国内钢结构软件优缺点比较

1、国内钢结构软件优缺点比较【转帖】纵观国内钢结构类设计软件,常用的大致有以下几种:3, 同济大学 MTS 系列钢结构软件 (MTS 、 MTSTool , MTS 最新版 5.6, MTSTool 最新版本 1.9, 官方网站 www.tj-6,北京云光设计咨询中心 SFCAD ,无官方网站软件功能 PK 之 pkpm VS 3d3s目前国内用户最多当属建研院的 PKPM 系列软件以及同济大学 3D3S 系列空间钢结构软件; 1, PKPM 系列软件(STS 、 STXT 、 STPJ 钢结构方面的功能:1门式刚架结构2平面屋架、桁架结构3钢支架结构4空间钢框架、框-支撑结构PKPM-STS 系

2、列作为建研院开发多年的钢结构软件,在国内各地设计院拥有相当大的 用户, 其优点是紧扣规范,参数详尽,规则结构上设计效率比较高,后处理节点设计类型比 较全面,带支撑柱脚节点设计混乱是 STS 的一个缺憾;最近推出的重钢设计软件 STPJ 填补 了国内重钢设计以及后处理这方面的空白; 缺点是不规则结构建模不便, 计算误差大, 后处 理出图还有所欠缺, 尽管一直在改善;钢屋架设计中风荷载添加麻烦, 不准确,但钢屋架后 处理出图是目前所有同类软件中最好的;屋主小评:STS 在门式刚架设计以及规则多高层框架结构设计上比较有效率,后处理 节点设计以及出图都不错, 但是在带夹层门式刚架后处理节点设计上, 不

3、能在 2维模型中很 好处理;对复杂的三维空间框架模型,程序无法很好的模拟, 风荷载误差比较大, 后处理节 点设计也无法达到要求。屋主建议:不带夹层门式刚架以及规则三维空间框架结构, PKPM -STS 系列能让你满 意。2, 3D3S 系列钢结构方面的功能:1门式刚架2钢屋架、平面、空间桁架3多高层钢框架4网架、网壳5幕墙6索膜结构7空间任意结构8施工过程跟踪分析3D3S系列作为建立在 CAD 平台上的钢结构设计软件,已有 10多年的开发历史,在国 内各地钢结构公司以及设计院有相当多的用户, 这是一套相当全面的钢结构设计软件, 几乎 涵盖了钢结构的各种形式, 其优点是 CAD 平台上的建模方式

4、, 相当灵活, 程序具备完善的导 荷载功能,可以完成任意结构的分析,在后处理上门式刚架、框架结构具备加工图的能力, 桁架结构具备相贯线展开、 输出相贯线切割数控数据的能力, 网架、 网壳结构具备加工图能 力,膜结构具备膜裁剪能力;其缺点是由于建立在 CADI 平台上,受 CAD 的影响有时候稳定 性不足, 不过随着 9.0才 CAD2004以上版本的应用, 稳定性问题已基本解决; 前处理中部分 设计参数不够完善, 尤其多高层框架结构中, 不过随着高层模块的推出, 这个问题基本上可 以解决了; 后处理中,门式刚架节点类型不够完善,节点设计灵活性不够; 多高层框架节点 设计中,柱子变截面处梁柱节点

5、设计的板件设计尺寸有误。屋主小评:3D3S 系列软件比较设计钢结构公司使用,模块全面,有一定的性价比,美 中不足的是它的节点设计以及后处理出图存在一定的缺憾, 在一些非正交的复杂结构上, 后 处理出图仍须有更大的改进; 截面库截面类型不够完善; 在格构截面上与 STS 相比有一定的 距离; 工具箱功能比较简单;网架、 网壳结构分析以及后处理有一定的优势,具备任意曲面 基准孔自动拟合功能, 9.0版本,网壳结构稳定分析上已具备完善的功能,可考虑初始几何 缺陷的影响。屋主建议:任意结构分析设计首选 3D3S ;带夹层门式刚架优先考虑 3D3S ,其夹层节点 设计是能满足要求的;有特殊要求(考虑地震

6、效应、预应力分析、稳定分析的网架、网壳 结构优先考虑 3D3S软件功能 PK 之门式刚架结构纵观国内钢结构软件, 能对门式刚架结构进行前处理分析验算以后后处理节点设计、 整体出 图的有 PKPM-STS 、 3D3S 、 PS2000、 MTS 、 SSDD ,下面就我个人对这些软件的了解从模型建立 以及编辑、荷载添加以及编辑、分析验算、 后处理节点设计、后处理出图、附加功能六部 分进行 PK :一,模型建立以及编辑:1,最新版本的 STS 在建模上比 2002版本有了长足的进步,能快速参数化建立单跨、 多跨单坡、多跨双坡、多跨多坡、带夹层、带抗风柱边榀模型;在已有模型编辑上, STS 可 运

7、用复制、 阵列、平行线等方法编辑模型,可以对单元进行平面内的偏心设置,抗风柱可进 行平面外的偏心设置, 抗风柱分承受竖向荷载以及不承受竖向荷载两种情况考虑; 可编辑单 元、节点属性,设置只拉单元;最新版本增加了自动捕捉、 CAD 极轴功能; STS 可进行门式 刚架结构三维建模。屋主小评:想在已有模型中增加单元或者节点,尽量采用网格平行线的功能, 这样能减少原有单元分割后荷载丢失的情况; 契型单元被分割后, 需要重新对分割后的单元 进行截面定义。2, 3D3S 能快速参数化建立单跨、多跨单坡、多跨双坡、多跨多坡、带夹层模型;在 已有模型编辑上, 3D3S 可以用 CAD 中的任何命令对模型进行

