建筑工程中常用的结构分析软件

【一】大型有限元分析软件 1.ANSYS 中文官网：市面上最多用户 CAE软件-ANSYS 已发展了很多版本, 其实它们核心的计算部分变化不大，只是模块越来越多。比如 5.1没有 lsdyna，和 cad软件的接口，到了 5.6还有疲劳模块等等。其实这些模块并不是ANSYS公司自己搞的，就是把别人的东西买来集成到自己的环境里。ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国 ANSYS开发，它能与多数 CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Algor, IDEAS, AutoCAD 等， 是现代产品设计中的高级 CAD工具之一。特点：1. ANSYS软件自带的前后处理功能较强; 2. Ansys 有教育版 2000节点(流体)和 1000节点(固体)、大学版(节点 1600和 3200)以及商用版(无限制)；3. Ansys 软件涉及的面较广(应力场、温度场、流场和电磁场、优化设计、拓扑优化设计、随机有限元等)。Ansys 软件的高校教育计划做的比较早、比较好。用于学习目的的共享：/topics/107012/ 2.ABQUS 中文官网 /ABAQUS 是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。 ABAQUS 包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料。作为通用的模拟工具， ABAQUS 除了能解决大量结构（应力 / 位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析（流体渗透 / 应力耦合分析）及压电介质分析。ABAQUS 为用户提供了广泛的功能，且使用起来又非常简单。大量的复杂问题可以通过选项块的不同组合很容易的模拟出来。例如，对于复杂多构件问题的模拟是通过把定义每一构件的几何尺寸的选项块与相应的材料性质选项块结合起来。在大部分模拟中，甚至高度非线性问题，用户只需提供一些工程数据，像结构的几何形状、材料性质、边界条件及载荷工况。在一个非线性分析中， ABAQUS 能自动选择相应载荷增量和收敛限度。他不仅能够选择合适参数，而且能连续调节参数以保证在分析过程中有效地得到精确解。用户通过准确的定义参数就能很好的控制数值计算结果。 ABAQUS 有两个主求解器模块 ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit。ABAQUS 还包含一个全面支持求解器的图形用户界面，即人机交互前后处理模块 ABAQUS/CAE 。 ABAQUS 对某些特殊问题还提供了专用模块来加以解决。 ABAQUS 被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。 ABAQUS 不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究。 ABAQUS 的系统级分析的特点相对于其他的分析软件来说是独一无二的。由于 ABAQUS 优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使得 ABAQUS 被各国的工业和研究中所广泛的采用。 ABAQUS 产品在大量的高科技产品研究中都发挥着巨大的作用。达索 SIMULIA公司(原 ABAQUS公司)是世界知名的计算机仿真行业的软件公司，成立于 1978年，其主要业务为世界上最著名的非线性有限元分析软件 Abaqus进行开发、维护及售后服务。2005 年 5月，前 ABAQUS软件公司与世界知名的在产品生命周期管理软件方面拥有先进技术的法国达索集团合并，共同开发新一代的模拟真实世界的仿真技术平台 SIMULIA。SIMULIA 不断吸取最新的分析理论和计算机技术，领导着全世界非线性有限元技术和仿真数据管理系统的发展。