Paco結構模型轉換——3D3S轉換接口說明

3D3結構設計軟件是同濟大學開發的鋼結構專業軟件，是用于鋼結構-空間結構設計的綜合性軟件，在民用建筑分析與設計中得到廣泛的應用，軟件的最新版本為3D3S V12.1。
Paco是北京市建筑設計研究院有限公司（簡稱BIAD）復雜結構研究院自主研發的結構設計軟件，采用先進的全三維圖形處理平臺和專業的有限元求解內核，內置大量中國規范處理，可直接給出各種設計結果。目前，產品主要分為四個模塊：混凝土結構設計、鋼結構設計、砌體結構加固設計、結構模型轉換。 目前結構模型轉換提供了如下模型轉換功能：
1)   PKPM接口：JWS轉Paco、SpasCAD轉Paco、PMSAP轉Paco
2)   Revit接口：Revit轉Paco
3)   AutoCAD接口：DXF轉Paco
4)   Midas Gen接口：Midas Gen和Paco互轉
5)   Midas Building接口：Midas Building和Paco互轉
6)   SAP2000接口： SAP2000和Paco互轉
7)   ETABS接口：ETABS和Paco互轉
8)   3D3S接口：3D3S和Paco互轉
本文主要介紹3D3S與Paco模型轉換的操作流程，以及在模型轉換中模型的處理細節。

3D3S轉Paco接口

軟件可以直接打開.3D3S模型，通過讀取3D3S導出的文本格式模型（.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轉換為Paco模型，包含下列數據信息：結點表、結點質量表、結點彈簧表、結點約束表、網格線表、材料表、截面表、厚度表、桿件表、桿件偏心表、桿件釋放表、桿件附加質量表、桿件彈簧表、墻板表、洞口對象數據表、洞口布置數據表、墻板偏心表、墻板附加質量表、墻板彈簧表、墻板約束表、彈性連接表、剛性連接表、工況數據表、結點荷載數據表、網格線荷載數據表、桿件荷載數據表、墻板荷載數據表、結點荷載布置表、網格線荷載布置表、桿件荷載布置表、墻板荷載布置表。與Paco模型數據對應的模型信息，保存完整的模型信息，進行轉換。

1. 使用步驟

① 在3D3S的界面下，點擊結構建模->導出->3D3S .3D3S文件，導出模型的文本格式。 ② Paco程序中，點擊文件->導入->導入3D3S模型。

2. 數據處理

2.1 單位
3D3S可選的單位系統很多，轉換程序均可處理，轉為Paco約定的工程習慣單位。
2.2 節點坐標
    三維坐標，直接轉。
2.3 截面     3D3S的截面類型對應的Paco截面類型如下：

3D3S截面類型	熱軋型鋼	薄壁截面	基本截面	實腹組合	格構截面	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中暫時沒有實腹組合與格構截面，因此將3D3S的截面轉換為用戶截面，并在截面名稱加上后綴“-不能轉”以提示用戶注意。
3D3S基本截面中的“工字型楔形截面”轉為Paco的變截面。
① 3D3S熱軋型鋼與薄壁截面轉Paco型鋼截面的對應關系如下表：

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	轉用戶
16	矩形空心型鋼	1800	轉用戶
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Paco用戶截面的對應關系見下表

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
78	梯形	1000	矩形截面-不能轉

 
③ 3D3S材料組合截面轉Paco組合截面的對應關系見下表

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-實心
82	矩形混凝土包圓管	1301	矩形砼-鋼管-實心
83	圓形混凝土包圓管	1501	圓形砼-鋼管-實心

2.4 厚度
3D3S的墻/板截面均可以轉到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，混凝土材質包括混凝土結構設計規范（GB50010）中的各種標號混凝土（C15~C80）；鋼材質包括鋼結構設計規范（GB50017）中的Q235,Q345, Q390, Q420；分別轉為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Paco桿件時，按起始節點自動生成Paco的網格線；
桿件的截面為鋼砼組合材料時，因Paco中無組合材料，因此在Paco中對桿件引用的組合截面設置鋼砼材料屬性；
3D3S中的桿件類型有框架（對應Paco中的支撐、梁、柱），單拉或單壓桿、桁架，轉換為Paco桿件的原則：豎向桿件轉為Paco的柱，水平桿件轉為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。
由于3D3S中的截面定義的局部坐標系與Paco不同，桿件的的局部坐標系定義也不同，為了保證模型的準確性，需要重新定義桿件的轉角，轉角根據3D3S桿件的定位方向、桿件轉角和截面類型確定。 2.7 墻板
3D3S的墻板分別轉為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，分辨轉為Paco的矩形和圓形洞口。 2.9 邊界條件
節點彈簧、節點約束，彈性連接、桿件偏心、桿件釋放、桿件拉壓參數等邊界條件均可以直接轉為Paco模型，并自動考慮桿件局部坐標系的不同。
2.10 工況
3D3S荷載工況中的恒載、活載和風工況轉為Paco中的恒、活、風工況。
2.11 節點荷載
直接轉為Paco的節點荷載，考慮局部坐標系的不同。
2.12 桿件荷載
3D3S有7中桿件荷載，可轉為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
直接轉為Paco的墻板荷載。