8、编辑;可编辑单元、节点属性, 设置只拉单元; 契型单元分割后, 可用契型单元拟合命令自动对齐分割后的契型单元, 单元 打断后不影响原有单元荷载; 3D3S 可进行门式刚架结构三维建模。屋主小评:3D3S 无法参数化设置抗风柱,但是可以通过组合形式达到,再在模型 编辑中把拟抗风柱单元转 90度来充当抗风柱。3, PS2000能快速参数化建立单跨、多跨单坡、多跨双坡、多跨多坡、带毗屋、带夹层模 型,但是不能建立半跨夹层模型;可建立边榀抗风柱;模型编辑仅限于单元截面编辑、 单元 分段编辑、节点属性编辑,无法在已有模型上增减单元; PS2000建成模型为三维空间整体 模型。屋主小评:PS2000的模型

9、编辑很差,不适合复杂的二维结构。4, MTS 能快速参数化建立单跨、多跨单坡、多跨双坡、多跨多坡、各种带夹层模型, 可在已有模型上任意添加单元;可编辑单元、节点属性。5, SSDD 能快速参数化建立单跨、多跨单坡、多跨双坡、多跨多坡、带夹层模型,不 能建立半跨夹层模型,不能在已有模型上增减单元,可编辑单元、节点属性。第一轮 PK , STS 胜出!二,荷载添加以及编辑1, STS 可在建模期间定义恒、活荷载 ,可根据模型选择门规或者荷载规范的风荷载体型系 数,可考虑抗风柱山墙面的风荷载; 可任意编辑节点荷载,单元荷载, 可方便修改已定义的 风荷载信息, 可考虑活荷载不利布置; 对不规则结构,

10、需要用户人为定义每个单元的风荷载 体型系数。2, 3D3S 可在建模期间定义恒、活荷载 ,可根据模型选择门规或者荷载规范的风荷载 体型系数, 程序定义的风荷载是根据高度变化系数分段的; 可任意编辑节点荷载, 单元荷载; 可考虑活荷载不利布置,但需要人为定义。屋主小评:程序在建模的时候已经加入风荷载的信息,但是在后面的荷载编辑 中对风荷载的编辑很麻烦, 所以一般不做修改, 但是在复杂模型中, 程序自动添加的体型系数有时候并不准确;3, PS2000可任意添加修改恒、活载,风荷载由用户选择确定体型系数的规范,程序 自动添加风荷载;可考虑山墙榀平面外的风荷载可任意编辑节点荷载,单元荷载;4, MTS

11、 可在建模期间定义恒、活荷载 ,风荷载可在模型建立之后添加,可整体添加 页可分单元添加,风荷载最多能分四个工况;可任意编辑节点荷载,单元荷载;5, SSDD 的恒、活载为整体添加,夹层荷载不能分段编辑,风荷载可按单元添加,可 按单元编辑体型系数;可任意编辑节点荷载。第二论 PK , STS 胜出!三,分析验算1, STS 内置门规以及钢规,可单独指定任意单元采用哪种规范验算;能给出结构计算 简图、荷载计算简图;可图形输出组合内力包络图,单工况下的内力、位移图,单元应力比 图,整体挠度图,单元计算长度、长细比信息图,可查询单元详细信息,给出整体计算书; 可进行自动截面优化。屋主小评:STS 的缺

12、憾是无法输出各种荷载组合下的内力、位移图,仅仅是在 构件信息里面显示荷载组合下的内力,至于是对应哪一种荷载组合,需要用户去熟悉 STS 的技术条件有关荷载组合的相关内容。2, 3D3S 内置门规以及钢规,可单独指定任意单元采用哪种规范验算;可图形输出组 合内力包络图,单工况下的内力、位移图,单元应力比图,可输出各种组合下的内力、位移 图;可进行截面优化以及在已有截面库里面优选。屋主小评:3D3S 的单元计算长度查询不方便,需要到计算书的单元信息里面 去查询。3, PS2000内置门规以及钢规,对夹层结构的梁柱,自动套用钢规验算,可考虑抗震 设计中节点域的相关要求;可图形输出组合内力包络图, 单

13、工况下的内力、 位移图,单元应 力比图,可输出各种组合下的内力、位移图。4, MTS 内置门规以及钢规,可单独指定任意单元采用哪种规范验算;可图形输出组合 内力包络图, 单工况下的内力、 位移图, 单元应力比图, 可输出各种组合下的内力、 位移图, 单元计算长度、长细比信息图;可进行截面优化; MTS 的一个主要特点是单元验算的计算书 非常完善,方便校核。5, SSDD 内置门规以及钢规,可单独指定任意单元采用哪种规范验算;可图形输出组 合内力包络图,单工况下的内力、位移图,单元应力比图,可输出各种组合下的内力、位移 图,单元计算长度、长细比信息图;第三轮 PK , 3D3S 胜出!四,节点设

14、计1, STS 除了夹层梁柱节点不能在门钢设计里按照要求完成外,其他类型的门钢节点 基本上都能设计, 包括抗风柱与屋面梁的连接节点; 程序可设定螺栓参数, 螺栓与翼缘板的 距离, 加劲肋参数, 能进行节点自动设计,可对自动设计结果进行编辑,可对编辑后的节点重新进行验算; 可设置柱脚抗剪件并进行柱脚抗剪计算, 可设计混凝土柱钢梁结构的梁柱节 点。屋主小评:STS 的节点设计的一个缺陷就是无法编辑螺栓与螺栓之间的距离。 2, 3D3S 基本上能满足夹层节点设计以及各种类型的门钢节点设计;程序可设定螺栓 参数, 螺栓间距,能进行节点自动设计, 可对自动设计结果进行编辑, 可对编辑后的节点重 新进行验

15、算;有些门钢节点不支持。屋主小评:3D3S 节点自动设计不能考虑加劲肋问题,所以,程序自动设计后 都要进行节点编辑验算,人为增加加劲肋,这一点需要注意。3, PS2000能自动进行夹层节点以及其他类型门钢节点设计,可设定螺栓参数,节点 设计结果基本上不能人为编辑;有些门钢节点不支持。4, MTS 基本上能满足夹层节点设计以及各种类型的门钢节点设计;程序可设定螺栓 参数, 螺栓间距,能进行节点自动设计, 可对自动设计结果进行编辑, 可对编辑后的节点重 新进行验算;有些门钢节点不支持。5, SSDD 基本上能满足夹层节点设计以及各种类型的门钢节点设计; 可设定螺栓参数, 程序根据截面自动设定相关的

