常用建筑结构设计软件比较
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做工程做设计常用软件大全在工程设计和制图过程中,有许多常用的软件被广泛使用。
这些软件可以提高工程师的效率,减少错误,并实现工程设计的优化。
下面是一些常用的工程设计软件。
请注意,以下软件既包括免费的开源软件,也包括商业软件。
1. AutoCAD:AutoCAD是一种流行的计算机辅助设计和绘图软件,广泛应用于建筑、土木和机械设计等领域。
它可以用于制作二维和三维图形,并支持多种文件格式。
2. SolidWorks:SolidWorks是一种三维计算机辅助设计和制图软件,广泛应用于机械和产品设计。
它具有强大的建模和装配功能,可帮助工程师创建复杂的零部件和装配体。
3. Revit:Revit是一种用于建筑信息模型(BIM)的软件。
它可以帮助建筑师、土木工程师和结构工程师在设计过程中共享信息,并创建高质量的建筑模型。
4.MATLAB:MATLAB是一种数学软件,用于数值计算、数据可视化和算法开发。
它广泛应用于工程领域,如信号处理、控制系统设计和图像处理。
5.ANSYS:ANSYS是一种有限元分析软件,用于研究结构和流体力学问题。
它可以模拟和分析各种工程问题,如强度、热分析和振动。
6. PTC Creo:PTC Creo是一种用于三维建模和CAD设计的软件。
它可以进行零部件设计、装配体设计和绘图,并支持多种工程文件格式。
7. SketchUp:SketchUp是一种用于建筑和室内设计的三维建模软件。
它具有直观的用户界面,可以帮助设计师创建和可视化设计概念。
8. ArcGIS:ArcGIS是一种地理信息系统(GIS)软件,用于空间数据管理和分析。
它可帮助工程师在工程设计中利用地理信息和地图数据。
9. Epanet:Epanet是一种用于水力管道网络模拟的软件。
它可以帮助工程师模拟和分析供水和排水系统,评估系统性能和进行优化。
10.ETABS:ETABS是一种结构分析和设计软件,用于建筑和结构工程。
它可以进行线性和非线性分析,进行抗震设计和优化结构。
做工程方案用什么软件最好1. 建筑工程方案对于建筑工程方案设计,AutoCAD、Revit、SketchUp是常用的软件。
AutoCAD是一款功能强大的绘图软件,适合用于二维设计图的绘制;Revit是用于三维建筑信息建模的软件,可以进行建筑结构、机电系统和管道系统等三维构件的设计和分析;SketchUp是一款简单易用的三维建模软件,适合用于建筑概念设计和可视化效果的展示。
2. 土木工程方案在土木工程方案设计中,AutoCAD Civil 3D、Bentley MicroStation、STAAD.Pro等软件常被使用。
AutoCAD Civil 3D适用于土木工程项目的设计和分析,能够进行地形设计、道路设计和管线设计等工作;Bentley MicroStation是一款专业的土木工程软件,能够进行各种道路、桥梁、铁路等土木工程设计;STAAD.Pro是一款用于结构工程设计和分析的软件,适用于各种类型的结构设计和分析。
3. 机械工程方案在机械工程方案设计中,SolidWorks、CATIA、ANSYS等软件常被使用。
SolidWorks是一款功能强大的三维CAD软件,可以帮助工程师进行产品设计、装配设计和工程分析等工作;CATIA是一款用于汽车、航空等行业产品设计与制造的软件,适用于复杂产品的设计和分析;ANSYS是一款用于工程分析的软件,能够进行结构、流体、热分析等多种工程分析。
