管结构计算机辅助设计、制造系统STCAD是进行钢管桁架结构优化设计、相贯节点验算、施工图绘制、加工图绘制、加工数据自动生成的系统软件。可以实现从管结构快速建模到杆件下料全过程一体化分析设计，生成的杆件加工图及数据不仅可以进行手工下料，还可以直接接到相贯线数控切割机进行杆件下料，避免了管结构由施工图转化为加工图的繁琐过程。

管结构计算机辅助设计、制造系统STCAD是在网格结构设计系统TWCAD、空间结构设计系统SSCAD、索膜结构设计系统SMCAD的基础上研制开发的，综合了上述三个设计系统的所有特点及基本功能，是为能够适用于各类空间结构分析设计而创建的平台。STCAD提供了四种单元类型，即杆单元、梁单元、索单元及膜单元，可以进行由上述四种单元任意构成的空间结构(如网架、索结构、膜结构、张弦梁、弦支穹顶等)的线性、非线性内力分析、截面校核、圆钢管截面自动优化设计。STCAD1.0版具有进行膜结构荷载分析及圆钢管截面自动优化设计的功能，并且可绘制膜结构支承钢结构的施工图及加工图。但膜结构建模、找形分析及裁剪分析需借助SMCAD进行。

目前STCAD1.0版主要功能集中于圆钢管结构优化设计，为了功能扩展的需要包含了很多其它空间结构专用的术语，如螺栓球（为了进行采用螺栓球、焊接球、相贯节点混合节点的空间结构设计）、膜单元（为了分析膜结构）、定力索和定长索（为了进行索膜结构找形分析）等概念。

STCAD包括建模模块（建立管结构模型）、优化设计模块（管结构杆件截面优化、相贯节点强度验算、焊接球等节点设计）、施工图设计模块（管结构施工图、加工图、杆件放样图、杆件加工数据）三大部分。

建模模块（STPREP）的主要功能包括管结构图形的生成、荷载的施加、边界条件的处理、分析数据的生成等。它是在索膜结构设计系统SMCAD的建模系统SMPREP的基础上，增加了适用于建立管结构数据模型的相关命令后扩展而成（STCAD1.0隐闭了生成膜结构的相关命令）。系统提供了各种常用形式桁架的快速生成方法，提供了非常实用的图形构造及编辑命令，如拷贝、阵列、镜像、自动生成网格、自动生成角锥、删除、移动、旋转、比例缩放、拉伸、起坡、修剪、延伸、断线等命令。系统具有强大的图形显示功能，可以显示桁架结构的任意层、平面、立面、剖面及三维图形，具有重画、窗口放大图形、平移视图、恢复前一个视图和满窗口显示等功能。同时还具有查询点坐标、杆件长度等查询功能。能够处理的荷载有均布荷载、均布线荷载、局部面荷载、节点荷载等形式，可以处理弹性和给定位移等边界条件，可以输入下部支承结构进行协同计算。系统提供了与通用绘图软件AutoCAD的接口，能直接从AutoCAD中提取图形信息，包括杆件信息、空间圆弧及三角形面单元信息。

优化设计模块（STANA）的主要功能是进行管结构在各种荷载组合作用下的内力分析(线性、非线性)、杆件截面的优化设计、相贯节点的强度验算及其它球节点的设计。包含确定管结构中杆、梁、索的材料特性及截面属性的命令，可以进行圆钢管的截面自动优化；可以保证桁架弦杆、腹杆截面的统一性以及为了减轻结构自重对弦杆和腹杆进行变直径、变壁厚等优化以满足不同工程设计需要；可以自动区分相贯节点的形式，并且在规范规定的相贯节点类型基础上进行了扩充，可以近似验算所有类型的相贯节点；可以自动确定复杂管结构节点主管方向；STCAD1.0版实现了相贯节点及焊接球节点任意混合的功能，并能进行焊接球节点设计；可以进行结构的模态分析及采用振型分解反应谱法进行结构在地震作用下的反应分析的功能；以图形方式显示或保存所有计算结果；同样提供了查询命令和多种图形显示命令。

施工图设计模块（STDRAW）的主要功能是进行管结构施工图绘制，包括结构平立面图、安装图、安装简图、结构布置图、材料表等功能；可以借助AutoCAD自动生成管结构的三维实体图（可以自动生成直管、圆弧管以及节点球、管端封板、杆件变截面处的锥头等实体图）；可以以实体投影形式生成桁架结构施工图（包括相贯线的投影）、桁架弦杆、腹杆加工详图及加工数据，数据可接口到数控相贯线切割机；可以自动进行相贯线切口的计算机放样；可以自动处理弦杆于节点处由于变截面、变壁厚、弦杆转折以及不同桁架连接处弦杆偏移问题。