16、螺栓以及加劲肋参数, 可进行节点自动设计; 用户可方便的在 此基础上增加以及减少螺栓、加劲肋,程序对每一次修改都能进行重新验算。屋主小评:SSDD 的节点设计编辑是最方便的。第四轮 PK , SSDD 胜出!五,后处理出图1,最新版本 STS 后处理出图已经非常完善,能节点图,刚架剖面图,构件图,围 护结构布置图目前还比较粗糙,加工图能达到加工的要求,单一些编号标注需要人为移动, 可统计整体材料表,可人为编辑材料表。2, 3D3S 的后处理出图也比较完善, 能节点图, 刚架剖面图, 构件图, 檩条加工图, 围护结构布置图目前还比较粗糙, 部分标注需要人为修改编辑, 加工图中缺少变截面单元腹 板

17、放样图,整体材料表比较完善准确。3, PS2000的后处理出图是最完善的,能输出节点图,刚架剖面图,构件图,围护 结构布置图,檩条加工图,基本上可以直接采用,需要修改的地方不多;4, MTS 的后处理出图目前还比较粗糙,节点图,刚架剖面图,构件图都很差;生 成为 DXF 文件。5, SSDD 的后处理出图仍旧建立在 CADR14平台上,节点图可以,刚架剖面图以及 构件图比较粗糙。第五轮 PK , PS2000胜出!六,附加功能1, STS 附带丰富的吊车库,檩条、吊车梁设计比较完善,设计输出也比较完善; 能输出独立基础设计结果数据。2, 3D3S 吊车梁设计需要人为输入相关参数,檩条设计需要建

18、立三维整体模型,在围护设计部分才能进行;能接力柱脚反力进行独立基础设计以及绘图。3, PS2000能自动设计檩条、支撑、系杆、拉条,能输出完善的计算书,能接力柱 脚反力进行独立基础设计以及绘图。屋主小评:PS2000檩条设计的参数不够完善,使用的时候要注意。4, MTS 能独立设计檩条、支撑、拉条、吊车梁,能输出完善的计算书,能接力柱 脚反力进行独立基础设计以及绘图。5, SSDD 独立设计檩条、吊车梁,能接力柱脚反力进行独立基础设计。第六轮 PK , STS 胜出!屋主总结:从以上六大方面的比较中, STS 在门式刚架结构设计中总体领先与其 他软件,其次是 PS2000以及 3D3S ,最后

19、是 MTS 以及 SSDD 。软件功能 PK 之网架、网壳结构纵观国内钢结构软件,能对网架、网壳结构进行前后处理、节点设计以及施工图、 加工图绘 制的有 3D3S 、 MST 、 SFCAD 、 TWCAD 、 MSGS ,下面就个人的理解从建模以及模型编辑、荷载添 加以及编辑、分析验算、后处理节点设计、后处理出图、附加功能等五部分进行 PK :一,建模以及模型编辑1, 3D3S 模型库比较全面,可以参数化的建立各种网架、网壳模型,也可以通过 CAD 三维模型转化成结构模型,也可把结构模型导出为 CAD 三维模型; 3D3S 建立在 CAD 平台上, 所以它的操作一如 CAD 那样方便,附加的

20、编辑命令有起坡、垂直移动到直线(曲线上,径 向移动到曲线上, 3D3S 的一个特点是由杆带点,节点不能脱离杆件独立存在,而且在模型 中点、 杆区分不明显, 这给模型编辑带来不便; 可分层、 分部分显示模型; 可插入合并模型, 可查询杆件之间最小夹角; 3D3S 可以对上部网架下部其他结构进行整体分析,而且下部结 构的建模编辑以及后处理都比较方便。屋主小评:3D3S 的模型编辑功能比较弱, 复杂的模型不宜在程序里面编辑,由其他 软件编辑好后通过转换导入。2, MST 是独立开发的平台,模型库丰富,可以参数化的建立各种网架、网壳模型,可 通过 CAD 三维模型 DXF 文件导入,可自动分层,也可将

21、模型导出为 CAD 三维模型; MST 特有 扭曲面、 椭圆面模型以及空间曲面参数方程建模, 这是其他网架专业软件没有的; 模型编辑 上, MST 是点、杆分离,节点可以脱离杆件独立存在,有三维旋转视图功能,可分层、分部 分显示模型; MST 的编辑功能非常全面强大,可以说是现有网架专业软件中最全面的,特有 通过上弦层自动增加腹杆以及下弦层的加角锥功能; 可插入合并模型, 可查询杆件之间最小 夹角;可以对上部网架下部其他结构进行整体分析,但是下部结构分析功能较弱;屋主小评:MST 加角锥的功能有待完善,增加的腹杆以及下弦层经常跑位,不能在 同一个平面,需要人为调整。3, SFCAD 有独立的开

22、发平台,模型库丰富,可参数化建立多种网架模型,可通过 CAD 三维模型 DWG 、 DXF 文件导入模型,不能自动分层,个别版本能导出 CAD 三维模型;特有垂直封边建模, 特有柱面网壳可定义跨度为上弦之间距离或者下弦之间距离, 不支持直接生成 球型网壳;模型编辑手段丰富,典型的点、杆分离,在模型中点、杆区分很明显,非常方便 编辑, 可分层、 分部分显示模型;特有对称模型取对称后对称面约束自动施加功能;可插入 合并模型,可查询杆件之间最小夹角;不能与下部结构进行整体分析;屋主小评:不能直接生成球型网壳是一个缺憾,不能整体分析也是一个缺憾,没有 三维视图观察也是一个缺憾。4, TWCAD 有独立