4. 电气工程方案在电气工程方案设计中,AutoCAD Electrical、EPLAN、SOLIDWORKS Electrical等软件常被使用。
AutoCAD Electrical是专门为电气设计而开发的软件,可以进行电气图纸的绘制、电气元件的设计和电气系统的分析;EPLAN是一款专业的电气设计软件,适用于复杂的电气系统设计和工程分析;SOLIDWORKS Electrical是一款用于电气系统设计的软件,具有强大的功能和易用的界面。
常见工程结构分析软件介绍1. 概述工程结构分析软件是用来模拟和分析各种建筑、桥梁、高速公路、塔楼等工程结构的行为和性能的计算机软件。
这些软件通常基于有限元法(Finite Element Method, FEM)进行建模和分析,能够预测结构在各种负载和环境条件下的变形、应力和振动等参数,从而为工程设计和评估提供依据。
在本文中,我们将介绍几种常见的工程结构分析软件。
2. ANSYSANSYS是一种广泛使用的工程结构分析软件,它提供了强大的模拟和分析功能,可以用来研究和优化各种工程结构的性能。
ANSYS可以用于建立复杂的三维模型,应用包括结构力学、流体力学、电磁场分析等。
它的有限元分析求解器可以精确地模拟结构的行为,并提供详细的应力和变形分析结果。
ANSYS的用户界面友好,容易上手,支持多种模型导入和导出格式。
它还提供了丰富的预处理和后处理工具,包括模型几何修改、网格生成、结果可视化等,能够满足工程师对于结构分析的各种要求。
3. ABAQUSABAQUS是另一个常用的工程结构分析软件,它也基于有限元法进行建模和分析。
ABAQUS提供了强大的物理建模和求解功能,可以用于分析多种结构,如建筑物、桥梁、航空航天器等。
ABAQUS的求解器可以处理复杂的非线性问题,如接触、材料非线性和大变形等。
ABAQUS的用户界面清晰简洁,支持脚本编程,可以通过Python脚本实现自动化分析任务。
它还提供了各种后处理功能,包括曲线绘制、动画生成和结果可视化等,方便用户对分析结果进行进一步的分析和展示。
4. SAP2000SAP2000是一种广泛应用于结构分析和设计的软件,它可用于各种建筑和土木工程结构的模拟和分析。
SAP2000提供了丰富的建模和分析功能,包括静力分析、动力分析和频率分析等。
SAP2000的用户界面简单直观,支持多种模型导入和导出格式。
它提供了强大的网格生成功能,能够快速生成复杂结构的网格模型。
此外,SAP2000还具备丰富的分析和设计工具,例如钢筋设计、模态提取和地震响应分析等,可以帮助工程师更好地完成结构的设计和评估。
近些年,随着电脑的飞速发展,有限元软件的开发也是日新月异。
特别是随着人们对结构分析的精确性和高端性的追求,越来越多的国内外有限元软件被结构工程师所采用。
大致整理了一下,目前国内建筑结构领域使用的计算软件有:PKPM、3D3S、MTS、MST、同济启明星、ETABS、SAP2000、SAFE、PERFORM-3D 、MIDAS、STAAD PRO、ROBOT 、EASY、FORTEN、ANSYS、ABAQUS、NASTRAN、MARC、LS-DYNA等。
其中PKPM、3D3S、MTS、MST、同济启明星属于国内开发的软件,目前使用的也比较普遍,效果也不错;ETABS、SAP2000、SAFE、PERFORM-3D 、MIDAS、STAAD PRO、ROBOT 、ANSYS、ABAQUS、NASTRAN、MARC、LS-DYNA是国外引进的软件,目前在国内使用的也是十分普遍,而且因为一些国人有崇洋媚外的习惯,所以相对来讲国外软件使用的更多,认可度也更高,当然,老外软件的质量起到了关键的作用。
