在結構設計的過程中，除了分析整體結構的內力，位移，驗算單根構件的強度，穩定等步驟之外，節點設計也是個很重要的步驟，能快速地設計節點及繪制節點詳圖，可以大大提高設計人員的效率。

3D3S門剛主鋼架節點設計的步驟：

一、節點計算參數選擇

節點設計基本計算參數：

在輕鋼和多高層模塊中，3D3S提供了多種節點設計的方法：

1）按3D3S整體計算內力；

2）按構件等強；

3）按用戶指定的節點設計力；

4）按參數化節點庫。

圖1 基本計算參數對話框

前三種模式的在計算上的本質區別在于節點設計力的來源不同，第4種模式并不對節點進行計算，其本質上是把已經設計好的具體節點尺寸參數保存到數據庫中，

下次根據此結果直接復制到其它的新節點上去，這種模式特別適合于鋼結構的加工圖深化設計。等強設計是一種非常實用的設計計算模式，框架節點由單一的等強系數（0到1之間）來控制，門式剛架節點和柱腳節點由與彎矩、軸力和剪力分別對應的多個等強系數來控制。當不輸入等強系數，而按默認為0計算時，按內力為

0進行計算。如果用戶使用其它結構分析軟件（例如SAP2000或Ansys）經整體計算得到構件桿端力，而在本軟件模塊中進行包括節點設計在內的后處理工作，那么可以使用“按用戶指定的節點設計力”模式。軟件不對門式剛架圍護結構的連接節點進行計算，由用戶直接指定節點的尺寸等參數。

螺栓直徑和間距：

用戶可以指定螺栓的間距和直徑，也可以由軟件自動選擇計算，即選擇項為“缺省”。當指定為軟件自動選擇計算時，軟件按照M16，M20，M22， M24，M27，M30的直徑順序進行設計計算，直至找到同時符合強度和構造要求的螺栓直徑。基本構造參數對話框子頁面如下圖所示。軟件在節點計算時，只選用已打“√”的板厚系列。

圖2 基本構造參數對話框

輕鋼節點參數

對話框子頁面如下圖所示。此外的輕鋼節點是指主剛架節點。按等強設計計算時，軟件用多個系數（0——1）控制等強應力比，分別對應軸力、彎矩和剪力，簡稱為分項應力比。左上角由用戶確定是否考慮“截面50%承載力計算”及“節點域抗剪驗算”

圖3 輕鋼節點參數對話框

二、選擇默認的連接形式、自動設計對話框子頁面如下圖所示。與輕鋼節點相同，按等強設計計算時，軟件用多個系數（0——1）控制等強應力比，分別對應軸力、彎矩和剪力，簡稱為分項應力比。無論是按等強還是按輸入組合內力設計計算，計算程序對輸入的各個分項應力比或內力值的取用與具體的節點類型相關，例如當節點為鉸接節點時，無論輸入的彎矩值（M2、M3）為多少，計算程序均不予考慮。另外，無論輸入內力組合值中軸力N的正負，計算程序均按軸壓力考慮。

圖4 腳柱對話框

1）門剛模塊中，主要有中柱節點、邊柱節點、披跨節點、梁梁對接節點、屋脊節點、屋脊處搖擺柱、非屋脊處搖擺柱節點等類型。用戶需要把用到的節點從左邊的“可用形式添加到右邊的“選用形式”中去。軟件自動選用相應位置的節點形式進行設計。

圖5 選擇連接節點形式對話框

節點設計的應用技巧

1）對于用高強螺栓連接的梁腹板要求梁腹板高至少是螺栓最小間距+最小邊距3*d0+2*d0+2*d0=122.5，鉸接縫隙

40mm，剛接縫隙70mm，那么梁腹板至少165——195的高度，要求梁腹板至少6mm厚。這是因為根據規范要求，螺栓的最小間距為3*d0=3*(16+1.5)=52.5mm,最大間距控制在12*t=12*6=72mm,滿足要求。對于板厚4mm的高強螺栓連接，最大間距控制在12*t=12*4=48mm,顯然大于最小螺栓間距，構造要求不能夠滿足。

2）對于梁柱連接的等強設計、按內力設計，以及按輸入組合內力設計在軟件計算中，計算用桿件力有三種渠道：等強、3D3S有限元整體計算結果、輸入的組合內力。等強是指按梁或支撐單元的設計強度來設計節點連接，對于梁，考慮了最大彎矩f*W，最大剪力fv*Aw，對于支撐，考慮最大設計軸力A*f；如果是等強抗震連接計算，那么計算書中給出的彎矩、剪力、軸力均除以了抗震調整系數0.75或0.8。

3）常用計算法及精確計算法這是兩種常用的連接計算方法。區別在于梁腹板是否承擔了彎距。一般來說，如果梁翼緣的慣性矩/全截面慣性矩大于70%，工程師趨向于應用常用計算法進行計算。但是考慮到腹板排列高強螺栓，也必然會承擔一部分彎矩。軟件將這個開關放在節點計算參數選擇里，讓用戶自己決定。

4）對于高強螺栓連接螺栓直徑的選擇在程序中，高強螺栓是按增加排數——增大螺栓直徑——增加列數來滿足強度要求確定的。設計結果可能出現采用的螺栓直徑小，排列密集的情況，與工程師的習慣不同。而且對于整個鋼結構體系，不同的節點設計，可能軟件自動選擇不同直徑的螺栓，出現好幾種螺栓直徑，下料施工不方便。

建議用戶在遇見這種情況的時候，在節點設計參數對話框中，指定一個螺栓直徑，那么程序會根據指定的直徑進行所有的連接設計。當然，在部分節點，指定直徑會設計失敗，這是由連接桿件的板厚、板寬決定的。這時可以改變螺栓直徑或直接將直徑設為缺省，再一次進行節點設計。指定螺栓直徑/缺省直徑兩種選擇合理使用，將會減少工程中應用的螺栓種類，有合理的螺栓排列，得到滿意的設計結果，減少工作量。

5）門式剛架梁柱節點的加勁肋布置可以在節點編輯對話框中改變加勁肋的數量與位置。牛腿設計軟件根據吊車設置與荷載進行牛腿設計，計算結果文件放在后處理文件夾中，后綴名為“.niutui”，可用命令“查看吊車牛腿計算書”打開計算書文本。

三、3D3S門剛圍護結構節點設計的步驟：

1、圍護結構連接節點幾何參數的設置

圖6 圍護結構連接節點幾何參數對話框

2、圍護結構節點自動裝配，軟件自動根據所在的位置進行圍護節點的裝配。

3、實際模型中的節點：

圖7圍護結構連接節點

圖8 圍護結構與屋面梁連接節點

節點計算書：節點計算書列出了計算時采用的節點參數，Vmax，Vmin，Nmax，Nmin，Mmax，Mmin，等六種情況下的桿端內力和計算結果。以及考慮按截面50%承載力計算以及節點域抗剪驗算結果

圖9 節點計算書