23、的开发平台,模型库丰富,可参数化建立多种网架模型,可通过 CAD 三维模型 DXF 文件导入模型, 能自动分层, 能导出 DXF 三维模型文件; 特有角锥球型网壳加 密处杆件自动抽空功能, 模型编辑功能很多, 有三维旋转视图功能点、 杆不分离, 不能存在 独立节点; 可插入合并模型, 可查询杆件之间最小夹角; 可以对上部网架下部其他结构进行 整体分析,但是下部结构分析功能与 3D3S 相比有一定差距;屋主小评:TWCAD 的角锥球型网壳加密处杆件自动抽空功能是一个亮点。5, MSGS 有独立的开发平台,模型库丰富,可参数化建立多种网架模型,可通过 CAD 三维模型 DXF 文件导入模型, 能导

24、出 DXF 三维模型文件; 模型编辑功能丰富, 有三维旋转视 图功能; 可插入合并模型, 可查询杆件之间最小夹角; 可以对上部网架下部其他结构进行整 体分析,但是下部结构分析功能不强。屋主小评:MSGS 的模型编辑没有什么突出之处。第一轮 PK , MST 胜出。二,荷载添加以及编辑1, 3D3S 的荷载添加以及编辑功能是相当完善的,不限制工况数,可采用双向导到节 点的导荷载方式把面荷载转化为网架节点荷载, 不限制面围区域的多边形数; 风荷载能自动 考虑风压高度变化系数, 风振系数(需要先计算自振周期, 能考虑球面网壳的风荷载体型 系数, 不限制球面风荷载方向; 可单独施加节点荷载,可观察并编

25、辑导荷载的面; 可进行荷 载拷贝、删除;能考虑地震效应,能考虑温度应力,不能考虑网架下悬挂吊车荷载;内置一 般荷载组合以及恒载控制的组合,方便灵活的荷载组合编辑功能。屋主小评:3D3S 荷载编辑中,荷载删除的时候,不能指定只删除其中的某些工况,而 是全部删除;悬挂吊车方面,可用附加活荷载模拟;在 3D3S 中建立模型的时候,注意柱脚 标高要定义在 CAD 空间里面的(0, 0, 0平面上,不然风荷载高度变化系数不对。2, MST2006的荷载添加以及编辑功能比较丰富,可施加节点荷载,面荷载,面荷载 可转化为节点荷载,面荷载围区多边形数有限制,不能超过 12;不能自动考虑风压高度变 化系数,能考

26、虑风振系数,能考虑球面网壳的风荷载体型系数,不限制球面风荷载方向;特 有柱面网壳风荷载体型系数添加功能; 能考虑地震效应, 能考虑温度应力, 能考虑网架下悬 挂吊车荷载,最多考虑 20台吊车,每台吊车轨道数最多 5个;内置一般组合以及恒载控制 组合,荷载组合编辑方便。屋主小评:MST 的荷载正方向为垂直向下,这个需要注意;另外四边形中增加一个 对角线,程序的面荷载转节点荷载是错误的。3, SFCAD 只能由开始输入的面荷载信息转化为节点荷载,模型建立后的荷载编辑功 能相对比较落后, 模型编辑后的荷载变化不能考虑, 需要人为处理, 在已有模型中只能考虑 节点荷载,不能考虑面荷载(2004版可以考

27、虑面荷载;不能考虑地震效应,能考虑温度 应力,不能网架考虑悬挂吊车荷载;荷载工况数有限制;部分版本有自定义荷载组合功能。 屋主小评:SFCAD 的荷载编辑功能是最不方便的,如果没有 2004版,那么很多网架 工程的荷载误差是比较大的。4, TWCAD 能施加节点荷载,面荷载,面荷载可转化为节点荷载,面荷载围区多边形 数有限制,不能超过 4;可施加局部面荷载,可自动考虑风荷载高度变化系数,能考虑球面 网壳的风荷载体型系数, 但球面风荷载方向最多为 8个; 能考虑地震效应, 能考虑温度应力, 能考虑网架悬挂吊车荷载,最多考虑 20台吊车,每台吊车最多能考虑 2个轨道;内置常用 荷载组合,组合编辑方

28、便。屋主小评:TWCAD 的一个问题是已经转化的节点荷载属性是不跟随节点属性走的, 当节点移动后,节点荷载并不跟随节点到新的位置。5, MSGS 能施加节点荷载,面荷载,面荷载可转化为节点荷载,面荷载围区多边形数 有限制,不能超过 9;可施加局部面荷载,不能考虑风荷载高度变化系数,不能考虑球面网 壳风荷载体型系数, 不能考虑网架悬挂吊车荷载, 能考虑地震效应,能考虑温度应力; 无内 置荷载组合,需要用户自定义。屋主小评:MSGS 在这方面没有什么亮点。第二轮 PK , 3D3S 胜出。三,分析验算1, 3D3S 网架、网壳模块的分析验算可选择网架结构设计与施工规程、网壳结 构技术规程 来验算;

29、 杆件分析可采用满应力优化设计, 单元验算中有截面校核、 截面放大、 截面优选、 截面优化四个选项, 可设定应力比范围来对杆件进行满应力设计; 可分别对不同 的杆件进行不同的长细比参数控制; 可对不用的材料定义不同的截面特性; 分析结果输出方 便,可输出任意工况、组合下的内力、位移图。屋主小评:3D3S 的分析验算是比较灵活的,第一次进行杆件分析,可选择截面优 选,优选完毕后,再次进行内力分析,内力分析完成后,进行截面校核,此时由于内力的变 化, 可能导致部分优选后的杆件不满足, 此时选择截面放大, 把不满足的杆件截面进行放大, 而已经满足的杆件截面不变,截面放大之后,再次进行内力分析、截面校