那么这么多软件在实际使用中怎么选择呢?其实,每个软件都有其独到之处,针对计算工程的不同特点,可以选择不同的分析软件,有时候可以起到事半功倍的效果。
下面就谈一下自己的一点拙见:(1)在国内PKPM可以将是葵花宝典级别的。
对于多高层结构特别好用,其最大的优点,也是大家所依赖的就是可以很快的配筋并出图。
现在也可以实现一些空间结构的建模与分析,但是使用起来还是有些不方便。
早期人们一直都是用PKPM行遍天下,只是后来随着ETABS等国外软件进来后才有人开始对其有些微词。
因为很多人觉得PKPM算起来有问题,比如不同版本算的结果区别啦、不规则结构建模不方便啦等等。
但是只要是做设计的,PKPM的。
(2)3D3S不知道如何给它定位。
这是同济大学张其林老师开发的,可以计算的结构体系有:轻钢、厂房、多高层结构、空间钢结构、索膜结构等,可以进行中国规范校核。
第1篇随着我国建筑行业的快速发展,建筑施工工程在技术、管理等方面不断进步。
在这个过程中,各种建筑施工工程常用软件应运而生,为建筑施工企业提供了便捷、高效的工作方式。
以下是几种常见的建筑施工工程常用软件:1. CAD软件CAD(Computer-Aided Design)软件是建筑施工工程中必不可少的工具,广泛应用于建筑设计、施工图纸绘制等领域。
AutoCAD、天正CAD、Revit等都是市面上较为知名的CAD软件。
它们具有以下特点:(1)强大的绘图功能:可以绘制二维和三维图形,满足建筑施工工程的各种绘图需求。
(2)丰富的设计模板:提供各种建筑风格、结构类型的模板,方便用户快速完成设计。
(3)数据交换与共享:支持多种文件格式,便于与其他软件进行数据交换。
2. BIM软件BIM(Building Information Modeling)即建筑信息模型,是一种数字化建筑信息管理技术。
BIM软件在建筑施工工程中的应用越来越广泛,如Revit、Tekla Structures、ArchiCAD等。
以下是BIM软件的特点:(1)三维可视化:提供三维可视化模型,便于设计、施工、运维等环节的协同工作。
(2)数据集成:整合建筑、结构、机电等各专业信息,实现信息共享。
(3)碰撞检测:提前发现设计中的冲突,降低施工过程中的风险。
3. 施工管理软件施工管理软件主要用于施工项目的进度、成本、质量、安全等方面的管理。
常见的施工管理软件有广联达、施工易、云筑等。
以下是施工管理软件的特点:(1)进度管理:实时跟踪项目进度,确保施工按计划进行。
(2)成本控制:实时监控项目成本,降低成本风险。
(3)质量安全管理:实现质量、安全管理的标准化、流程化。
4. 施工图审查软件施工图审查软件用于对施工图纸进行审查,确保图纸符合规范要求。
常见的施工图审查软件有中设审查、建研审查等。
以下是施工图审查软件的特点:(1)规范齐全:涵盖各类建筑、结构、机电等规范,确保审查全面。
建筑行业中使用的结构力学分析软件教程随着科技的进步,建筑行业中越来越多的工作得以通过计算机软件来完成。
结构力学是建筑设计和施工过程中至关重要的一环,而结构力学分析软件则为工程师和设计师提供了强大的工具来对复杂的结构进行分析和设计。
本文将介绍几种常见的建筑行业中使用的结构力学分析软件以及它们的基本原理和应用。
1. SAP2000SAP2000是一款广泛使用的分析和设计软件,由CSI (Computers and Structures Inc.)公司开发。
它可以用于线性和非线性静力和动力分析,以及结构设计和优化。