用于学习目的的共享：/topics/166370/3.ADINA 中文官网：/ADINA 软件是美国 ADINA 公司的产品，也是唯一的产品，是基于有限元技术的大型通用分析仿真平台。公司的创始人以及软件的领导者之一，是美国麻省理工学院的 K.J.Bathe教授，他也是国际有限元界着名科学家。ADINA从 1975年到 1985年间，尽管 ADINA不是商业产品，但它却是全球最先进的有限元分析程序，一方面由于其理论基础深厚、强大功能，被工程界、科学研究、教育等众多用户广泛应用；另外其源代码是Public Domain Code，传播到全球各个领域，甚至很多商业有限元程序都来自 ADINA的基础代码。 1986年，K. J. Bathe 博士在美国马萨诸塞州 Watertown成立 ADINA R&D公司，开始 ADINA软件商业化发展的历程。实际上 ADINA到 1984年（ADINA84 版）时已经具备基本功能框架，而 ADINA公司成立的目标是使其产品 ADINA这大型商业有限元求解软件，专注求解结构、流体、流体与结构耦合等复杂非线性问题，并力求程序的求解能力、可靠性、求解效率全球领先。 一直以来，ADINA 在计算理论和求解问题的广泛性方面处于全球领先的地位，尤其针对结构非线性、流/固耦合等复杂问题的求解具有强大优势，被业内人士认为是非线性有限元发展方向的先导。经过近 20年的商业化开发，ADINA 已经成为全球最重要的非线性求解软件，被广泛应用于各个工业领域的工程仿真计算，包括土木建筑、交通运输、石油化工、机械制造、航空航天、汽车、国防军工、船舶、以及科学研究等各个领域。用于学习目的的共享：/topics/166370/4.MSC.MRAC 中文官网： /MSC.Software Corporation 在航空航天领域有着崇高的地位。软件最初是由美国国家宇航局（NASA）在1965年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的 NASTRAN有限元分析系统演变而来。MSC Marc是其中一个主要用于建筑工程分析的一个产品，可以处理各种线性和非线性结构分析包括：线性/非线性静力分析、模态分析、简谐响应分析、频谱分析、随机振动分析、动力响应分析、自动的静/动力接触、屈曲/失稳、失效和破坏分析等。为满足工业界和学术界的各种需求，提供了层次丰富、适应性强、能够在多种硬件平台上运行的系列产品。【转】此 4款软件应用比较单从在结构方面的应用 ABAQUS、MARC、Adina 和 ANSYS的功能如果做接触问题，选择软件的顺序为Abaqus、Adina、Marc 和 Ansys，接触问题本身就是一个高度非线性问题，前三者本身就是基于高度非线性问题而开发的，从建立接触对(因为接触对中按材料硬度可分硬硬、硬软、软软，如果相同硬度，那么那个接触体谁大、谁小， 那个是凸面、那个是凹面等；来确定谁是接触面、谁是目标面等考虑的方便程度和收敛程度为以上顺序。如果对结构要做结构优化设计或拓扑优化设计，那么 Ansys最强，Ansys软件中直接有优化设计模块，是单目标优化设计，设计变量有结构尺寸变量和状态变量(如某些地方的某种应力不能超过某一值，或某一变形不能超过多少，优化结构变量写入 APDL程序中，如果对 APDL程序不是很熟悉，那么可以通过 Ansys软件界面菜单完成建模和目标变量和设计变量设置，然后把所有操作过程写入*.log 或*.lgw 文件中，它们是文本文件，以 APDL程序保存的，用记事本等调出此*.log 文件进行整理，整理出循环迭代结构，另存文件名，在菜单中执行优化模块时，直接调此文件，一次性优化出结果。其它几个软件中没有结构优化设计模块，但也可以通过自己编写个小程序，用 MARc、Adina 和 Abaqus对结构进行优化设计，但首先要熟悉如何取某节点或某单元的结果数据，使其在设计范围内寻求最优。如果从界面菜单上建模方面来讲，目前 Adina、Abaqus 与 Ansys旗鼓相当，MARC 最弱，甚至前两者超过 ANSYS软件的建模，Adina-m 和 Abaqus/CAE的建模方式是基于现代 CAD的建模方式(如类似Pro/E、UG、Solidwork 等），其蒙皮技术、复杂曲面扫描技术远强于 ANSYS。