30、核,以此类推,直 致最后一次截面校核,全部杆件都满足要求。2, MST2006的分析验算可选择网架结构设计与施工规程,杆件截面分析可采用满 应力优化设计、 验算调整以及验算不调整, 可对不用的材料定义不同的截面特性; 分析结果 输出详尽完善,可输出任意工况、组合下的内力、位移图。屋主小评:MST2006的分析步骤是,设定相关参数后,进行满应力设计,得到第一 次的杆件截面, 后续进行地震效应分析、 风振系数分析后,结构内力会发生一定的变化,此时可先选择验算不调整, 查看第一次得到的杆件截面在内力改变后是否还能满足要求, 如不 能满足要求,则选择验算并调整,程序会把不满足的杆件截面调整到满足。3,

31、 SFCAD 的分析验算可选择网架结构设计与施工规程,杆件截面分析可选择满应 力设计、只加大超应力杆件、固定截面分析三种;部分版本能输出工况、组合下的内力、位 移图。屋主小评:SFCAD 的分析步骤是,设定相关参数后,进行满应力设计,得到第一次 的杆件截面, 如果后面模型以及荷载有所调整, 可在原来满应力设计的结果上进行固定截面 分析,如果此时有超应力杆件,再运行只加大超应力杆件。4, TWCAD 的分析验算可选择中国大陆规范、欧洲规范、美国规范、英国规范、铝合金 规范, 一般常用是中国大陆规范;杆件截面分析有满应力设计、只加大杆件截面设计、 指定 截面验算、 在以前设计基础上设计、 在原有模

32、型上设计等; 可输出各种工况、 组合下的内力、 位移图。屋主小评:TWCAD 的分析验算比较全面灵活,功能比较多,基本分析过程与上面三 个软件差不多。5, MSGS 的分析验算可选择 网架结构设计与施工规程 , 杆件截面分析是分步进行的, 静力优化计算、辅助调整杆件节点、自振特性、地震效应分析等;可输出各种工况、组合下 的内力、位移图。屋主小评:MSGS 的分析验算是分步进行的,在设定优化次数后,进行静力优化计 算,如在设定的优化次数内,还有不满足的杆件, 则可选择辅助调整杆件, 可人工调整也可 自动调整, 调整完后,再进行地震效应分析, 如此时还有不满足杆件, 则再进行辅助调整杆 件,以此类

33、推。第三轮 PK , TWCAD 胜出。四,后处理节点设计1, 3D3S 网架、网壳模块的节点设计中,配件库是开放式的,用户可以根据需要增减 配件, 可选择同一杆件截面只配一种直径的螺栓的方法, 可选择按照杆件轴力设计配件的方 法,可选择同一螺栓球上的切削量相等;可自动拟合任意曲面基准孔;可分别进行螺栓球、 焊接球以及螺栓球焊接球混合节点设计; 高强螺栓只有一种强度规格, 套筒只有一种强度规 格。屋主小评:3D3S 节点设计中,高强螺栓只有一种强度规格,不适用网架、网壳多 种高强螺栓等级如 8.8、 9.8、 10.9级的应用,这个问题可通过折减高强螺栓有效面积来换 算得到;套筒只有一种强度规

34、格目前还不好找到合适的方法解决。2, MST 节点设计中,配件库是开放式的,用户可以根据需要增减配件,配置自己的配 件库, 节点设计方法有三种选择, 可选择按照杆件等强设计的方法, 可选择按照杆件最大拉 力设计的方法,可选择按照杆件轴力设计的方法,程序默认按照杆件最大拉力设计的方法; MST 有多种基准孔定义的方法,也有任意曲面自动拟合的方法;可分别进行螺栓球、焊接球 以及螺栓球焊接球混合节点设计; 可在配件库中修改套筒、 高强螺栓的强度来适应不同的高强螺栓等级以及套筒规格; 2006版本增加了添加螺栓球侧封螺栓孔的功能。屋主小评:MST 在后处理节点设计上一直为人诟病,实际上并不完全是程序本

35、身 的原因, 程序自带的配件库是不足以满足工程设计需要的, 需要用户添加相应的配件, 而且 也要在杆件材料以及设计信息中选择以及添加相应的信息, 杆件材料中的截面信息必须与所 选用配件库中的配件休息相对应; 最新版本的 MST2006改进了节点设计中配件不相配导致设 计中断的问题。3, SFCAD 的节点设计中,配件库是不开放的,程序的配件库有徐州标准、国标两种配件 库选择,节点设计方法内置是按照杆件轴力设计的方法; SFCAD标准版无任意曲面基准孔 自动拟合的功能; SFCAD能单独进行螺栓球、焊接球节点设计,不能进行混合节点设计。 屋主小评:SFCAD 无任意曲面基准孔自动拟合的功能可以说

36、是比较大的缺憾,另 外,程序默认 M33以上套筒强度按照 Q345,同行可以比较一下看看。4, TWCAD 的节点设计中,配件库是开放式的,用户可以根据需要增减配件,配置自己 的配件库, 程序自带徐州配件库以及杭州大地配件库; 节点设计默认按照杆件轴力设计的方 法, 程序有一个控制系数来控制按照配置螺栓对应的套筒承压不足的情况; 可自动拟合任意 曲面基准孔, 可对侧封螺栓球增加侧封孔; 可分别进行螺栓球、 焊接球以及螺栓球焊接球混 合节点设计;程序有两种高强螺栓等级可供选择,程序默认同一螺栓球上切削量一致。 屋主小评:TWCAD 的节点设计相对比较完善。5, MSGS 的节点设计中,配件库默认

37、按照国标配件库,最新版本的配件库是最全的配件 库, MSGS 允许用户自定义配件库;程序节点设计默认按照杆件轴力设计的方法,可自动拟 合任意曲面基准孔,可对侧封螺栓球增加侧封孔;屋主小评:MSGS 的节点设计紧扣国标配件库,灵活性不够。第四轮 PK , MST2006胜出。五,后处理出图1, 3D3S 网架、网壳模块后处理出图,可输出整体模型的平面、立面,可分层输出, 可局部输出, 可输出杆件内力; 附带一般的平板压力支座设计以及出图; 球节点编号按照球 直径大小从阿拉伯数字 1开始输出, 杆件编号按照杆件直径、 长度用两种符号输出, 不能区 分杆件所在的层号;球加工图输出简洁,无角度表。2,