SAP2000的界面友好,并提供了大量的分析功能和建模工具。
它支持多种分析方法,包括有限元法、有限差分法和谱法等。
该软件能够处理各种类型的结构,包括框架、梁柱系统、钢结构和混凝土结构等。
此外,SAP2000还可以模拟结构在地震、风荷载和温度影响下的反应。
工程师可以通过该软件进行结构的稳定性分析、模型参数的优化和施工过程的模拟。
2. ETABSETABS是另一款由CSI公司开发的结构力学分析软件,广泛应用于建筑工程中。
它主要用于建筑结构的静力和动力分析。
与SAP2000类似,ETABS也支持有限元法进行分析。
该软件具有强大的建模功能,工程师可以通过图形界面轻松地建立复杂的结构模型,并进行多种类型的分析,如线性和非线性动力响应分析、地震分析和温度效应分析等。
ETABS还可以进行结构的设计和优化,并提供了丰富的结果输出和可视化工具。
3. ANSYSANSYS是一款综合性的有限元分析软件,也被广泛应用于建筑工程领域。
它不仅可以进行结构力学分析,还可以进行多物理场耦合、流体力学分析和热分析等。
ANSYS具有强大的建模能力,工程师可以通过其建立复杂的结构模型,并进行各种类型的分析。
该软件支持各种材料属性和加载条件,并可以模拟结构在不同环境下的响应和行为。
此外,ANSYS还提供了丰富的后处理功能和结果展示工具,使工程师能够全面评估结构的性能和安全性。
剪力墙设计与施工中的计算软件和技术工具引言剪力墙是建筑结构中常用的一种承载结构,其设计和施工过程中需要使用计算软件和技术工具来辅助完成。
本文将介绍在剪力墙设计与施工中常用的计算软件和技术工具,并分析其特点和应用范围。
1. 三维建模与分析软件在剪力墙的设计和施工中,三维建模与分析软件是必不可少的工具。
这些软件能够帮助工程师进行结构的建模和分析,从而确保剪力墙的设计和施工符合规范要求。
常见的三维建模与分析软件包括: - AutoCAD: AutoCAD是一款由Autodesk开发的三维建模软件,可以帮助工程师绘制和编辑剪力墙的三维模型。
同时,AutoCAD还提供了一些分析功能,如结构的静力学分析和受力分析。
- ETABS: ETABS是一款由CSI开发的专业结构分析软件,广泛应用于建筑结构的分析和设计。
它能够进行剪力墙的静力学分析,考虑地震效应和设计荷载,为剪力墙的设计和施工提供准确的分析结果。
2. 剪力墙设计软件剪力墙设计软件是为了简化剪力墙的设计过程而开发的专业软件。
这些软件通常具有简单易用的界面和丰富的设计功能,可以帮助工程师进行剪力墙的尺寸设计和配筋计算。
常见的剪力墙设计软件包括: - DokaCAD: DokaCAD是一款由Doka 开发的专业剪力墙设计软件。
它能够根据结构的荷载和要求,自动生成剪力墙的尺寸和钢筋配筋图。
- MIDAS Wall: MIDAS Wall是一款由MIDAS开发的剪力墙设计软件。
它基于先进的数值分析方法,可以进行剪力墙的参数化设计和优化。
3. 剪力墙施工技术工具剪力墙的施工过程中,需要使用一些专业的技术工具来进行剪力墙的布置和施工。
这些工具能够帮助施工人员进行剪力墙的定位、定型和浇筑。
常见的剪力墙施工技术工具包括: - 剪力墙定位器: 剪力墙定位器是一种用于定位剪力墙位置的工具,通常采用激光技术和传感器来实现高精度的定位功能。
- 剪力墙定型模板: 剪力墙定型模板是一种用于剪力墙定型的专用模板,可以确保剪力墙的几何形状和尺寸符合设计要求。
PKPM与广厦GSCAD结构计算结果比较常用于多高层民用建筑结构设计的软件有PKPM与广厦GSCAD。
