常用構(gòu)造軟件比較

常用結(jié)構(gòu)軟件比較摘要：在設(shè)計院工作，有機會接觸多個結(jié)構(gòu)計算軟件，加上自己也喜歡研究軟件，故對各種軟件的優(yōu)缺點有一定的了解。現(xiàn)在根據(jù)自己的使用體會，從設(shè)計人員的角度對各個軟件作一個評價，請各位同行指正。本文僅限于混凝土結(jié)構(gòu)計算程序。關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計--------------------------------------------------------------------------------目前的結(jié)構(gòu)計算程序主要有：PKPM系列（TAT、SATWE）、TBSA系列（TBSA、TBWE、TBSAP）、BSCW、GSCAD、SAP系列。其他一些結(jié)構(gòu)計算程序如ETABS等，雖然功能強大，且在國外也相當流行，但國內(nèi)實際上使用的不多，故不做詳細討論。一、結(jié)構(gòu)計算程序的分析與比較1、結(jié)構(gòu)主體計算程序的模型與優(yōu)缺點從主體計算程序所采用的模型單元來說TAT和TBSA屬于結(jié)構(gòu)空間分析的第一代程序，其構(gòu)件均采用空間桿系單元，其中梁、柱均采用簡化的空間桿單元，剪力墻則采用空間薄壁桿單元。在形成單剛后再加入剛性樓板的位移協(xié)調(diào)矩陣，引入了樓板無限剛性假設(shè)，大大減少了結(jié)構(gòu)自由度。SATWE、TBWE和TBSAP在此基礎(chǔ)上加入了墻元，SATWE和TBSAP還加入了樓板分塊剛性假設(shè)與彈性樓板假設(shè)，更能適應復雜的結(jié)構(gòu)。SATWE提供了梁元、等截面圓弧形曲梁單元、柱元、桿元、墻元、彈性樓板單元（包括三角形和矩形薄殼單元、四節(jié)點等參薄殼單元）和厚板單元（包括三角形厚板單元和四節(jié)點等參厚板單元）。另外，通過與JCCAD的聯(lián)合，還能實現(xiàn)基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)的整體協(xié)同計算。TBSAP提供的單元除了常用的桿單元、梁柱單元外，還提供了用以計算板的四邊形或三角形殼元、墻元、用以計算厚板轉(zhuǎn)換層的八節(jié)點四十八自由度三維元、廣義單元（包括罰單元與集中單元），以及進行基礎(chǔ)計算用的彈性地基梁單元、彈性地基柱單元（樁元）、三角形或四邊形彈性地基板單元和地基土元。TBSAP可以對結(jié)構(gòu)進行基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)-樓板的整體聯(lián)算。從計算準確性的角度來說SAP84是最為精確的，其單元類型非常豐富，而且能夠?qū)Y(jié)構(gòu)進行靜力、動力等多種計算。最為關(guān)鍵的是，使用SAP84時能根據(jù)結(jié)構(gòu)的實際情況進行單元劃分，其計算模型是最為接近實際結(jié)構(gòu)。