38、 MST 后处理出图,可输出整体模型的平面、立面,可分层输出,可局部输出,可输 出杆件内力; MST 杆件编号有多种方式,可具体区分任意层的杆件, MST 的球编号不是按照 球直径大小编号,比较杂乱;球加工图可输出角度表;出图的线条以及字体要改进。 3, SFCAD 后处理出图,可输出整体模型的平面、立面,可分层输出,可局部输出,可 输出杆件内力; SFCAD 的球编号球编号按照球直径大小、孔数不同用两种符号输出,杆件编 号按照杆件截面大小、 长度不同用两种符号输出, 不能区分杆件所在层号; 球加工图输出简 洁,无角度表(2004版可输出角度表;出图的字体以及线条比较好。4, TWCAD 后处

39、理出图,可输出整体模型的平面、立面,可分层输出,可局部输出,可 输出杆件内力; 球编号按照球直径大小、 孔数不同用两种符号输出, 杆件编号按照杆件截面大小、 长度不同用两种符号输出;球加工图输出简洁,无角度表; 出图的线条以及字体要改 进。5, MSGS 的后处理出图操作比较麻烦、呆板,需要先设定参数,分别输出整体模型的 平面、立面,可分层输出,可输出杆件内力;球编号按照球直径大小、孔数不同用两种符号 输出, 杆件编号按照杆件截面大小、 长度不同用两种符号输出;球加工图输出简洁,无角度 表;出图的线条以及字体要改进。第五轮 PK , SFCAD 胜出。六,附加功能1, 3D3S 网架、网壳的附

40、加功能就是网壳的非线性稳定分析,最新版本可对网壳进行 非线性稳定分析,能按照 网壳技术规程的要求考虑初始缺陷, 是目前所有软件中首次推 出的。2, MST2006的附加功能有模型的模态分析以及反应谱分析,屋面支托布置以及材料统 计,杆件的排料优化计算。3, SFCAD 标准版基本上没有甚么附加功能,个别版本有旋转加风荷载(球面网壳风荷 载功能,内力合并比较功能。4,TWCAD附加功能很多,有稳定分析,模态分析,动力分析(时程分析,屋面支托 布置以及材料统计,杆件的排料优化计算。5, MSGS 的附加功能就是网壳的非线性稳定分析。第六轮 PK , TWCAD 胜出。屋主总结:从以上六个方面的 P

41、K 得出, 在网架、网壳设计方面, MST 最好 , 3D3S 、 TWCAD 、 SFCAD 各有优势次之, MSGS 最后。软件功能 PK 之管桁架结构纵观国内钢结构软件,能对桁架结构进行前处理分析验算,后处理节点设计出图的有 STS 、 3D3S 、 STCAD 、 MST2006,下面就我个人所用理解从建模以及模型编辑、荷载添加以及编辑、 分析验算、后处理节点设计、后处理出图、附加功能等六部分分别进行 PK :一,建模以及模型编辑1, STS 桁架模块能方便建立各种平面三角形、梯形、矩形桁架,弧形桁架建模不方便, 不能建立空间桁架模型,在 PKPM 的平台上,模型编辑不方便;可上部桁架

42、与下部结构整体 建模;屋主小评:STS 桁架模块不能建立空间桁架模型是一个缺憾,可以通过定义单元截 面为空间组合截面来模拟,不过有一定的误差。2, 3D3S 最新版本的桁架模块,可以方便参数化的建立任意形状的平面、空间桁架,程 序内置丰富的模型库, 多种腹杆形式, 自动定义腹杆两端约束条件; 由于建立在 CAD 平台上, 3D3S 的模型编辑功能非常方便,可用 CAD 命令对模型进行任意的编辑,可从 CAD 导入三维 模型转化为结构模型;可上部桁架与下部结构整体建模;屋主小评:3D3S9.0版本的桁架模块在建模以及编辑是比较完善的,截面定义、分 组相当方便。3, STCAD 是上海交通大学结构

43、工程研究所研发的一个多功能结构设计软件,建模上提 供最丰富的模型参数,可参数化建立各种平面、空间桁架模型;模型编辑功能齐全;可从 CAD 三维模型 DXF 文件导入建立模型;可上部桁架与下部结构整体建模。屋主小评:STCAD 的建模以及模型编辑功能都比较强,但是操作上比较不便,截面 定义、分组繁琐。4, MST2006的桁架建模必须依托网架模型库,在网架模型上进行编辑得到相应的桁架模 型。屋主小评:MST2006并无专门的桁架模块,模型建立比较麻烦。第一轮 PK , 3D3S 胜出。二,荷载添加以及编辑1, STS 桁架模块中,可输入单元、节点荷载,无面荷载转化为节点荷载功能,风荷载 添加不方

44、便;荷载编辑灵活,可任意编辑单元、节点荷载;内置常用荷载组合,但灵活性不 够。屋主小评:STS 桁架模块,模型荷载需要用户手工计算后以单元、节点荷载的形式 添加,风荷载添加误差大。2, 3D3S 桁架模块中,可方便输入单元、节点、局部单元荷载,各种工况荷载都可以通 过导荷载的方式由面荷载转化为节点荷载, 风荷载可自动考虑风压高度变化系数、 风振系数, 可分区域导荷载; 9.0版本增加了虚杆化分导荷范围的功能, 增加了显示导荷载面荷载参数、 体型系数参数功能, 增加了编辑导荷载面的功能; 内置一般组合以及恒载控制的组合, 可灵 活编辑荷载组合;特有空间桁架整体结构的整体导荷载功能。屋主小评:9.