通过同一工程,利用PKPM与GSCAD分别进行结构计算,从建模的易操作度、计算结果各种数据的差异度、结构构件配筋量进行比较及分析,进而总结两种结构计算软件的异同。
标签:PKPM、GSCAD、计算结果分析设计院的结构设计人员,在进行多高层民用建筑的结构设计时,使用比较广泛而普遍的结构计算软件有PKPM与广厦GSCAD。
不同的结构计算软件,采用的计算模型会有所不同,所得出的计算结果也会有所差异。
那么结构计算时采用哪种计算软件,会使建模的复杂度及工作量缩小,并且保证计算结果更加准确,是众多结构设计人员在现今越来越短的设计周期内,需要解决的问题。
选择了相对适合的计算软件,会使前期的计算工作事半功倍,使施工图的绘制及修改工作简单,减少设计人员的重复工作量。
本文就利用PKPM及广厦GSCAD两种计算软件,对同一工程进行建模,对建立模型、结构分析和配筋结果进行比较和分析。
现有一工程,工程概况如下:四层公建,框架结构。
一层与二层之间、二层与三层之间分别设有夹层,建筑剖面如图1.1所示。
公建层高为4.8m,夹层层高分别为3.6m、3.0m。
基本设防烈度为7度,场地类别III类,设计基本地震加速度值为0.15g,设计地震分组为第一组,抗震设防类别为标准设防类。
基本风压为0.5KN/m2。
基础采用独立基础,持力层为粉质粘土,地基承载力特征值为Fak=180KPa。
计算时需要确定的计算参数:由于场地类别为III类,地震加速度为7度(0.15g),应按按8度(0.2g)采取抗震构造措施:即计算时,框架抗震等级为三级,,但构造措施按提高一级(二级)进行设计。
对于计算中需要设置的参数,两种软件的计算中采用统一的设置。
构件的尺寸及荷载的输入全部统一,避免了参数不一致等人为因素引起的误差,这样能保证计算结果的差异性仅由两种软件采用的计算模型的差异性引起。
PKPM结构软件及应用PKPM介绍及PMCAD建模PKPM(简称“普康”)是中国建筑结构软件中的一种常用的结构计算软件。
PKPM由沈阳工业大学的“先进结构系统分析与优化技术”教育部重点实验室研制开发,是国内最早应用于实际工程设计的系列结构软件之一、该软件通过分析结构的杆件模型,进行受力、位移和变形等计算,以验证结构的稳定性和合理性,为工程设计人员提供科学、合理、安全的结构设计解决方案。
PKPM提供了多种结构分析功能,如静力弹性分析、非线性分析、动力分析等,可以满足不同结构设计的需求。
它可以进行建筑、桥梁、高层建筑、厂房等结构的设计和分析。
该软件不仅能够进行最常见的结构计算,如弯矩、剪力等,还能进行高级的模型分析,如地震响应、响应谱分析等。
同时,用户可以通过该软件进行结构合理性校核、验算和自动化设计。
PKPM在结构软件中具有以下特点与优势:1.界面友好:PKPM拥有简洁明了的用户界面,使得操作起来非常方便,即使没有深入的结构计算知识也能够迅速上手。
2.大型工程支持:PKPM能够处理各种规模的工程项目,包括大型建筑、桥梁等,可以有效地应对复杂的结构计算任务。
3.多种分析方法:PKPM支持多种不同的结构分析方法,包括静力分析、动力分析等,可以满足不同类型结构的需求。
4.强大的计算功能:PKPM提供了强大的计算功能,能够根据结构的特点和设计要求进行高精度的计算,得出准确的结构分析结果。
5.可视化结果:PKPM能够将计算结果以图表、图形等形式呈现,使得设计人员可以直观地了解结构的受力情况和变形情况,对结构进行更加合理的设计和优化。
近年来,随着计算机技术的不断进步,PKPM还引入了PMCAD(结构柱、梁、板件的三维建模)技术。