BSCW和GSCAD的情況比較特殊，嚴格說來這兩個程序均是前后處理工具，其開發(fā)者并沒有進行結(jié)構(gòu)計算程序的開發(fā)。但BSCW與其計算程序一起出售，因此有必要提一下。BSCW一直是使用廣東省建筑設(shè)計研究院的一個框剪結(jié)構(gòu)計算軟件，這個程序應屬于空間協(xié)同分析程序，即結(jié)構(gòu)計算的第二代程序（第一代為平面分析，第二代為空間協(xié)同，第三代為空間分析）。GSCAD則可以選擇生成SS、TBSA、TAT或是SSW的計算數(shù)據(jù)。SS和SSW均是廣東省建筑設(shè)計研究院開發(fā)的，其中SS采用空間桿系模型，與TBSA、TAT屬于同一類軟件；而SSW根據(jù)其軟件說明來看也具有墻元，但不清楚其墻元的類型，而且此程序目前尚未通過鑒定。薄壁桿件模型的缺點是：1、沒有考慮剪力墻的剪切變形。2、變形不協(xié)調(diào)。當結(jié)構(gòu)模型中出現(xiàn)拐角剛域時，截面的翹曲自由度（對應的桿端力為雙力矩）不連續(xù)，造成誤差。另外由于此模型假定薄壁桿件的斷面保持平截面，實際上忽略了各墻肢的次要變形，增大了結(jié)構(gòu)剛度。同一薄壁桿墻肢數(shù)越多，剛度增加越大；薄壁桿越多，剛度增加越大。但另一方面，對于剪力墻上的洞口，空間桿系程序只能作為梁進行分析，將實際結(jié)構(gòu)中連梁對墻肢的一段連續(xù)約束簡化為點約束，削弱了結(jié)構(gòu)剛度。連梁越高，則削弱越大；連梁越多，則削弱越大。所以計算時對實際結(jié)構(gòu)的剛度是增大還是削弱要看墻肢與連梁的比例。桿單元點接觸傳力與變形的特點使TBSA、TAT等計算結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層時誤差較大。因為從實際結(jié)構(gòu)來看，剪力墻與轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的連接是線連接（不考慮墻厚的話），實際作用于轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的力是不均勻分布力，而桿系模型只能簡化為一集中力與一彎矩。另一方面，由于一個薄壁柱只有通過剪心傳遞力與位移，所以在處理多墻肢薄壁柱轉(zhuǎn)換時十分麻煩，如將剪心與下層柱相連，則令轉(zhuǎn)換梁過于危險，如設(shè)置實際并不存在的計算洞令力傳至轉(zhuǎn)換梁又會改變上層墻體的變形協(xié)調(diào)條件（不要相信TBSA手冊中所言設(shè)連梁高為層高可以解決問題，一段連續(xù)約束簡化成一個點約束，誤差決不會?。?。為了解決薄壁柱單元造成剪力墻分析過于粗糙的問題，ETABS、SAP84、SATWE、TBWE、TUS、TBSAP等軟件先后引入了墻單元。對于有墻元模型的軟件，要分清楚其單元類型。高墻簡元有兩乘種：一君是貴板豆-鋪梁墻元柱（又銳稱蛙Wil道so慨n沙嵌板單賞元模型但），這捆種模型鞋在國外既應用較筒多。其招實質(zhì)是場平面單菜元，把賊剪力墻柄簡化為法一個膜風單碎元許+態(tài)邊旱梁攔+魯邊柱，偉基本上毫是一個槐由平面纏單元經(jīng)至改造成失的空間尤單元。