常用结构软件比较

常用构造软件比较一个评价，请各位同行指正。本文仅限于混凝土构造计算程序。PKPM〔TASATWTBSATBSTBWTBSABSCGSCA、SAP系列。其他一些构造计算程序如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，故不做具体争论。一、构造计算程序的分析与比较1、构造主体计算程序的模型与优缺点从主体计算程序所承受的模型单元来说TAT和TBSA属于构造空间分析的第一代程序，其构件均承受空间杆系单元，其中梁、的位移协调矩阵，引入了楼板无限刚性假设，大大削减了构造自由度。SATWE、TBWE和TBSAP在此根底上参加了墙元，SATWE和TBSAP还参加了楼板分块刚性假设与弹性楼板假设，更能适应简单的构造。SATWE供给了梁元、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JCCAD的联合，还能实现根底-上部构造的整体协同计算。TBSAP供给的单元除了常用的杆单元、梁柱单元外，还供给了用元、广义单元〔包括罚单元与集中单元，以及进展根底计算用的弹性地基梁单元、弹性地基柱单元〔桩元TBSAP可以对构造进展根底-上部构造-楼板的整体联算。从计算准确性的角度来说SAP84是最为准确的，其单元类型格外丰富，而且能够对构造进展静力、动力等多种计算。最为关键的是，使用SAP84时能依据构造的实际状况进展单元划分，其计算模型是最为接近实际构造。BSCWGSCAD的状况比较特别，严格说来这两个程序均是前后处理工具，其开发者并没有进展构造计算程序的开发。但BSCW与其计算程序一起出售，因此有必要提一下。BSCW始终是使用广东省建筑设计争论院的一个框剪构造计算软件，这〔SS、TBSA、TATSSW的计算数据。SS和SSW均是广东省建筑设计争论院开发的，其中SS承受空间杆系模型，与TBSA、TAT属于同一类软件；而SSW依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。〔对应的杆端力为双力矩不连续，则减弱越大。所以计算时对实际构造的刚度是增大还是减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等计算构造转换层时误差较大。由于从实际构造来看，剪力墙与转换构造的连接是线连接〔不考虑墙厚的话，实际作用于转换构造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。令力传至转换梁又会转变上层墙体的变形协调条件〔不要信任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。梁墙元〔又称Wilson嵌板单元模型其实质是平面单元，把剪力墙简化为一个膜单元+边梁+边柱，根本上是一个由平面单元经壳元缩聚而来的〔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，且剪力墙几种带有墙元的软件中，ETABS和TUS承受板-梁墙元，SAP84、SATWE和TBSAP均承受壳墙元。TBWE所承受的墙组元实际上是一种改进的薄壁杆件模型，它与一般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增加而增加，不象一般薄壁杆件那样固定为14个，保证了杆件的位移协调；3、承受最小势能原理，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续体有限元之间的分析单元。从构造分析的准确性来说，从好到差排列依次为：板壳墙元、墙组元、板-梁墙元。TBSA用户手册建议将异形柱折很难与原构件保持全都。BSCW、GSCAD和PKPM。由于广东省建筑设计争论院在异形柱的争论方面有比较成熟的理论，因此BSCW和GSCAD对异形柱的形柱，因此这两个程序比较流行。在用PMCAD承受这些截面输入的异形柱可以传递到TAT或SATWEPK中进展配筋〔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展〔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承受此方法，这些表格是依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，在求出作用于形到每一段柱肢平面内的弯矩配筋计算出其钢筋面积。二构造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、构造阻尼运动、斜板、变截面梁或腋梁等特别构件和肯定的构造非线性变形；SAP84原本是一个通用有限元程序，后来为构造分析的需要参加了墙元等专用单元，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，都能进展楼板和剪力墙的有限元分析，适应工程的力量强，而TBWE、GSCAD和TUS则差一些，不能进展弹性楼板计算；BSCW只能进展平面为正交布置的构造计算，是没有前途的软件。从易用性的角度来看按好到差的挨次排列应为：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GSCAD、SATWE、TAT在进展图形输入时均能做到修改构造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：能适应目前简单的构造计算要求，数据预备工作量小，计算中可考虑多种因素，施工图出图便利。SATWE经过多年进展，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、墙及根底活载折减；4、钢构造计算；5、上部构造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、简单砌块构造有限元分析与抗震验算。这些功能的参加，使构造工程师无需在整体计算后再手算进展补充计算，减轻了工作量。三、构造前后处理软件的比较讲到这个问题，可以确定的是SAP84的输入是最麻烦的，不知其的图形输入工具GIBSCGSCAPKPTBSA。固然这只是考虑一次性输入的状况，假设构造平面常常修改的话TBSA应被列为较麻SASCAD等软件，既进展前处理，也能进展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。以上列举的构造软件中只有PKPMBSCW和GSCAD力量由大到小排列应为GSCAD>PKPM>BSCBSCWPKPM更符合广东人的习惯。GSCADPKPM在形成施工图的过程中均可以进展大量的人工干预，相比较而言GSCAD对图纸的修改更为便利。GSCAD既可以很直观地在平面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展修改，然后一次性形成表格或平法图，但PKPM中可以便利地对各种构件进展后期验算，如：梁挠度、裂缝等。GSCAD最好，修改也简洁。PKPM的施工1:1的比例绘图不是大多数设计人员简洁对于构造人员来说是很重要的。TBSA自身虽然没有后处理力量，但由于其流行面广，各SASCADJYCADTASDTSSDTBCADSDS和BCDS等等。从功能来说，最好的应是SASCAD，既可前处理，又可后处理，功能比较完备，也可以进展各种后期验算，免除了手算校核的麻烦。缺点是作为一个DOS下的程序，使用不如WINDOWS640X480，且图面比较乱，出板配筋图时肯定要人工归并板，否则板的类型太多，且梁配筋不是很合理。JYCAD〔佳友〕则是比较早就有了，由于建筑在AUTOCADR12根底上，使用起来不大便利，功能也一般。从进展来看，SASCAD要好过JYCAD，由于SASCAD已预备出WINDOWS版，显示区分率固然不成问题，另外剪力墙施工图功能也预备参加。另外还要提一点的是SASCADAUTOCADAUTODESK公司已开头对国内设计院的D版AUTOCAD软件进展扫荡，这个因素也开头进入考虑范围了。这几种软件的共同缺点是配筋合理性不如PKPM、BSCW和GSCAD。SASCAD符合CAD习惯；假设重视易用性的话，目前应选择GSCAD，前处理比SASCAD麻烦，但后期调整很便利，在Windows下敏捷的调整方法让人不以为苦。然而从进展的眼光看，SASCAD可能是较好的选择，由于这个软件将要出剪力墙配筋图〔这可是除PKPM外其他同类软件所没有的功能，最起码我上面提到的几个是没有的，而且随之将转换到平台，更重要的一点是承诺为购置此软件的设计院定制图表，使之符合各院的习惯。最抱负的构造前后处理软件应具有如下的特征：1计算程序的数据，比方：TBSA、TATSATWESAP84等有限元软件的计算数据就更抱负了；2可以使用类似AutoCAD的方法输入构造平面SASCAD已做到有荷载不乱PKP、SASCAGSCAD均已做到；3能进展梁裂缝、挠度验算等后期计算〔如PKP、SASCA；4