PMCAD能够将结构模型从二维平面转换为三维立体模型,更加真实地反映结构的空间特征。
通过PMCAD,设计人员可以更直观地观察结构的构造,从而更准确地分析结构的受力状况和进行优化。
与传统的二维图纸相比,PMCAD极大地提高了结构设计的效率和准确性。
常用结构软件比较本人在设计院工作,有机会接触多个结构计算软件,加上自己也喜欢研究软件,故对各种软件的优缺点有一定的了解。
现在根据自己的使用体会,从设计人员的角度对各个软件作一个评价,请各位同行指正。
本文仅限于混凝土结构计算程序。
目前的结构计算程序主要有:PKPM系列(TAT、SATWE)、TBSA系列(TBSA、TBWE、TBSAP)、BSCW、GSCAD、 SAP系列。
其他一些结构计算程序如ETABS等,虽然功能强大,且在国外也相当流行,但国内实际上使用的不多,故不做详细讨论。
一、结构计算程序的分析与比较1、结构主体计算程序的模型与优缺点从主体计算程序所采用的模型单元来说TAT和TBSA属于结构空间分析的第一代程序,其构件均采用空间杆系单元,其中梁、柱均采用简化的空间杆单元,剪力墙则采用空间薄壁杆单元。
在形成单刚后再加入刚性楼板的位移协调矩阵,引入了楼板无限刚性假设,大大减少了结构自由度。
SATWE、TBWE和TBSAP在此基础上加入了墙元,SATWE和TBSAP还加入了楼板分块刚性假设与弹性楼板假设,更能适应复杂的结构。
SATWE提供了梁元、等截面圆弧形曲梁单元、柱元、杆元、墙元、弹性楼板单元(包括三角形和矩形薄壳单元、四节点等参薄壳单元)和厚板单元(包括三角形厚板单元和四节点等参厚板单元)。
另外,通过与JCCAD的联合,还能实现基础-上部结构的整体协同计算。
TBSAP提供的单元除了常用的杆单元、梁柱单元外,还提供了用以计算板的四边形或三角形壳元、墙元、用以计算厚板转换层的八节点四十八自由度三维元、广义单元(包括罚单元与集中单元),以及进行基础计算用的弹性地基梁单元、弹性地基柱单元(桩元)、三角形或四边形弹性地基板单元和地基土元。
TBSAP可以对结构进行基础-上部结构-楼板的整体联算。
从计算准确性的角度来说SAP84是最为精确的,其单元类型非常丰富,而且能够对结构进行静力、动力等多种计算。
最为关键的是,使用SAP84时能根据结构的实际情况进行单元划分,其计算模型是最为接近实际结构。
BSCW和GSCAD的情况比较特殊,严格说来这两个程序均是前后处理工具,其开发者并没有进行结构计算程序的开发。
但BSCW与其计算程序一起出售,因此有必要提一下。
BSCW一直是使用广东省建筑设计研究院的一个框剪结构计算软件,这个程序应属于空间协同分析程序,即结构计算的第二代程序(第一代为平面分析,第二代为空间协同,第三代为空间分析)。
GSCAD则可以选择生成SS、TBSA、TAT或是SSW的计算数据。
SS和SSW均是广东省建筑设计研究院开发的,其中SS采用空间杆系模型,与TBSA、TAT属于同一类软件;而SSW根据其软件说明来看也具有墙元,但不清楚其墙元的类型,而且此程序目前尚未通过鉴定。
薄壁杆件模型的缺点是:1、没有考虑剪力墙的剪切变形。
2、变形不协调。
当结构模型中出现拐角刚域时,截面的翘曲自由度(对应的杆端力为双力矩)不连续,造成误差。
另外由于此模型假定薄壁杆件的断面保持平截面,实际上忽略了各墙肢的次要变形,增大了结构刚度。
同一薄壁杆墙肢数越多,刚度增加越大;薄壁杆越多,刚度增加越大。
但另一方面,对于剪力墙上的洞口,空间杆系程序只能作为梁进行分析,将实际结构中连梁对墙肢的一段连续约束简化为点约束,削弱了结构刚度。