如果从编程序建模，那么Ansys最强，因为它有自己的 APDL程序语言，所有结构尺寸都可以参数化，这也是其率先开发结构优化设计和拓扑优化设计模块的基础。Marc 也有一个 python,但很不好用。Adina 可以在 Adina-in准备文本模型文件，但不能设置变量参数，可以通过文本编辑处理模型数据。Abaqus 与 Adina一样，可以编辑输入模型文件参数。如果从结构网格划分的方便程度来讲(这里不指自由网格划分，设置网格线、面、体的分段数和质量较好的映射网格方面，这几个软件的排序是 Abaqus、Ansys、Adina 和 Marc。 技术讨论论坛：SinWe 仿真论坛 /CAE的美学：【二】工程设计软件1.SAP2000 中文官网：/从三十前 SAP诞生以来，它已经成为最新分析方法的代名词。SAP2000 保持了原有产品的传统，具有完善、直观和灵活的界面，为在交通运输、工业、公共事业、体育和其它领域工作的工程师提供无出其右的分析引擎和设计工具。 在 SAP2000三维图形环境中提供了多种建模、分析和设计选项，且完全在一个集成的图形界面内实现。在今天的市场上 SAP2000已经被证实是最具集成化、高效率和实用的通用结构软件。 在这个直观的界面里，你不需要进行长时间的学习，就可以很快地设计出直观的结构模型。您能够驾驭SAP2000去完成所有的分析与设计工作，包括日常碰到的小问题，利用内建强大的模板可以完成复杂的建模和网格划分。 先进的分析技术提供了：逐步大变形分析、多重 P-Delta效应、特征向量和 Ritz向量分析、索分析、单拉和单压分析、Buckling 屈曲分析、爆炸分析、针对阻尼器、基础隔震和支承塑性的快速非线性分析、用能量方法进行侧移控制和分段施工分析等。 用于学习目的的共享：/topics/157932/2.ETABS 中文官网：/近 30年来，ETABS 已经被公认为是建筑结构分析与设计软件的业界标准。今天，在继承传统的情况下，ETABS 已经成为一个完全集成化的建筑分析与设计软件环境。ETABS 基于图形用户界面建立了物理对象，由一个新的特殊的目标函数算法来进行分析和设计，提供施工图绘制界面，重新定义了集成化、生产力和技术革新的标准。 集成化模型能够处理各种结构形式，包括抵抗弯矩框架、支撑框架、交错桁架系统、具有折减梁截面或者侧板的框架、刚性和柔性楼板、坡屋面、坡道和停车结构、夹层楼板、多塔楼建筑和错层隔板体系，以及采用复合混凝土楼板、组合楼板或钢桁架楼板系统。许多复杂问题例如，节点板区域变形、横隔板剪应力、施工顺序加载等您都可以得到解决的方案。 无论您正在进行一个简单的二维框架设计，还是在采用非线性阻尼器和层间位移控制进行复杂的高层建筑进行动力分析， ETABS 都为您提供了全套的解决方案。用于学习目的的共享：/topics/136365/3.MIDAS/GEN 中文官网：MIDAS Information Technology Co., Ltd.(简称 MIDAS IT)正式成立于 2000年 9月 1日。1989年由韩国浦项集团成立的 CAD/CAE研发机构开始开发 MIDAS软件以来，MIDAS IT 在不断追求完美的企业宗旨下获得了飞速发展。目前在韩国结构软件市场中，MIDAS Family Program 的市场占有率排第一位，在用户最满意的产品中也始终排在第一位。 材料 混凝土结构设计规范(GB 500102002) 钢结构设计规范(GBJ1788) 高层民用建筑钢结构技术规程(JGJ 9998) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵及设计规范(JTJ 02385) 公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ 02586) 其他国家和地区规范(美国、加拿大、德国、英国、欧洲、日本、韩国等截面 型钢: 角钢、槽钢、H 型钢、T 型钢、方形钢管、圆形钢管、圆形钢棒、方形钢棒 组合截面: 角钢组合截面、槽钢组合截面 焊接组合截面: 角钢、槽钢、H 形钢、T