躬剪力墻挑洞口間壩部分模海型化為吵一個梁桌單元，打削弱了圾剪力墻擋實際的搖變形協(xié)棚調(diào)關(guān)系燒，由前壟一段的希討論可銷知這種各單元導促致整體最計算結(jié)寇果偏柔腫；一是逃由有限墓元中的聽四節(jié)點陪空間殼研元縮聚倉而來的姓（以下謹稱為板瀉殼墻元豆），板孕殼元既昂有平面緊內(nèi)剛度數(shù)也有平電面外剛在度，且層剪力墻安洞口間鬧部分也戒作為墻紫元進行賀整體分彩析，因撓此板殼鄉(xiāng)墻元更常能精確偵地分析財復雜剪允力墻結(jié)尖構(gòu)。以冬上幾種云帶有墻侮元的軟培件中鍛，瞇ETA恐B彎S謠和燒TU銷S蒜采用捧板兆-訴梁墻元鏈，虎SAP您8疤4碑、抹SAT監(jiān)W儲E吧和右TBS組A耗P蠻均采用字殼墻元妨。救TBW求E維所采用代的墻組沫元實際澤上是一伙種改進橫的薄壁債桿件模哨型，它霸與普通借的薄壁硬桿件模投型的不樹同之處賴在于穗：快代箱剖1至、不強寬求剪力石墻為開換口截面朗，可以項分析閉油口及半豐開半閉趙截面燭；政粥休萌2交、其桿拒件折未頓百知位移室取為桿炸端截面使的橫向桑位移和掀各節(jié)點計的縱向偷位移，屬數(shù)目隨讓墻肢節(jié)捉點數(shù)增膠加而增腫加，不舅象普通織薄壁桿送件那樣警固定規(guī)為擠1節(jié)4燒個，保匪證了桿軌件的位思移協(xié)調(diào)銳；幼買聾亮3樣、采用物最小勢陸能原理死，建立李考慮剪摸力墻剪火切變形經(jīng)的總勢桌能表達蔬式，然幫后對其城求導并法令殿其值嗽為初0險即建立信考慮剪慧切變形畝的單元險剛度矩器陣。墻重組元實某際上是范一種介顫于薄壁班桿件單麗元和連僅續(xù)體有延限元之籍間的分妹析單元控。刮享從途結(jié)構(gòu)分圈析的準猶確性來拔說，從獲好到差蠶排列依日次為：蠅板殼墻奔元、墻基組元、看板哈-喘梁墻元撐。哲禍另濁外一個壓有爭議蝦的問題帆是對異噸形柱的美處理。晶異形柱滔在廣東豐又叫短惠肢剪力潔墻，雖蓋然名稱襖和剪力慶墻拉上嫁了關(guān)系葛，嶼鼻但其計葬算卻不尿能用剪諷力墻的貪方法來迷算擾。蕩TBS姨A拳用戶手在冊建議縫將異形獨柱折算音成慣性荷矩相同盜的矩形塌截面柱車進行整模體分析貿(mào)，取得句內(nèi)力后第再進行寶詳細的持計算。秋這種方圓法用起穩(wěn)來很不斷方便，挨另外這岡種折算服只能保共證兩個蟲參數(shù)的盡正確，續(xù)其他如鏟截面面闖積、轉(zhuǎn)鉛動慣量絞等參數(shù)公都很難翼與原構(gòu)噸件保持僵一致寨。束設(shè)目嘩前能直肆接對異害形柱進軍行計算袍與繪圖獨的軟件持有咸BSC鐘W槐、勞GS燭CA鄭D右和載PKP妹M庫。由于缸廣東省揭建筑設(shè)太計研究類院在異直形柱的廚研究方縫面有比呈較成熟撓的理論彼，因科此棗BSC純W劇和住GSC膛A窗D索對異形些柱的計恩算與繪惰圖極為鍵方便可運靠，目榨前廣東駛省住宅矮建筑設(shè)鄙計常采防用短肢毫剪力墻鋪結(jié)構(gòu)，售導致大拆量的異腫形柱，衡因此這舒兩個程鬼序比較喬流行。岡在世用買PMC位A尤D既進行輸停入時，國可以看解到有不佳同類型盜的截面始，采用爸這些截巡面輸入掌的異形腿柱可以篩傳遞秀到紛TA免T羊或給SAT單W臂E肌中進行龜計算，燥并饑在緣P求K理中進行油配筋（菌僅適用斬于倉9金9縣年房5令月以后尋的嘩Win主dow警s汪版程序榆），不季過大PKP量M艇中對異旬形柱內(nèi)倦力的求燙算并不蘆是通過訪查表進律行（廣由州城市帶建設(shè)開拼發(fā)總公捧司設(shè)計圾院編制淋的廣東歡省異形相柱規(guī)程毀采用此漲方法，眠這些表跑格是根脹據(jù)有限虧元分析透的結(jié)果未編制的奏），而摔是參考覺了多肢耍剪力墻掘的配筋閱方法，填在求出毒作用于魂形心的享彎矩、痕軸力、陸剪力后雞按照材扣料力學板公式分山解到異矩形截面庸每一關(guān)勿鍵點的壤應力，驅(qū)通過積攝分得到乞每一段康柱肢平撐面內(nèi)的雁彎矩、病軸力和邪剪力，局然后以坊每一直放線段柱炸肢作為掃一個矩咽形截面清，按對警稱配筋醫(yī)計算出掀其鋼筋連面積在。拼怎二結(jié)凱構(gòu)主體事計算程痛序的適介用性與冤易用性帆比殲較安色從適用絨性（功飼能）的挎角度，遙按強到群弱排列晝依次為叫：快鞋火碧ETA文BS>埋SAP爽84>歲SAT仇W垮E翅、盼TBS裁AP>偽TBW嫂E刺、巡GSC歇A寇D毅、節(jié)TUS哪>TA狼T角、術(shù)TBS墾A>嬌BSC熔W葬。演ETA伏B見S湊除一般剪高層計爸算功能氧外，還喪可計算潔鉤、頂憤、彈簧直、結(jié)構(gòu)魂阻尼運端動、斜吵板、變勻截面梁握或腋梁雷等特訂殊錯循構(gòu)件和銳一定的切結(jié)構(gòu)非現(xiàn)線性變城形餃；棒爽灣石SAP章8冶4準原本是久一個通賣用有限拳元程序炊，后來異為結(jié)構(gòu)型分析的踏需要加聞入了墻可元等專都用單元忙，其單訂元庫最桃為完備仙，功能鞭強大答；燦SAT畝W豐E禾和陪TBS返A(chǔ)愧P僻應屬于縱同一檔加次的軟敏件，都斬能進行米樓板和匹剪力墻蘿的有限排元分析均，適應價工程的段能力強懶，勵而愛TBW慈E償、挖GSC伸A潮D孝和騎TU籍S抱則差一箭些，不獲能進行辭彈性樓酬板計算斑；話BSC皇W景只能進逃行平面拉為正交辭布置的巨結(jié)構(gòu)計瓜算，是乒沒有前炕途的軟植件仁。敞喊從易用探性的角技度來曠看材倡按好到票差的順固序排列格應為雀：徑牧侄TU屬S>G嬸SCA對D薦、纖SAT判W銷E手、禿TAT段>TB揀S嫁A榜、療TBW狗E>B窄SCW囑>SA臺P8重4伙、挽ETA法B翼S屆。雨林祥敵TU諷S麥的圖形執(zhí)界面域在紋WIN蒼DOW擔S合下開發(fā)供，較之酬其它國振內(nèi)開發(fā)暑的高層蓋計算程受序的圖腐形界面震更加良孤好從；紡GSC汽A岡D死和新版擁的蒜PKP斤M扛蔑均合為任WIN拉DOW介S魚界面軟嗽件，但駁帶嘉有速DO旦S置下的影酸子；且SAP捐8足4仇和據(jù)ETA衡B澇S早則最為印麻煩。疏這個排臥列不僅恨考慮了晴圖形界鴿面的優(yōu)翅劣，還嗽盡量反頭映各種量軟件前觀后處理繪過程中杠的方便忍程度。觸比寶如憐GSC險A誤D擠、稠SAT蟻W落E啟、膛TA寒T見在進行跳圖形輸踩入時均呈能做到絲修改結(jié)以構(gòu)平面唉后不影齒響原有殼荷載，允而挽TBS蓋A慮則沒有熔實現(xiàn)這乖一點那。魚繡從綜合衣性能來走說慚比踏鴉PKP信M甚系列污的移SAT買W利E摟是最好壇的，主社要優(yōu)點邀在于：倘能適應屆目前復縮雜的結(jié)圣構(gòu)計算康要求，巖數(shù)據(jù)準鋒備工作探量小，編計算中覆可考慮醉多種因交素，施御工圖出芝圖方便趕。逆SAT浴W耳E故經(jīng)過多暖年發(fā)展越，已經(jīng)沃可以在壞計算中謹考慮多敗種影響扛因素，鐵如扎：衣恨仆讀1院、恒、躁活載分芹算掛；威膚呀赤2秒、梁活痛載不利忙布置計傭算載；蝕盲虜吳3壺、柱、殖墻及基誰礎(chǔ)活載雁折減靠；串貝罰繼4侍、鋼結(jié)察構(gòu)計算搬；垃鞋彩厚5且、上部命結(jié)構(gòu)與應地下室絕聯(lián)合工族作分析匠及地下稈室設(shè)計卻；焦膽吼示6寨、斜梁保分析與唯設(shè)計姑；格尖黨汗7畫、復雜丟砌塊結(jié)畜構(gòu)有限戴元分析蓄與抗震屑驗算幟。殺趁這良些功能魂的加入拌，使結(jié)栗構(gòu)工程沾師無需捧在整體接計算后兼再手算尼進行補隔充計算余，減輕勺了工作網(wǎng)量聯(lián)。腹妹三、結(jié)雞構(gòu)前后于處理軟暢件的比稱較燕遲講狗到這個項問題，菌可以肯汗定的漁是瓶SAP疫8芽4謠的輸入前是最麻火煩的，構(gòu)不知其俗新的圖憤形輸入敘工具跨（亦GI烤S暈）有無凳改進。妹其余軟鞏件按數(shù)怒據(jù)輸入胳的麻煩突程度從趕難到易覆排列臥：襪BSC屋W嘆、沙GSC禁A雹D玩、猛PKP禁M因、憑TBS佳A賤。當然錦這只是制考慮一批次性輸把入的情攻況，如樹果結(jié)構(gòu)俘平面經(jīng)麥常修改捧的寫話歲TBS楚A腹應被列創(chuàng)為較麻懸煩的一爺類，主娃要是結(jié)茅構(gòu)平面寺一改就衛(wèi)要重新萬輸入該議層的荷壇載。如粗果想避床免這種姥麻煩的靠話可以槍用銀如怒SAS灶CA踐D砌等軟件灣，既進監(jiān)行前處善理，也彩能進羊行路TBS萌A川后處理歐。揉PKP緒M就本身泰的定PMC普A澇D拴已經(jīng)考誠慮到了終這個問旨題滑，拖GSC品A導D漏、泊SAS乎CA豈D脈也解決娃了這個胡問題碗。衡妥以遼上列舉琴的結(jié)構(gòu)元軟件中氏只卵有涉PKP卵M鮮、喪BSC種W把和已GSC帖A燕D急具有結(jié)扯構(gòu)后處糖理功能警。后處愧理的能恥力由大允到小排書列應孝為存GSC梅AD>疲PK刷PM>壯BSC兵W蘿，考慮觀到廣東嫌地區(qū)的淘特殊要等求，可載以閱說朵BSC趁W頌比荷PKP碎M跳更符合西廣東人非的習慣擋。付GSC撥A喉D妻和襖PKP全M逐在形成沙施工圖喜的過程叮中均可捷以進行泡大量的盡人工干傅預，相滾比較而杏言至GSC鋤A省D裙對圖紙課的修改寧更為方萌便摟。蓄GSC嬸A吃D樣既可以地很直觀輪地在平師面圖上渠修改各頌種構(gòu)件抬的配筋獄，也可室以直接浸修改表抹格或平末法中的份數(shù)據(jù)，從修改很逝方便。瑞而且這俊些數(shù)據(jù)碼均是聯(lián)須動的，饅改動在暮所有的址文件中眼都能實貢時反映刃出來，跨另外在衡修改配搜筋時可晃以方便霧地查詢柱計算配朗筋量和特彎矩包抬絡(luò)圖，疾這說明獻編制者倦在利桃用木W(wǎng)in聚dow耳s館界面改臺善易用漫性方面昌下了一猾番功夫壟。循而持PKP懸M結(jié)則只能村先在平養(yǎng)面簡圖和上進行趴修改，報然后一霞次性形慰成表格腳或平法揭圖，宮但南PKP助M涌中可以轎方便地陶對各種愈構(gòu)件進胞行后期碎驗算，之如：梁盈撓度、玉裂縫等換。友警至強于施工耕圖的質(zhì)親量職，券矛對于廣情東人來跨說則光是墨GSC蟻A怨D接最好，徐修改也皮容易陶。鑼PKP霉M筍的施工咳圖比較朽完備，潮但圖面且比較亂侮，修改寫起來也聯(lián)比較麻化煩是，曾1:統(tǒng)1獄的比例謀繪圖不辰是大多假數(shù)設(shè)計拋人員容槍易接受哥的，最焰好能改右為真實豪尺寸繪敲圖。這膨三種軟久件的配炕筋均比幼較合理李，扇老尤其是膜板的配宵筋，這氏對于結(jié)杏構(gòu)人員孟來說是天很重要笨的擊。溜TB訊S姿A映自身雖勿然沒有堵后處理鼓能力，丟但由于羅其流行柴面廣，淡各種后虎處理軟淡件很多仍，如茅：鮮SAS江CA化D劍、謝JYC日A辯D鐵、爹TAS吧D們、肉TSS培D敏、暗TB齒CA戴D布、德賽熟的所SD嗽S維和但BCD嘴S型等等。舒從功能反來說，貪最好的領(lǐng)應蒙是榴SAS找CA叮D妻，既可搭前處理訓，又可聯(lián)后處理口，功能雁比較完屯備棄，牙閑也可以廊進行各元種后期幼驗算，難免除了陰手算校婆核的麻擁煩。缺鉆點是作含為一靠個擴DO域S梯下的程啟序，使焦用不怨如留WIN打DOW你S疲下的程璃序方便藏，而且邊顯示分肚辨率固巖定模在臭640陷X48原0雨，且圖算面比較很亂，出恩板配筋柿圖時一姥定要人紫工歸并橫板，否胡則板的司類型太粉多，且購梁配筋揪不是很濱合理披。些JYC累A排D獵（佳友巷）則是曬比較早西就有了蹤，由于逼建筑槳在獸AUT沒OCA箏DR甘1協(xié)2紗基礎(chǔ)上飼，使用職起來不往大方便創(chuàng)，溝畏功能也魚一般往。扎刊從晝發(fā)展來病看沖，鄙SAS爭CA委D理要好仔過擴JYC居A膊D抹，因歌為寶SAS述CA勵D鳳已準備頑出節(jié)WIN姥DOW毀S委版，顯慚示分辨笨率當然遭不成問毯題，另唐外剪力累墻施工餃圖功能偉也準備痕加入。暖另外還巧要提一兆點的店是以SAS蝴CA吩D或是自主錢開發(fā)的旋平臺，忘不象其蜓他軟件尾是建筑支在閃AUT槳OCA蓬D肺的基礎(chǔ)喊上的。竊由于目漲前謠AUT廟ODE村S撕K戚公司已頁開始對鞏國內(nèi)設(shè)餅計院衡的襯D側(cè)版鍬AUT盤OCA瞎D誕軟件進除行掃蕩飲，這個鴿因素也岡開始進頓入考慮扭范圍了蔽。這幾蔬種軟件刑的共同表缺點是挪配筋合編理性不仆如垃PKP倒M亞、微BSC甲W相和善GSC罰A停D剝。棉也可旬以說目雪前沒有膛一個前浮后處理廈軟件是攤完全令黃人滿意至的。如刪果重視底軟件功染能的話托，應選只擇織SAS粥CA警D灘，但每足次出圖弓都令紗要仔細互地審核石每根梁剖的鋼筋久，后期員調(diào)整工迅作量大由，不過季其前處材理最符春合洗CA脖D杰習慣；持如果重攔視易用笑性的話休，目前椅應選孔擇堪GSC活A機D毒，前處稻理捐比氧SAS項CA援D邪麻煩，安但后期鞋調(diào)整很益方便，蓄在味Win敵dow支s惡下靈活筐的調(diào)整鹽方法讓榴人不以標為苦。娛然而從卷發(fā)展的溫眼光看竿，梅SAS營CA睡D倒可能是有較好的瓜選擇，孫因為這窄個軟件題將要出諸剪力墻畜配筋圖務(wù)（這可塊是禽除懲PKP出M恢外其他介同類軟槳件所沒岔有的功友能，最居起碼我比上面提紛到的幾騾個是沒情有的