连梁越高,则削弱越大;连梁越多,则削弱越大。
所以计算时对实际结构的刚度是增大还是削弱要看墙肢与连梁的比例。
杆单元点接触传力与变形的特点使TBSA、TAT等计算结构转换层时误差较大。
因为从实际结构来看,剪力墙与转换结构的连接是线连接(不考虑墙厚的话),实际作用于转换结构的力是不均匀分布力,而杆系模型只能简化为一集中力与一弯矩。
另一方面,由于一个薄壁柱只有通过剪心传递力与位移,所以在处理多墙肢薄壁柱转换时十分麻烦,如将剪心与下层柱相连,则令转换梁过于危险,如设置实际并不存在的计算洞令力传至转换梁又会改变上层墙体的变形协调条件(不要相信TBSA手册中所言设连梁高为层高可以解决问题,一段连续约束简化成一个点约束,误差决不会小)。
为了解决薄壁柱单元造成剪力墙分析过于粗糙的问题,ETABS、SAP84、SATWE、TBWE、TUS、TBSAP等软件先后引入了墙单元。
对于有墙元模型的软件,要分清楚其单元类型。
墙元有两种:一是板-梁墙元(又称Wilson嵌板单元模型),这种模型在国外应用较多。
其实质是平面单元,把剪力墙简化为一个膜单元+边梁+边柱,基本上是一个由平面单元经改造成的空间单元。
剪力墙洞口间部分模型化为一个梁单元,削弱了剪力墙实际的变形协调关系,由前一段的讨论可知这种单元导致整体计算结果偏柔;一是由有限元中的四节点空间壳元缩聚而来的(以下称为板壳墙元),板壳元既有平面内刚度也有平面外刚度,且剪力墙洞口间部分也作为墙元进行整体分析,因此板壳墙元更能精确地分析复杂剪力墙结构。
以上几种带有墙元的软件中,ETABS和TUS采用板-梁墙元,SAP84、SATWE和TBSAP均采用壳墙元。
TBWE所采用的墙组元实际上是一种改进的薄壁杆件模型,它与普通的薄壁杆件模型的不同之处在于:1、不强求剪力墙为开口截面,可以分析闭口及半开半闭截面;2、其杆件未知位移取为杆端截面的横向位移和各节点的纵向位移,数目随墙肢节点数增加而增加,不象普通薄壁杆件那样固定为14个,保证了杆件的位移协调;3、采用最小势能原理,建立考虑剪力墙剪切变形的总势能表达式,然后对其求导并令其值为0即建立考虑剪切变形的单元刚度矩阵。
墙组元实际上是一种介于薄壁杆件单元和连续体有限元之间的分析单元。
从结构分析的准确性来说,从好到差排列依次为:板壳墙元、墙组元、板-梁墙元。
另外一个有争议的问题是对异形柱的处理。
异形柱在广东又叫短肢剪力墙,虽然名称和剪力墙拉上了关系,但其计算却不能用剪力墙的方法来算。
TBSA用户手册建议将异形柱折算成惯性矩相同的矩形截面柱进行整体分析,取得内力后再进行详细的计算。
这种方法用起来很不方便,另外这种折算只能保证两个参数的正确,其他如截面面积、转动惯量等参数都很难与原构件保持一致。
目前能直接对异形柱进行计算与绘图的软件有BSCW、 GSCAD和PKPM。
由于广东省建筑设计研究院在异形柱的研究方面有比较成熟的理论,因此BSCW和GSCAD对异形柱的计算与绘图极为方便可靠,目前广东省住宅建筑设计常采用短肢剪力墙结构,导致大量的异形柱,因此这两个程序比较流行。
在用PMCAD进行输入时,可以看到有不同类型的截面,采用这些截面输入的异形柱可以传递到TAT或SATWE中进行计算,并在PK中进行配筋(仅适用于99年5月以后的Windows版程序),不过PKPM中对异形柱内力的求算并不是通过查表进行(广州城市建设开发总公司设计院编制的广东省异形柱规程采用此方法,这些表格是根据有限元分析的结果编制的),而是参考了多肢剪力墙的配筋方法,在求出作用于形心的弯矩、轴力、剪力后按照材料力学公式分解到异形截面每一关键点的应力,通过积分得到每一段柱肢平面内的弯矩、轴力和剪力,然后以每一直线段柱肢作为一个矩形截面,按对称配筋计算出其钢筋面积。
