CYPE 3D - 三维结构设计与分析软件-北京睿驰科技

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CYPE 3D 是一款用于三维结构分析与设计的软件工具，适用于钢结构、混凝土结构、钢-混凝土组合结构、铝结构、木结构及其他多种材料的结构设计，包括连接节点（轧制和焊接工字形截面、空心截面的焊接与螺栓连接）的设计，以及采用底板、独立基础、桩承台、拉梁和连系梁的基础设计。

除节点和杆件组成的结构分析与设计外，程序还支持添加壳单元（具有恒定厚度的平面二维单元，多边形边界，可剖分为有限元）以分析其应力和应变。程序可进行截面耐火性校验、结构抗震分析，并借助集成的 OpenSees© 分析引擎，进行临界屈曲荷载系数确定和模态振动分析等高阶分析。

CYPE 3D 可生成立计算报告（包含各构件按不同规范的校验结果）和结构图纸。使用 CYPE 3D 创建的模型可作为集成式三维结构导入 CYPECAD 进行联合设计，也可导出到 CYPE Connect 和 StruBIM Steel 进行节点详细设计与分析。

软件特点

1. 多材料支持与完整设计

CYPE 3D 支持多种材料的结构构件设计，包括钢材、混凝土、木材、铝材、钢-混凝土组合材料以及通用材料。程序可对混凝土柱和梁进行配筋设计，对钢筋混凝土和组合混凝土柱进行设计，并提供基础设计工具（如独立基础、钢筋混凝土桩承台）以及采用底板的结构连接设计。

2. OpenSees© 高阶分析引擎

程序集成了加州大学伯克利分校开发的 OpenSees©（Open System for Earthquake Engineering Simulation）分析引擎，可进行线性和非线性结构分析。支持的复杂分析包括：

线性屈曲分析：确定各组合下结构的临界荷载系数和屈曲变形
模态振动分析：进行结构的模态分析
非线性分析：支持仅受拉或仅受压杆件的非线性分析，以及带抬升支座的非线性分析

3. 门式刚架生成器

CYPE 3D 集成了门式刚架生成器，可自动生成平行门式刚架结构的几何图形和荷载，并导出数据到 CYPE 3D 进行完整模型分析。生成的信息包括：

指定刚架或完整刚架系统的杆件几何图形
必要的荷载工况
荷载面板（分布面荷载，包含围护结构和檩条自重及/或屋面活荷载信息）
风荷载和雪荷载面荷载
刚架分组及杆件屈曲系数
柱的支座或外部连接

4. Open BIM 工作流程

作为连接到 BIMserver.center 平台的 Open BIM 工具，CYPE 3D 支持多种工作流程：

数据输入方式：

自由建模或基于模板（DXF/DWG、DWF、PDF、图片模板）建模
门式刚架生成器自动生成
IFC 文件自动录入（节点 IFCStructuralPointConnection、杆件 IFCStructuralCurveMember）
DXF/DWG 文件自动生成几何（文件中的线条转换为 CYPE 3D 杆件）
特定格式文本文件自动生成几何

数据输出方式：

报告导出：HTML、DOCX、PDF、RTF、TXT 格式
图纸导出：DXF、DWG、PDF 格式
CSV 文件：节点几何、各荷载工况下杆件力、组合及包络数据
BIMserver.center 平台导出：使用 IFC 和 GLTF 格式
供 CYPE Connect / StruBIM Steel 使用：导入钢结构和力以进行节点详细分析
供 Autodesk Revit 使用（通过 Open BIM - Revit 插件）

5. 集成式三维结构

CYPE 3D 中开发的模型（.ed3 文件）可作为集成式三维结构并入 CYPECAD，与 CYPECAD 中输入的其他元件一同分析，并可导出工程量清单到 Arquimedes 或 FIEBDC-3 格式文件。

功能介绍

1. 工作环境

CYPE 3D 的工作环境分为两个主要选项卡："Structure"（结构）和"Foundation"（基础），位于屏幕左下角。"Structure"选项卡内按顺序设有多个子选项卡："Job"（任务）、"Geometry"（几何）、"Properties"（属性）、"Load"（荷载）、"Connections"（连接）、"Analysis"（分析）、"Reinforcement"（配筋）和"Windows"（窗口），遵循结构模型输入、定义和分析的顺序流程。

界面组成：

顶部主工具栏：根据当前打开选项卡显示不同功能
工作区：所有项目元素的输入、编辑和查看区域，可切换示意图或三维显示方式，支持定义多个显示窗口
左侧面板：项目标签定义、类别可见性管理及其他显示选项

这些面板采用可停靠窗口系统，可根据项目需求自定义。2025.b 版本起，新增硬件加速功能，移动、旋转或缩放模型时更流畅。

2. 几何定义

"Geometry"选项卡包含参考平面定义及节点、杆件、壳单元的几何输入选项。用户可使用栅格、参考绘图和线条、尺寸、模板和/或坐标系等多种辅助元素在工作区窗口中输入几何图形。定义几何时需指定每个杆件和壳单元的截面和材料，可输入通用杆件、柱、梁或斜撑，支持钢材、混凝土、钢-混凝土组合、铝材、木材或通用材料杆件。

3. 属性编辑

"Properties"选项卡用于定义节点、杆件和壳单元的特性：

节点：内部和外部连接定义、约束
杆件：屈曲和侧向扭转屈曲系数/长度调整、支撑对定义、节点和端部固定、塑性铰、挠度组
壳单元：内部和外部连接定义、力积分带
刚性隔板：输入、生成和编辑