45、0增加的荷载编辑功能进一步提升了 3D3S 在荷载添加以及编辑上的全 面性。3, STCAD 中可方便输入单元、节点荷载,各种工况荷载都可以通过导荷载的方式由面 荷载转化为节点荷载, 风荷载可考虑风压高度变化系数, 不能考虑风振系数, 特有近似考虑 风荷载体型系数功能,可分区域导荷载; 荷载编辑不方便。内置常用荷载组合,荷载组合编 辑方便。屋主小评:荷载编辑上欠缺灵活性。4, MST2006中,可方便施加单元、节点荷载,只能进行单榀空间桁架面荷载转化为节点 荷载, 不能自动考虑风压高度变化系数, 能考虑风振系数;荷载编辑方便; 内置一般组合以 及恒载控制的组合,可灵活编辑荷载组合。屋主小评:M

46、ST2006中桁架模型的荷载功能须套用网架模型的荷载功能,桁架模块 尚在初步阶段。第二轮 PK , 3D3S 胜出。三,分析验算1, STS 可套用多种规范进行结构验算,在同一模型中不能分别指定不同的控制参数; 可分组进行截面优化、归并;可查看每个单元详细的的验算结果 ,可查看模型在各工况下 的内力、位移图,可查看模型的应力图、不能查看模型在组合下的内力、位移图;可查看模 型的内力、位移包络图。屋主小评:没有组合下的内力、位移图是 STS 的一各缺憾,原因是 STS 内置的组合 太多,无法以图形形式表达,只能用文本形式表达。2, 3D3S 桁架模块中可套用多种规范进行验算,特有同一模型中对不同

47、的单元采用不同 的控制参数功能;可分组进行截面优化、 归并;可方便输出模型以及每一单元在各工况、组 合下的内力、位移、应力比图,可查看每个单元的验算结果;可查看模型的内力、位移包络 图。屋主小评:3D3S 在这方面比较完善,可方便得到各种验算信息。3, STCAD 可套用多种规范进行结构验算,验算参数丰富;可分组进行截面优化、归并; 可方便输出模型在各工况、组合下的内力、位移、应力比图,可查看模型的内力、位移包络 图。屋主小评:STCAD 这方面也比较完善。4, MST2006可采用现行钢结构设计规范进行结构验算,可分组进行截面优化、归并;可 方便输出模型在各工况、 组合下的内力、 位移、 应

48、力比图, 可查看模型的内力、 位移包络图。 屋主小评:MST2006的桁架模型基本上套用网架模型的验算功能,在此基础上增加 了优化的时候是否管径、壁厚一致。第三轮 PK , 3D3S 胜出。四,节点设计1, STS 桁架模块后处理节点设计中,并无常用的相贯节点验算功能,对管截面来说采 用的是插板连接节点;对角钢屋架节点采用连接板形式。屋主小评:无管结构相贯节点验算以及展开是 STS 的一个缺憾, STS 工具箱有相贯 节点的验算,但是需要用户输入管截面以及相关内力。2, 3D3S 桁架模块后处理节点设计中,可进行圆管相贯节点设计,矩型管节点设计,圆 管与矩型管连接节点设计,等截面、 变截面管拼

49、接节点设计, 焊接球拼接节点设计,多管相 交相贯节点设计,管桁架板支座、焊接球支座设计;能输出腹杆相贯线数控切割数据; 角钢 屋架方面可进行板节点设计。屋主小评:最新版本的 3D3S 桁架模块增加了不少功能, 完善了桁架节点设计功能; 同 时 9.0版本也加快了实体模型下节点消隐相贯的速度。3, STCAD 后处理节点设计中,可进行圆管相贯节点设计,等截面、变截面管拼接节点 设计, 变截面自动增加锥体连接,焊接球拼接节点设计, 多管相交相贯节点设计; 节点设计 参数详尽;能输出腹杆相贯线数控切割数据;特有比钢结构规范多出几种相贯类型的验算。 屋主小评:STCAD 后处理节点设计的特点在于参数比

50、较丰富,比钢结构规范多出几种 相贯类型的验算是一个亮点;可惜的是没有桁架支座节点设计。4, MST2006桁架后处理节点设计中,可按照钢结构规范规定的相贯节点形式进行相贯 节点设计;能输出腹杆相贯线数控切割数据。屋主小评:MST2006在桁架节点设计上功能还相当简单,仅仅能满足一般的要求。 第四轮 PK , 3D3S 胜出。五,后处理出图1, STS 桁架模块的后处理出图中,程序可定义不同的比例自动出图;钢屋架出图比较 完善。屋主小评:STS 自动出图很杂乱,需要用户自行编辑,钢屋架出图方面目前来说在所 有软件中是比较完善的。2, 3D3S 桁架模块后处理出图,可参数化输出整体平面、立面布置图

51、,支撑、檩条布置 图,单榀桁架长度尺寸、截面编号、节点编号图,整体结构坐标表,整体、各个单元结构材 料表,可输出相贯节点连接节点图、弦杆拼接节点图、焊接球拼接节点图、支座图,可输出 每根腹杆相贯线展开图。钢屋架可输出整体结构图以及节点图。屋主小评:3D3S 桁架模块后处理出图是比较完善,只是字体与线条容易重复,另外, 弦杆拼接节点图、焊接球拼接节点图、支座图都比较粗糙;比较大的、复杂的模型,在后处 理模型下出图需要较长时间; 钢屋架中整体结构图的标注信息不够, 焊缝标注乱, 需要人工 处理。3, STCAD 在桁架后处理出图方面参数比较丰富,可参数化输出整体平面、立面布置图, 单榀桁架长度尺寸

