型时，软件自动识别需要修改的图纸并用红色标出图名，经过用户确认后软件可以自动修改这些图纸。图纸是在图纸式样控制下生成的。设定相应的参数即可得到用户所需要的图纸式样。250多个参数中的每一种的效果都可以在设定时就看到。用户可以设置不同的模板以实现不同图纸的风格控制。
6）自动生成材料表
3.钢结构计算分析BIM软件
STAAD.Pro 是一个全面集成的有限元分析和设计解决方案，包括良好的用户界面、可视化工具和国际设计规范。用于分析受静力载荷、动力响应、土壤结构相互作用或风力、地震及移动载荷影响的几乎所有结构类型，目前在全球近百个国家中已超过 160,000 家用户。
软件技术特点
1）图形用户界面
前后处理界面：方便灵活的前后处理环境，操作简单灵活，易于上手。
命令编辑器：命令编辑器可以保存建模分析设计过程中所有命令， 并且可以用任意文本进行编辑修改，图像界面自动更新数据。
截面生成器：支持组合截面、手工绘制截面，或从 CAD 文件中导 入的截面，可以计算截面的属性，并可以导入分析模型中。
网格划分工具：可从已定义的模型区域内创建和剖分三角形或 四边形网格单元。
2）基本分析单元及边界条件
单元类型：支持杆系单元、板壳单元、块体单元，以及一些特 属性的单元。
支座：支持固支支座、铰支支座、弹簧支座、基础支座等一系列支座。
荷载：支持直接指定或通过导荷工具生成两种方式的荷载定义。
3）强大的分析能力
基本求解器和高级求解器：与基本求解器相比，高级求解器对某些 特殊大型模型速度最快可提高 100 倍！
强大的分析设计功能，静力分析、动力分析、反应谱分析、屈曲 分析、Pushover 分析、几何非线性分析等。
4）结构设计能力
钢结构设计：包含全球四十多个国家及地区的型钢及标准，方便应对全球业主的不同需求。
混凝土设计：两种设计模式中支持 25 种混凝土规范。
其他结构设计：支持木结构设计和铝结构设计，支持使用美国、印度 和英国规范设计剪力墙。
5）数据互用性
几何模型互导：可以读取任意 CAD 软件发布的含有线元素和面元素的三维 DXF 文件。
BIM 模型互导：支持与 Revit，Tekla 等任意三维软件友好的进行 数据交互。
分析模型互导：可以与其他设计模块（RAM Connection等）良好的传导数据， 也可以与PKPM，SAP2000 等其他分析软件友好互导。
其他模型互导：可以与 AutoPIPE、SACS 等软件进行数据互用。
软件部分功能
1）分析重力和横向载荷
为各种载荷条件设计和分析简单或复杂结构，包括由重力引起的载荷（如恒载和活载）、跨越条件以及包括风力和地震在内的横向载荷。
2）遵循抗震要求
根据相关建筑规范设计和详细设计抗震系统，生成抗震载荷。在设计元素和设计框架及更大的结构系统（如果适用）时考虑这些作用力。在按比例分配和详细设计元素时，遵循所选设计规范的延展性要求。
3）设计和分析结构模型
快速为整个结构建模，包括甲板、板、板缘和开口、梁、柱、墙、支架、扩展和连续基脚及承台。高效自动执行多个费时的设计和分析任务，并生成文档已就绪的实用系统和组件设计。
4）借助有限元进行设计和分析
使用我们最先进的有限元分析来准确高效地完成整个建筑结构的分析、设计和制图。使用我们的快速求解器减少或消除等待结果的时间。
5）设计梁、柱和墙
优化或分析梁、柱和墙的重力和横向载荷，以快速获得安全经济的设计。充满自信地生成符合美国标准以及许多国际设计规格和建筑规范的设计。
6）检查冷弯型截面设计
使用综合的冷弯型截面库设计轻型钢构件，无需使用单独的专用应用程序。
7）设计抗侧力框架
对斜撑框架和抗弯框架执行抗震和风力建筑规范检查。为您的结构项目快速获取安全可靠的设计。
8）国际标准的设计
在您的产品设计中，使用广泛的国际标准与规格，扩展您的业务实践，利用全球的设计机会。受益于国际标准的广泛支持，充满信心的完成您的设计。
9）生成设计载荷和载荷组合
使用内置载荷生成器将规范要求的风力和抗震载荷应用于结构中。基于结构几何图形、批量和选定建筑规范条款，自动计算相关载荷参数，而无需单独手动计算。使用载荷组合生成器将这些横向载荷工况与重力和其他类型的负荷组合起来。
10）导入在 DXF 中创建的截面图形状
快速导入在 DXF 工程图中详细设计的以公制或英制自定义的截面剖面图。或者使用简单的关键尺寸或从一系列标准库中选取的标准来定义常规形状。
11）集成板筏和基础设计
使用集成在分析主模型中的专业应用程序设计板筏和基础。创建设计计算和钢筋工程图。使用 ISM 添加 BIM 模型中的设计信息。
12）集成钢结构结点设计
在单一集成的环境中设计钢结构结点。直接从三维分析中将焊点形态、构件尺寸和合力传输到钢结构结点设计应用程序中。这样可以实现高效的信息复用并减少因结构变化造成的返工量。
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