4. 荷载输入

"Loads"选项卡用于查看、输入和编辑结构元素上的荷载：

节点荷载
杆件荷载
壳单元荷载
荷载面板和面荷载（可占用面板的全部或部分区域）

荷载可与所需荷载假设关联，通过类型、值和方向定义。支持温度升高荷载、施加位移和旋转，以及自重荷载的自动生成。

5. 节点分析与设计

"Connections"选项卡包含结构连接的设计与分析工具。用户可在节点处、杆件端部或选定杆件组间手动输入连接，或自动生成连接。可编辑连接组件，访问单个节点的分析和设计工具，获取详细的规范校验报告或详细图纸。

6. 分析与结果查看

"Analysis"选项卡包含结构元素分析和设计的工具，以及分析结果查看工具。可查看的分析结果包括：

节点位移
支座反力
杆件和积分带内力
变形和等值线图
执行的校验
边界状态校验详细报告

除应力-应变分析外，还可进行线性屈曲分析和模态振动分析等高阶分析。

7. 配筋编辑

"Reinforcement"选项卡提供查看和修改模型中柱和梁配筋及截面的工具。用户可查看程序对所有柱和梁及其所有跨度自动执行的力、尺寸和校验，调整配筋或截面，并生成详细的规范校验报告。

8. 基础设计

完成"Structure"选项卡的工作后，进入"Foundation"选项卡进行基础元素的设计与分析。流程包括：配置基础常规数据、分析设计选项和配筋表；在平面图中输入基础组件（如独立基础、梁、拉梁、连系梁）或使用自动生成功能；进行所有基础元素的计算、校验和尺寸设计；必要时编辑调整元素并校验修改。

应用领域

CYPE 3D 适用于各类建筑和土木工程结构的设计与分析：

钢结构建筑：工业厂房、商业建筑、高层建筑的钢框架、门式刚架、桁架结构设计
混凝土结构：钢筋混凝土框架、梁柱体系的设计与配筋
组合结构：钢-混凝土组合柱（矩形或圆形混凝土柱内置钢骨、填充混凝土的钢板箱型截面、填充混凝土的矩形方形及圆形空心截面）
木结构：木梁和通用木杆件的分析与设计
铝结构：铝合金型材截面的设计与校验
基础工程：独立基础、桩承台、拉梁、连系梁及柱脚底板的设计
节点设计：焊接与螺栓连接的工字形截面和空心截面连接设计

系统要求

根据 CYPE 官方文档，CYPE 3D 的系统要求如下：

项目	要求
系统	Windows 10、Windows 11（64位版本）；Windows Server 2016、2019、2022（注：2025.a 版本起仅支持64位系统）
处理器	Intel Celeron / i3 / i5 / i7 / i9；AMD X2 / A8/A10 / FX 系列 / Ryzen / Threadripper
内存	建议 8 GB 或以上（32位系统仅支持 4 GB）
显卡	兼容 OpenGL 3.3 或更高版本，建议 NVIDIA GeForce 或 AMD 系列
硬盘空间	完整软件包安装约需 23.6 GB；项目文件大小视工程规模而定，小型项目约数 MB，大型项目可超过 1 GB
显示分辨率	蕞低 1366 × 768 像素，16 位色
其他	需配备 TCP/IP 协议（用于网络许可和 BIMserver.center 连接）；USB 端口（用于物理加密锁）

语言支持：CYPE 3D 提供多种语言版本，包括西班牙语、英语、法语、葡萄牙语、意大利语、德语、中文等。

英文介绍

CYPE 3D is a program for the analysis and design of three-dimensional structures made of steel, concrete, composite steel and concrete, aluminum, timber, or any other material. It includes the design of connections (welded and bolted connections of rolled and welded steel I-sections and hollow structural sections) and foundations using baseplates, footings, pile caps, tie beams, and strap beams.

The program supports the analysis of structures composed of nodes and bars, as well as shells (flat 2D elements with constant thickness and polygonal perimeter that are discretized into finite elements) for stress and strain analysis.

Advanced analyses can be performed using the integrated OpenSees© analysis engine, including critical buckling load factor determination and modal vibration analysis.

As an Open BIM tool connected to the BIMserver.center platform, CYPE 3D offers multiple workflow options:

Data Entry:

Free modelling or template-based modelling (DXF/DWG, DWF, PDF, images)
Portal frame generator for automatic geometry and load generation
IFC file import (IFCStructuralPointConnection, IFCStructuralCurveMember)
Automatic geometry generation from DXF/DWG files or text files

Data Output:

Reports in HTML, DOCX, PDF, RTF, and TXT formats
Drawings in DXF, DWG, and PDF formats
CSV files with node geometry and bar forces
Export to BIMserver.center via IFC and GLTF formats
Integration with CYPE Connect/StruBIM Steel for detailed connection analysis
Integration with Autodesk Revit via Open BIM - Revit Plugin

Models developed in CYPE 3D can be incorporated into CYPECAD as integrated 3D structures for joint analysis.

The program interface features a dockable window system with hardware acceleration for smooth model manipulation. The workflow follows a sequential structure: Geometry, Properties, Loads, Connections, Analysis, Reinforcement, and Foundation.

System Requirements: