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在鋼結構設計中:常用的軟件有哪些
日期:2020-08-10 人氣:556 收藏

在信息時代的催化下,結構設計軟件總類繁多,大小工具箱也層出不窮,很多人會將軟件的作用夸大化,可結構設計畢竟是個嚴謹的學科,軟件只是進行復雜結構設計時所必須應用的計算工具,也是確保設計質量和提高工作效率的必備工具而已?;貧w到本質對于一個結構設計師來說,重要的還是要將結構概念融入其中,才能以不變應萬變。

首先在什么特定情況下用什么樣的設計軟件也是有一定原則的:

1.結構分析是采用二維還是采用三維計算。二維為平面計算,三維為空間計算。在三維計算時是空間鉸接桿還是空間剛接桿??臻g鉸接為二力桿系適用于網架,空間剛按為彎、壓、剪桿適用于剛架??傊浖倪x用應從力學概念和工程經驗加以分析判斷。

2.設計軟件的適用范圍,是多層還是高層,是框架還是廠房排架,是混凝土結構還是鋼結構,是單純的計算還是帶有cad繪圖等。每個設計軟件都有它的特點、功能,還有它的解題能力的范圍。

3.注意設計軟件是網絡版還是單機版。網絡版適用于單位的計算機聯網系統,而單機版只適用于單臺計算機的使用。

4.設計軟件的前處理功能,是AUTOCAD建模還是自研制的圖形平臺建模。要十分注意軟件前處理的包裝、見面、易操作性和易編輯效果。設計軟件的后處理功能,有無多種工況的最不利組合,混凝土截面的配筋,鋼結構應力驗算、柱子的軸壓比,有無計算結果的圖形輸出和歸擋文件。

5.應考察設計軟件的開發單位(或公司)的綜合能力,素質修養,軟件的鑒定時間,批準單位,應用年限,成熟程度,還應了解對設計軟件的維護和升版能力。

6.有針對性的選擇軟件產品,屬于多層平面框架,交叉梁的決不選擇高層空間程序計算而把問題復雜化;反之屬于復雜的高層結構決不能用簡化的平面程序去解決。

7.考察結構軟件,應以符合國家現行規范的原則為前提,即那些規范公式程序已考慮,那些規范公式程序未考慮。選擇軟件時還要著重考慮該軟件產品前后處理圖形的輸出功能是否滿足設計與審查的需求,是否能給設計人員有一種完整、清晰、歸檔的圖形效果。

8.注意設計軟件的應用平臺。

常用設計軟件分為三大類:

第一類結構建模計算類軟件

1.PKPM(普及率最高的通用結構計算軟件,需插鎖使用)

特點:主要由鋼筋混凝土框、排架及連續梁結構計算與施工圖繪制軟件PK,結構平面計算機輔助設計軟件PMCAD,多層及高層建筑結構三維分析與設計軟件TAT,高層建筑結構動力時程分析軟件TAT—D,平面有限元框支剪力墻計算配筋軟件FWQ,多層及高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件STAWE等一系列的軟件組成。

2.盈建科(與PKPM軟件一脈相承,需插鎖使用)

特點:1、多模塊集成的自主圖形平臺,Ribbon風格的菜單界面美觀清晰,其先進手段管理紛繁復雜的多級菜單,使本系統的多個模塊得以在一個集成的、精煉的平臺上實現;2、突出三維特點的模型與荷載輸入方式,既可在單層模型上操作,又可在多層組裝的模型上操作。

3.SAP2000 (三維結構整體性能分析)

特點:主要適用于模型比較復雜的結構,如橋梁,體育場,大壩,海洋平臺,工業建筑,發電站,輸電塔,網架等結構形式,當然高層等民用建筑也能很方便的用SAP建模、分析和設計。SAP2000包括如下功能:建模功能(二維模型、三維模型等)、編輯功能(增加模型、增減單元、復制刪除等)、分析功能(時程分析、動力反應分析、push-over分析等)、荷載功能(節點荷載、桿件荷載、板荷載、溫度荷載等)、自定義功能、以及設計功能等等。

4.Midas(三維結構整體性能分析,需插鎖使用)

midas系列軟件包含建筑、土木、巖土、機械等多個領域的十余種產品,是有限元分析軟件。中文名邁達斯,是一種結構設計有限元分析軟件,分為midas/gts,midas/CIVIL,midas/gen,midas/fx+,MIDAS/sds,MIDAS fea。

特點:國外軟件中和中國規范結合最好的,而且它參考了pkpm層的概念以及一些中國設計師習慣的表達方式,建模和計算比較容易上手。

5.ETABS(高層結構分析計算),需插鎖使用

特點:除一般高層結構計算功能外,還可計算鋼結構、鉤、頂、彈簧、結構阻尼運動、斜板、變截面梁或腋梁等特殊構件和結構非線性計算(Pushover,Buckling,施工順序加載等),甚至可以計算結構基礎隔震問題,功能非常強大。 

ETABS已經貫入的規范包括:UBC94、UBC97、IBC2000、ACI、ASCE(美國規范系列),歐洲規范以及其他國家和地區的規范。

6.3D3S(主要用來做空間鋼結構設計,網架等),需插鎖使用

特點:3D3S鋼與空間結構設計系統包括輕型門式剛架、多高層建筑結構、網架與網殼結構、鋼管桁架結構、建筑索膜結構、塔架結構及幕墻結構的設計與繪圖,均可直接生成Word文檔計算書和AutoCAD設計及施工圖。

7.STAAD.Pro(主要用于工業項目結構設計)

  STAAD.Pro可通過其靈活的建模環境、高級的功能和流暢的數據協同進行涵洞、石化工廠、隧道、橋梁、橋墩等幾乎任何設施的鋼結構、混凝土結構、木結構、鋁結構和冷彎型鋼結構設計。

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  強大的三維圖形建模與可視化前后處理功能,超強的有限元分析能力,國際化的通用結構設計軟件,程序中內置了世界20 多個國家的標準型鋼庫供用戶直接選用,也可由用戶自定義截面庫,并可按照美、英、日、歐洲等世界主要國家和地區的結構設范進行設計,可按中國現行的結構設計規范進行設計。

  可與 Xsteel 和 StruCad 等國際通用的詳圖繪制軟件數據接口、與cis/2、Intergraph PDS 等三維工廠設計軟件有接口。

第二類:繪圖軟件類

1.CAD(很多設計軟件都是基于CAD而研發出來的,結構設計中必不可少的軟件)

特點:在結構專業中主要是繪制:結構設計說明;樁位圖;基礎圖;基礎詳圖;地下室結構圖;(人防圖紙);地下室結構詳圖;樓面結構布置;樓面配筋圖;梁、柱、板、樓梯詳圖;結構構件詳圖。

2.TSSD結構探索者(它的操作方法為用戶熟悉的CAD操作模式)

特點:TSSD軟件的可以大大提高繪圖工作的效率,是最符合結構工程師工作的專業結構繪圖習慣??衫L制結構平面布置圖、平法施工圖、樓板配筋圖,節點大樣圖,還可以繪制南方地區習慣使用的表格式施工圖,并提供方便的文字、表格、尺寸、圖庫等繪圖工具。

3.天正建筑(利用AutoCAD圖形平臺開發的最新一代建筑軟件,繼續以先進的建筑對象概念服務于建筑施工圖設計,成為建筑cad的首選軟件)

特點:強大的功能就是其對象屬性集成,任何天正圖素都是有屬性的,很方便命令修改,尤其是其專業標注功能更是強大,其缺陷在于其結構詳圖的繪制功能稍差(可以說基本沒有,當然這是由于它本身就是建筑繪圖軟件)。

結構探索者(TSSD)+天正建筑+天正結構+Express(三合一繪圖軟件)快速提高繪圖速度。

天正建筑最強大的功能就是其對象屬性集成,任何天正圖素都是有屬性的,很方便命令修改,尤其是其專業標注功能更是強大,其缺陷在于其結構詳圖的繪制功能稍差(可以說基本沒有,當然這是由于它本身就是建筑繪圖軟件)。

探索者(TSSD)則與此相反,其標注功能雖說也很強大,可是其標注出來的圖形全部為沒有屬性的線條,很難修改,其最大的優點在于其結構構件的計算及其繪圖方面,特別是剪力墻構件做得很經典。

天正結構在鋼結構方面有自己的特色,比如計算及繪制吊車梁就很方便。在混凝土方面這方面不如探索者。

上述三種軟件各有優缺點,將三者的優點結合起來也許是個不錯的選擇。 


4.老虎板王(需插鎖使用)

特點:以AutoCAD為平臺的結構繪圖輔助軟件,涵蓋梁板柱樁墻等各方面,功能強大、內容豐富。特別是計算書的歸并以及一些很強大的編輯功能讓你的設計如虎添翼!

第三類:構件計算小軟件類

1.理正結構設計工具箱

特點:主要是進行結構整體計算,而還有一些結構構件的計算(如樓梯、牛腿等)需要計算。工具箱就是針對常用構件設計推出的結構軟件。理正工具箱包括以下模塊(1)鋼筋混凝土構件設計工具箱(2)鋼結構設計工具箱(3)基礎設計工具箱(4)混合(砌體)結構設計工具箱。

2.Morgain(結構快速設計程序)

特點:在樓梯計算中能夠考慮踏步剛度來計算撓度,在計算基礎及承臺等時也很方便。

3.Detail(鋼結構細部設計)

特點:具有設計簡支梁、截面、節點、單跨梁、錨栓、基礎和插入法求值等功能。打開軟件后選擇要設計的項目,然后輸入數據即可得出簡單的結構圖和結果。


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