二结构主体计算程序的适用性与易用性比较从适用性(功能)的角度,按强到弱排列依次为:ETABS>SAP84>SATWE、TBSAP>TBWE、GSCAD、TUS>TAT、TBSA >BSCW。
ETABS除一般高层计算功能外,还可计算钩、顶、弹簧、结构阻尼运动、斜板、变截面梁或腋梁等特殊构件和一定的结构非线性变形;SAP84原本是一个通用有限元程序,后来为结构分析的需要加入了墙元等专用单元,其单元库最为完备,功能强大;SATWE和TBSAP应属于同一档次的软件,都能进行楼板和剪力墙的有限元分析,适应工程的能力强,而TBWE、GSCAD和TUS则差一些,不能进行弹性楼板计算;BSCW 只能进行平面为正交布置的结构计算,是没有前途的软件。
从易用性的角度来看按好到差的顺序排列应为:TUS>GSCAD、SATWE、TAT>TBSA、TBWE>BSCW>SAP84、ETABS。
TUS的图形界面在WINDOWS下开发,较之其它国内开发的高层计算程序的图形界面更加良好;GSCAD和新版的PKPM 均为WINDOWS界面软件,但带有DOS下的影子;SAP84和ETABS则最为麻烦。
这个排列不仅考虑了图形界面的优劣,还尽量反映各种软件前后处理过程中的方便程度。
比如GSCAD、SATWE、TAT在进行图形输入时均能做到修改结构平面后不影响原有荷载,而TBSA则没有实现这一点。
从综合性能来说PKPM系列的SATWE是最好的,主要优点在于:能适应目前复杂的结构计算要求,数据准备工作量小,计算中可考虑多种因素,施工图出图方便。
SATWE经过多年发展,已经可以在计算中考虑多种影响因素,如:1、恒、活载分算;2、梁活载不利布置计算;3、柱、墙及基础活载折减;4、钢结构计算;5、上部结构与地下室联合工作分析及地下室设计;6、斜梁分析与设计;7、复杂砌块结构有限元分析与抗震验算。
这些功能的加入,使结构工程师无需在整体计算后再手算进行补充计算,减轻了工作量。
三、结构前后处理软件的比较讲到这个问题,可以肯定的是SAP84的输入是最麻烦的,不知其新的图形输入工具(GIS)有无改进。
其余软件按数据输入的麻烦程度从难到易排列:BSCW、GSCAD、PKPM、TBSA。
当然这只是考虑一次性输入的情况,如果结构平面经常修改的话TBSA应被列为较麻烦的一类,主要是结构平面一改就要重新输入该层的荷载。
如果想避免这种麻烦的话可以用如SASCAD等软件,既进行前处理,也能进行TBSA后处理。
PKPM本身的PMCAD已经考虑到了这个问题,GSCAD、SASCAD也解决了这个问题。
以上列举的结构软件中只有PKPM、BSCW和GSCAD具有结构后处理功能。
后处理的能力由大到小排列应为GSCAD> PKPM>BSCW,考虑到广东地区的特殊要求,可以说BSCW比PKPM更符合广东人的习惯。
GSCAD和PKPM在形成施工图的过程中均可以进行大量的人工干预,相比较而言GSCAD对图纸的修改更为方便。
GSCAD既可以很直观地在平面图上修改各种构件的配筋,也可以直接修改表格或平法中的数据,修改很方便。
而且这些数据均是联动的,改动在所有的文件中都能实时反映出来,另外在修改配筋时可以方便地查询计算配筋量和弯矩包络图,这说明编制者在利用Windows界面改善易用性方面下了一番功夫。
而PKPM则只能先在平面简图上进行修改,然后一次性形成表格或平法图,但PKPM中可以方便地对各种构件进行后期验算,如:梁挠度、裂缝等。