钢结构是建筑结构的主要类型之一，钢结构建筑的数量标志着一个国家或地区的经济实力和经济发展水平。
早期，我国在铁结构方面虽然有着令人瞩目的成就，但是由于受到2000多年封建制度的束缚，加上科学经济不发达，导致长期停留在铁质建筑的水平，直到19世纪末，我国才开始采用现代钢结构。
2000年以后，我国国民经济大幅增长，国力增强，成为世界钢铁生产大国，提出在建筑中“积极合理用钢”，从此摆脱了“限制用钢”的束缚，钢结构建筑在经济发达地区逐渐增多。
在建筑工程施工中，采用钢结构工程进行设计，不仅可以使建筑工程拥有较大的跨度空间，而且具有安装方便，造价低廉的优点，因此在建筑工程中得到越来越广泛的应用。
随着我国城镇化进程的进一步发展，高层建筑的数量将急剧增加，这对钢结构工程的设计提出了更高的要求。
为了更高质量地保证建筑钢结构工程的建设，除了在钢结构工程设计时严格遵循相应的规范和标准，完成相应的设计要点外，还可以利用BIM技术，利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，以及抗震、风力等稳定性分析。
1.钢结构设计标准
2017年12月住房城乡建设部发布《钢结构设计标准》，编号为GB50017-2017，将于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 推出的 3D 建模和详细设计环境，专为支持您的钢筋混凝土施工和规划任务而设计钢结构设计及实用计算，从最初的规划和设计到整个施工装配的结束。
ProStructures 包括两个组件：ProSteel（钢结构详图和制造软件）和 ProConcrete（混凝土绘图和制造软件），可以帮助您提高工作效率和盈利能力。
使用 ProStructures 您可以
ProSteel（钢结构详图和制造软件）
ProSteel 是基于 AutoCAD 平台的专业 3D 钢结构建模、深化和生产控制软件系统。用户可在 ProSteel 软件中轻松建立各种钢结构的 3D 模型，系统自动生成所有施工图和材料清单。ProSteel 提供丰富的数据接口，可连接结构计算软件、数控机床、钢结构生产规划和管理软件。
软件的部分功能
1）3D建模
Prosteel 可以快速生成方形、圆柱形、圆锥形、楔形等标准轴网格钢结构设计及实用计算，用户还可以在空间中设置任意轴，程序会自动生成轴平面图和立面图，用户可以根据轴排列任意形状的直杆、空间曲线杆和板。
右键菜单提供了多种组件属性。程序还提供了丰富的组件编辑功能，用户可以自由修改组件（组件复制、移动、镜像、克隆等常规编辑操作，组件拆分、钻孔、自适应切割、坡口、倒角、添加螺栓、开槽等加工操作）。程序截面库包括20多个国家的标准型钢截面，包括工字钢、H型钢、槽钢、角钢、C型钢、T型钢、圆钢等。用户还可以自定义截面、组合截面、焊接截面、屋面板、墙面板等。
2）自动创建节点
ProSteel通过选择节点类型和连接组件自动生成节点。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：一般端板连接、底板连接、角钢连接、拼接连接、腋连接、支撑连接、檩条连接等类型。
ProSteel 提供了快速生成子结构和辅助构件的方法，一些复杂且重复的模型，如楼梯、梯子、桁架、钢架、栏杆、扶手等，只需点击几下鼠标即可生成。
3）过滤器搜索和碰撞检测
ProSteel 可以对整个模型或仅对指定部件进行碰撞检测。最小碰撞检测距离可任意设置。碰撞检测不仅检测部件，还可以检测螺栓与其孔之间的装配间隙是否足够。
您可以设置条件来搜索对象，例如 8 毫米厚的加劲肋、所有 I20 型钢或 M20 螺栓等。
4）零部件自动编号
ProSteel 可以根据组件的属性对其进行分组和自动编号。可以一次性对一组组件的主要组件以及组内的各个组件进行编号。用户还可以手动指定组件编号。用户可以定义图纸上编号注释的类型和形式（如图所示，圆圈、箭头、文本等）。这些注释可以在视图中或图纸输出时自动生成，也可以由用户手动添加。
5）自动生成图纸
Detailing Center 是3D模型与2D施工图的转换和处理中心。Detailing Center的界面类似Windows资源管理器，对话框可以拖动到屏幕的任意位置。在这里，用户可以完全控制2D图纸的生成。从生成项目的布置图到设计过程中每一次设计变更信息的管理，一切都由Detailing Center掌控。
ProSteel的变更管理功能非常强大，当用户对3D模型进行变更时，软件会自动识别出需要修改的图纸，并将图纸名称用红色标注出来，用户确认后，软件就可以自动对这些图纸进行修改。图纸的生成是在图纸样式的控制下进行的，通过设置相应的参数就可以得到自己需要的图纸样式，250多个参数中的每一个参数在设置的时候都可以看到效果。用户可以设置不同的模板来实现不同图纸的样式控制。