52、、 截面编号、 节点编号图, 整体结构坐标表, 整体、 各个单元结构材料表, 可输出弦杆拼接节点图、焊接球拼接节点图,可输出每根腹杆相贯线展开图。屋主小评:STCAD 在桁架后处理出图方面做得比较好,出图速度块,可惜的是没有相 贯节点连接节点图以及桁架支座图。4, MST2006桁架后处理出图,只能输出腹杆相贯线展开图,整体平面、立面图须依托 在网架模型下输出。屋主小评:MST2006在这点上乏善可陈,尚不足以满足工程需要,相贯线展开图还缺 少信息。第五轮 PK , STCAD 胜出。六,附加功能1, STS 无附加功能。2, 3D3S 配合非线性模块,可进行预应力张弦桁架的分析、稳定设计。3

53、, STCAD 的附加功能有网架、网壳,索膜结构分析设计,结构稳定分析,结构模态分 析,排料优化计算。4, MST2006附加功能有排料优化计算。第六轮 PK , STCAD 胜出。屋主总结:在管桁架结构设计上, 目前 3D3S 整体上占据了很大的优势, 其次是 STCAD , 再次是 MST2006,最后是 STS 。屋主外话:目前国内的结构分析软件中,还有同济大学的 STRAT 、 MTS 能进行平面、 空间桁架的分析验算,这两者目前均无后处理功能。软件功能 PK 之多高层钢结构纵观国内钢结构软件,能对多高层钢结构进行前处理分析验算以及后处理出图的有 PKPM -STS 系列, 3D3S

54、, MTS , SS2000(这个软件个人接触比较少,以下就我个人所用理解在建 模以及模型编辑、荷载添加以及编辑、分析验算、后处理节点设计、后处理出图、附加功能 等六部分进行 PK :一,建模以及模型编辑1, STS 可以通过轴网形式建立标准层模型,可方便布置柱、主梁、次梁、层间梁,支撑 以斜杆的形式输入,偏心支撑需要定义支撑节点; 2005版的 STS 可方便建立正交、斜交、 矩型、圆弧形轴网,也可以通过 CAD 辅助导入复杂轴网;可对标准层进行全部、部分复制, 可通过 UCS 视图对模型进行观察、编辑;可定义楼板、剪力墙开洞,不能定义圆形洞口;最 全面的截面库,基本上能满足工程需要; ST

55、S 对斜屋面建模以及编辑不方便。屋主小评:PKPM -STS 局限于标准层,对斜坡、斜屋面等模型,需要附加短柱模拟。 2, 3D3S 可以通过轴网形式建立标准层模型,可方便布置柱、主梁、次梁,有十字交叉 支撑、人字支撑、八字支撑等多种中心、偏心支撑形式;可方便建立正交、圆弧形轴网,可 直接把 CAD 模型中的直线、弧线定义成结构模型的轴线,可直接导入、导出 CAD 三维模型; 可对标准层进行全部或者部分复制, 可在 UCS 视图中对模型进行任意的编辑; 可分层、 分轴 线、分组、分属性显示单元;截面库不够完善,暂无十字柱截面,格构柱截面类型少;可自 定义截面类型;即将推出 9.0的高层模块可定

56、义矩形、多边形以及圆形楼板、剪力墙洞口。 屋主小评:在 CAD 平台上操作,建立整体模型后,可在 CAD 平台上用 CAD 命令进行 任意的编辑,非常方便; 截面库不够完善,格构柱截面欠缺; 自定义截面在后续截面验算中 不能验算截面的局部稳定。3, MTS 有独立的开发平台, 可通过轴网形式建立标准层模型, 也可以由 CAD 平台的 DXF 导入三维模型,可方便布置柱、主梁、次梁,支撑,偏心支撑需要定义支撑节点;可方便建 立直线、弧形轴线,特有多义线轴线定义;可对标准层进行部分、全部复制、空间复制、轴 向复制、弧向复制;模型编辑上可按照单元属性、单元集合、编号等选择显示相应单元,可 过滤选择梁

57、、柱、剪力墙等;可在 UCS 视图中对模型进行编辑;内置丰富的截面库,包含部 分美国、英国、日本的型钢截面;可定义楼板矩形、圆形洞口。屋主小评:最新版本的 MTS 在建模以及模型编辑相当灵活,集成功能很多。4, SS2000是冶建总院开发的多高层钢结构软件,独立开发的平台,可通过轴网形式建 立标准层模型,可方便建立矩形、弧形轴网,可方便布置柱、主梁、次梁,支撑;可定义单 根线(直线、曲线为轴线;可对标准层进行部分、全部复制,可在平面、三维状态下编辑 模型;丰富的截面库。第一轮 PK , 3D3S 、 MTS 胜出。二，荷载添加以及编辑 1，STS 多高层模型中，可方便添加以及编辑楼层荷载、单元

58、荷载、节点荷载，可对荷载 进行层间拷贝，风荷载程序自动计算；斜面面荷载添加不准确。程序内置各种荷载预组合， 可用户自定义；可考虑活荷载不利布置。 屋主小评：风荷载一直是 STS 多高层模型中的问题，复杂模型误差较大，且不方便 编辑；斜面荷载只能按照平面荷载模拟。 2，3D3S 多高层模型中，可方便添加以及编辑楼层荷载、单元荷载、节点荷载，可任意 拷贝单元、节点荷载，可准确计算任意斜面的工况荷载；工况数没有限制；风荷载采用杆件 围区导算方法，比较灵活、准确，且方便编辑；内置默认预组合，内力分析后能自动过滤无 效组合，灵活的组合编辑功能；暂时不能考虑活荷载不利布置，9.0 推出的高层模块将完善 该功能。 屋主小评：3D3S 杆件导荷载的方法虽然有点麻烦，但是准确，灵活，适用任何复杂 模型。 3，MTS 多高层模型中，可方便添加以及编辑楼层荷载、单元荷载、节点荷载，可对荷载 进行层间拷贝，风荷载程序自动计算，可整体导荷也可选中杆件部分导荷；最多只能有 4 种风荷载工况；斜面面荷载添加不准确；内置默认预组合，用户可自定义组合；可考虑活荷 载不利布置。 屋主小评：MTS