3d3sv12.1 变电构架手册.pdf

变电构架集成设计系统使用手册 0 钢结构设计软件 V12 变电构架集成设计系统使用手册 同济大学 3D3S 研发组 上海同磊土木工程技术有限公司上海同磊土木工程技术有限公司 2015 年 02 月 变电构架集成设计系统使用手册 1 版版 权权 声声 明明 3D3S 计算机程序以及全部相关文档是受专利权法和著作权法保护的产品， 版权属于上海同磊土木工程技术有限公司及合作方未经上海同磊土木工程技术有限公司的书面许可，不得以任何形式、任何手段复制本产品或文档的任何部分 上海同磊土木工程技术有限公司 江苏省电力设计院 ：021－65981466 ：021—65985557 电子邮件：support@ marketing@ sales@ 网址： 变电构架集成设计系统使用手册 2 免免 责责 声声 明明 3D3S 软件的开发以及文档的编制投入了相当多的时间和努力， 经过了严格的测试和使用。

自 1997年开发以来，众多用户的工程应用证明了软件的适用性和正确性 但在程序使用方面，使用者接受并清楚地知道开发者或经销商在程序的准确性或可靠度上没有做任何直接或暗示的担保使用者必须明确了解程序的假定并必须独立的核查结果 上海同磊土木工程技术有限公司 变电构架集成设计系统使用手册 3 目录目录 第一章第一章 总说明总说明 . 4 1 变电构架结构概述变电构架结构概述[1] 4 1.1 变电构架的型式 4 1.2 主要结构型式简述 4 1.3 变电构架的特点 5 1.4 设计技术依据 6 2 人字柱变电构架使用操作顺序人字柱变电构架使用操作顺序 . 7 第二章第二章 人字柱变电构架菜单功能说明人字柱变电构架菜单功能说明 . 12 2.1 结构编辑 . 12 2.2 显示查询 . 16 2.3 构件属性 . 16 2.4 荷载编辑 . 18 2.5 内力分析 . 20 2.6 设计验算 . 30 2.7 实体模型编辑 . 36 2.8 节点设计 . 58 2.9 施工图 . 69 第三章第三章 格构式变电构架使用操作顺序格构式变电构架使用操作顺序 . 76 第四章第四章 格构式变电构架菜单功能说明格构式变电构架菜单功能说明 . 80 4.1 结构编辑 . 80 4.2 荷载编辑 . 83 4.3 实体模型 . 84 4.4 节点设计 . 90 4.5 施工图 . 95 第五章第五章 变电构架例题变电构架例题 . 97 例题 1（人字柱构架） 97 例题 2（人字柱的定义） . 111 例题 3（实体模型构架梁角钢方位和偏心的调整） 113 例题 4（格构式四边形钢管塔） 115 第六章第六章 常见问题说明常见问题说明 . 121 变电构架集成设计系统使用手册 4 第一章第一章 总说明总说明 1 变电构架结构概述变电构架结构概述[1] 1.1 1.1 变电构架的型式变电构架的型式 由于我国地域辽阔，各地的自然条件及经济发展水平存在着很大的差别，给变电构架的型式也带来了多样性。

随着国家整体经济实力和变电站电压等级的提高，在结构材料的选用和考虑安全性的同时，还要考虑结构的经济性、加工制造和施工的快捷性、成品质量的美观性等随着我国经济的高速发展，我国的钢产量也随之大幅度提高近些年来，在 220kV 及以上等级的变电站构架结构中，采用钢结构的越来越多了，采用混凝土结构的越来越少了特别是在 500kV 及以上的交直流工程中，全部采用的是钢构架钢结构变电构架的应用在近几年得到了飞速发展 变电站构架结构，按材料分:分为钢结构和混凝土结构按结构型式分: 对柱有格构式、A 字柱及打拉线等型式;对梁有格构式和非格构式构架的型式通常主要有以下几种:①焊接普通钢管结构;②格构式角钢(钢管)塔架结构;③高强度钢管梁柱结构;④型钢结构;⑤薄壁离心钢管混凝土结构;⑥钢管混凝土结构;⑦环形截面钢筋混凝土杆结构;⑧预应力环形截面钢筋混凝土杆结构;⑨打拉线结构 本软件可以完成的构架结构形式包括①~⑦，材料涵盖钢结构和混凝土结构其中，焊接普通钢管结构， 全国各地有能力加工制造的加工厂比较多， 加工制作工艺很成熟， 安装、 运输方便， 是目前 220kV及以上等级的变电站工程中使用最广泛的一种结构型式。