3. 工程案例

Paco轉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. 數據處理

2.1 單位
默認N, mm
2.2 材料
鋼、混凝土、自定義材料直接轉，對于組合截面桿件自動合成鋼砼組合材料。
2.3 截面
Paco中的用戶截面, 不能轉的默認為圓鋼，并在截面名稱中標出。

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--//
1500 槽形截面	69 焊接槽鋼
1600 Z形截面	24 圓鋼及索//--不能轉--//
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--//
5100 雙槽形][	24 圓鋼及索//--不能轉--//
5101 雙槽形[]	24 圓鋼及索//--不能轉--//

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為工字鋼變截面。
Paco中的組合截面，空心轉實心，圓形砼-鋼箱轉為圓形砼鋼管。

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--//
1401 圓形砼-鋼箱-實心	83 圓形混凝土包圓管//--不能轉--//
1500 圓形砼-鋼管-空心	83 圓形混凝土包圓管
1501 圓形砼-鋼管-實心	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的截面轉為圓鋼。

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--//
1003 冷彎薄壁卷邊等邊角鋼(GBJ18-87)	24 圓鋼及索//--不能直接轉--//
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//--轉基本截面--//
1402 輕型焊接 H 型鋼(YB3302-92)	17 焊接H型鋼//--轉基本截面--//
1403 高頻焊接輕型 H 型鋼(JG/T137-2001)	17 焊接H型鋼//--轉基本截面--//
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//--轉基本截面--//
1700 熱軋方鋼(GB702-86)	29 矩形截面//--轉基本截面--//
1701 薄壁方鋼管(GBJ18-87)	21 矩形管截面//--轉基本截面--//
1702 薄壁矩形鋼管(計算手冊)	21 矩形管截面//--轉基本截面--//
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//--轉基本截面--//
6200 冷彎薄壁槽鋼][組合(GBJ18-87)	19 焊接不對稱工字型截面//--轉基本截面--//
6201 冷彎薄壁槽鋼[]組合(GBJ18-87)	20 焊接箱型截面//--轉基本截面--//
6300 冷彎薄壁卷邊槽鋼][組合(GBJ18-87)	19 焊接不對稱工字型截面//--轉基本截面--//
6301 冷彎薄壁卷邊槽鋼[]組合(GBJ18-87	20 焊接箱型截面//--轉基本截面--//

2.4 厚度
轉為3D3S的膜厚度。
2.5 偏心
3D3S只有E2，E3兩個方向的偏心, 轉為局部坐標方向。
2.6 節點坐標
三維坐標，直接轉。
2.7 桿件
拉壓桿件轉為3D3S“拉壓限定單元”  ，其它桿件轉為3D3S“線單元”。 定義方位和轉角：
① 3D3S中的截面定義上為2，右為3，1朝向屏幕內；而Paco  中的截面定義上為z，右為y，x朝向屏幕外。同時，Paco有截面方向參數。
② 3D3S桿件可以設置定位方向，即設置局部2軸方位。默認桿件局部坐標軸：一般，方位軸2 ->+Z， 1×Z=3，3×1=2 ;桿件為柱柱（Z//1時），方位軸2->+X，1×2=3；
由于上述兩點不同，Paco的桿件轉3D3S時，先要指定2軸方位，然后根據截面設置桿件轉角和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
轉圓管	0：+90 1：-90	轉圓管	1：+180	轉圓管	0,-90,180,90	0,-90,180,90 [1/2/5/6]反轉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。
2.9 洞口
僅轉Paco中的矩形、圓形洞口
2.10 結構組
僅轉Paco結構組，包括節點、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，連接考慮局部坐標系的變化。
2.12 工況
3D3S只有恒載、活載、風工況，只轉Paco系統工況中的恒載、活載、              X向風、Y向風，其余工況不轉。
2.12 節點荷載
節點力直接轉為3D3S的節點荷載。
2.13 桿件荷載
7種單元荷載，考慮局部坐標系的變化。
2.14 面荷載
轉為3D3S的面均布荷載。

3. 工程案例