6）自动生成物料清单
3.钢结构计算分析BIM软件
STAAD.Pro 是一款完全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。它用于分析几乎所有类型的结构，这些结构受静态载荷、动态响应、土-结构相互作用或风、地震和移动载荷的影响。目前它在全球近 100 个国家/地区拥有超过 160,000 名用户。
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，简单易用。
命令编辑器：命令编辑器可以保存建模、分析和设计过程中的所有命令，可以用任意文本进行编辑和修改。图形界面自动更新数据。
截面生成器：支持组合截面、手工绘制截面或从 CAD 文件导入的截面，可计算截面属性并将其导入分析模型。
网格划分工具：在定义的模型区域内创建并划分三角形或四边形网格元素。
2）基本分析单元及边界条件
单元类型：支持棒单元、板壳单元、块单元以及一些具有特殊性质的单元。
支撑：支撑一系列的支撑包括固定支撑、铰接支撑、弹簧支撑、基础支撑等。
荷载：支持两种荷载定义方式：直接指定或通过荷载传输工具生成。
3）较强的分析能力
基本求解器和高级求解器：与基本求解器相比，对于某些特殊的大型模型，高级求解器的速度提高了 100 倍！
强大的分析设计功能，包括静力分析、动力分析、反应谱分析、屈曲分析、推覆分析、几何非线性分析等。
4）结构设计能力
钢结构设计：涵盖全球40多个国家和地区的钢材型材及标准，轻松满足全球业主的不同需求。
具体设计：两种设计模式支持 25 种具体规范。
其他结构设计：支持木结构设计和铝结构设计，支持采用美国、印度和英国标准的剪力墙设计。
5）数据互操作性
几何模型相互导入：可以读取任意CAD软件发布的包含线元、面元的3D DXF文件。
BIM模型交互：支持与Revit、Tekla等任何3D软件进行友好的数据交互。
分析模型互相通信：能与其他设计模块（RAM Connection等）进行良好的数据传导，也能与PKPM、SAP2000等其他分析软件进行友好的通信。
其他模型互操作性：数据可以与AutoPIPE、SACS等软件互操作。
软件的部分功能
1）分析重力和侧向载荷
设计和分析各种载荷条件下的简单或复杂结构，包括重力载荷（例如静载荷和活载荷）、跨越条件以及包括风和地震的横向载荷。
2）符合抗震要求
根据相关建筑规范设计和详细设计抗震系统并生成地震荷载。在设计构件时以及在设计框架和大型结构系统时（如适用）考虑这些力。在按比例分配和详细设计构件时，请遵循所选设计规范的延展性要求。
3）设计和分析结构模型
快速建模整个结构，包括甲板、板、板边和开口、梁、柱、墙、支架、延伸和连续基础以及盖板。高效地自动执行许多耗时的设计和分析任务，并生成实用的、可文档化系统和组件设计。
4）有限元设计与分析
使用我们最先进的有限元分析准确高效地完成整个建筑结构的分析、设计和绘图。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，以快速获得安全且经济的设计。自信地生成符合美国标准以及许多国际设计规范和建筑规范的设计。
6）检查冷弯型钢截面设计
使用全面的冷弯型钢库来设计轻钢构件，无需单独的专用应用程序。
7）设计抗侧力框架
对支撑和弯矩框架进行抗震和抗风建筑规范检查。快速获得结构项目的安全可靠设计。
8）按照国际标准设计
在您的产品设计中使用广泛的国际标准和规范，拓展您的业务实践，并利用全球设计机会。受益于国际标准的广泛支持，并自信地完成您的设计。
9）生成设计荷载和荷载组合
使用内置负载生成器将规范要求的风荷载和地震荷载应用于您的结构。根据结构几何形状、质量和所选建筑规范条款自动计算相关负载参数，无需单独手动计算。使用负载组合生成器将这些横向负载情况与重力和其他类型的负载相结合。
10）导入以DXF格式创建的横截面形状
快速导入在 DXF 绘图中详细设计的公制或英制自定义横截面轮廓。或者使用简单的关键尺寸定义一般形状，或从一系列标准库中进行选择。
11）综合楼板和基础设计
使用集成到主分析模型中的专业应用程序设计板和基础。创建设计计算和加固图。使用 ISM 从 BIM 模型添加设计信息。
12）整体钢结构节点设计
在单一集成环境中设计钢结构连接。将焊缝几何形状、构件尺寸和合力直接从 3D 分析传输到钢结构连接设计应用程序。这样可以高效地重复使用信息，并减少因结构变化而导致的返工量。