1.2 1.2 主要结构型式简述主要结构型式简述 1.2.1 焊接普通钢管结构是目前常用的结构型式，该结构通常是由焊接普通钢管人字柱和格构式钢梁组成该结构加工工艺很成熟，生产厂家比较多，施工方便，外形美观 1.2.2 格构式角钢(钢管)塔架结构由矩形断面格构式柱和矩形断面格构式钢梁组成 柱有自立式和带端撑式两种，自立式柱用得较多格构式结构单根杆件较小，制作、安装、运输比较方便 变电构架集成设计系统使用手册 5 图 1-1 A 字柱+格构式梁构架 图 1-2 圆管格构式构架 1.3 1.3 变电构架的特点变电构架的特点 变电构架的受力主要以受水平荷载为主，承受的主要水平荷载是导线及地线的张力，其次是风力导线张力的大小与导线的档距、弧垂、导线自重、覆冰厚度、引下线重量和安装导线检修上人等有关，导线弧垂又随温度的变化而变化，因此，导线型号和档距虽然相同，在不同气象条件下导线张力也是不同的同时各种不利因素也不一定同时出现，如最大覆冰或最大风速的时候一般也不会有人到导线上去检修根据电气要求，不同的电压等级要求带电的导线对地面和其他构筑物保持一定的距离，因此构架特点是柱高而断面细小，属于大柔度结构。

变电构架集成设计系统使用手册 6 1.4 1.4 设计技术依据设计技术依据 本软件编制的主要技术依据包括： 《变电站建筑结构技术规程》 （DL/T5457-2012）; 《变电构架技术手册》 中南电力设计院编 湖北科学技术出版社 2006 年版； 《钢结构设计规范》 （GB50017-2003） ； 《建筑结构荷载规范》 （GB50009-2012） ； 《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》 （DL/T5154-2012） ； 有相关构架杆件以及节点的承载力、稳定、变形、抗裂、抗震及耐久性的设计计算和构造要求等，软件中实现的设计值可能不全面，不足部分请参见相应的现行国家、行业等规程规范软件中设计结果参数全部允许用户根据具体的工程情况进行修改 变电构架集成设计系统使用手册 7 2 人字柱变电构架人字柱变电构架使用操作顺序使用操作顺序 一、一、 建立塔架模型建立塔架模型 使用结构编辑菜单下的变电构架轴网变电构架轴网命令，定义轴网使用结构编辑菜单下的人字柱人字柱命令，创建人字柱模型 使用结构编辑菜单下的桁架梁桁架梁命令，创建桁架梁模型 变电构架集成设计系统使用手册 8 二、二、 施加荷载施加荷载 使用荷载－添加杆件导荷载命令荷载－添加杆件导荷载命令，双击输入恒载面荷载（工况 0） 、活载面荷载（工况 1） ，选择双向导到节点；选择受荷范围按钮，在屏幕中选择当前显示的上弦平面的所有杆件后，关闭退出； 荷载—生成封闭面，在封闭面已生成后按继续执行自动导荷载；使用显示查询－按工况号显示导荷显示查询－按工况号显示导荷载菜单载菜单，在屏幕中可以显示出面荷载作用的所有封闭面，可以使用 ACAD 的 SHADE 命令来进行消隐观察；点击取消附加信息显示和全部显示开关，恢复整体模型的显示； 使用显示查显示查询－显示节点荷载命令询－显示节点荷载命令，在屏幕中可以显示出最终作用的所有节点荷载。

使用荷载编辑中的地震荷载菜单下地震荷载参数地震荷载参数命令，输入地震荷载 变电构架集成设计系统使用手册 9 三、三、 内力分析内力分析 使用内力分析菜单下分析内容选择及计算分析内容选择及计算命令，选中地震计算和线性分析，确定后进行地震荷载计算和结构线性内力计算 四、四、 设计验算设计验算 使用设计验算菜单下选择规范选择规范命令，选中所有杆件后选择架空送电线路塔验算（DL/T 5154,DL/T 5130） 变电构架集成设计系统使用手册 10 使用设计验算菜单下单元验算单元验算命令，选中所有杆件后选择截面优选选项，进行杆件截面优选截面发生变化后需重新进行内力分析和单元验算，重复几次后完成截面优选使用设计验算菜单下单元验算单元验算命令，选中所有杆件后选择校核选项，进行单元验算 五、写计算书五、写计算书 使用设计验算菜单下写计算书写计算书命令，输出计算书 六、后处理实体模型六、后处理实体模型 使用后处理菜单下生成后处理实体模型生成后处理实体模型命令，选中所有杆件后自动生成后处理实体模型，打开生成的后处理实体模型文件 七、定义塔段七、定义塔段 使用后处理菜单下定义塔段定义塔段命令，定义塔段。

输入塔段名，增加塔段，需按则塔段类型，添加相应杆件到相应塔段上 八、节点连接设计八、节点连接设计 使用后处理菜单下节点设计菜单下节点自动设计节点自动设计命令，自动进行节点设计使用后处理菜单下节点设计菜单下连接节点设计连接节点设计命令，手动进行节点设计使用后处理菜单下添加附件添加附件命令，自动添加节点附件使用后处理菜单下添加零件添加零件命令，自动添加节点零件使用后处理菜单下节点编辑节点编辑命令，对节点进行手动编辑 九、节点归并和杆件编号九、节点归并和杆件编号 使用后处理菜单下节点归并节点归并命令，进行节点归并使用后处理菜单下杆件编号杆件编号命令，在弹出对话框变电构架集成设计系统使用手册 11 中点击自动编号按钮，软件自动进行杆件编号 十一、绘制施工图十一、绘制施工图 使用施工图菜单下绘制施工图绘制施工图命令，完成梁柱结构详图的绘制 变电构架集成设计系统使用手册 12 第第二二章章 人字柱变电构架菜单功能说明人字柱变电构架菜单功能说明 2 2.1.1 结构编辑结构编辑 2 2.1.1.1.1 变电构架轴网变电构架轴网 该命令用于添加轴网，按此命令后弹出定义轴线对话框，选择轴网为标准轴网或非标准轴网。

标准轴网时输入横轴线数及轴线间距，纵轴线数及纵轴线间距非标准轴网按从左到右，从下到上的顺序输入，输入格式如对话框所示 选取基点或者输入基点坐标，点击布置按钮，进行变电构架轴网的布置其中轴网命令生成的就是由 CAD 的直线组成的轴网，用户也可以在图形界面中直接划直线来生成轴网 2 2.1.2.1.2 人字柱人字柱 该命令用于添加人字柱，按此命令后弹出人字柱对话框，如下图所示： 对话框左侧上部为柱几何信息，包括塔架类型，即双脚塔或三脚塔塔架高度，即整个人字柱人字形高度，顶柱高度即桁架梁下弦平面以上单根钢管的高度，底部宽度即塔底部双脚之间距离，底部宽度变电构架集成设计系统使用手册 13 2 即斜撑脚点距离柱脚双脚点直线的垂直距离顶部宽度即在桁架梁下弦平面上人字柱两根钢管之间的偏移距离斜撑顶偏移即斜撑顶点与中心交点的偏心垂直距离支座类型即塔柱柱脚的支座形式 对话框下部为柱脚根开方向定义， 柱脚根开方向主要用来定义柱脚2个点的位置和斜撑脚点的位置其原则是根据右手法则 假设柱脚根开方向矢量为 0,1,0，即沿 Y 方向，则建模时，柱脚 2 个脚点为：通过基准点，沿 Y 轴方向的 2 个点，斜撑脚点为：柱脚根开方向向量和 Z 向量做叉乘以后的方向上的点，即 Y 轴叉乘 Z 轴，所得方向为 X 轴。

即斜撑脚点的方向为 X 方向上的点 如果柱脚根开方向为 0,-1,0，即沿柱脚脚点“-Y”方向，则斜撑脚点为“–X”方向上的点 对话框左侧下部为截面信息即柱截面、加劲环截面，顶柱截面和斜撑截面，点击右侧的按钮，弹出定义截面对话框，如下图所示，选择一种钢管截面即可 右侧横隔信息即输。