常用結(jié)構(gòu)軟件比較

常用構(gòu)造軟件比較一個評價，請各位同行指正。本文僅限于混凝土構(gòu)造計算程序。PKPM〔TASATWTBSATBSTBWTBSABSCGSCA、SAP系列。其他一些構(gòu)造計算程序如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，故不做具體爭論。一、構(gòu)造計算程序的分析與比較1、構(gòu)造主體計算程序的模型與優(yōu)缺點從主體計算程序所承受的模型單元來說TAT和TBSA屬于構(gòu)造空間分析的第一代程序，其構(gòu)件均承受空間桿系單元，其中梁、的位移協(xié)調(diào)矩陣，引入了樓板無限剛性假設(shè)，大大削減了構(gòu)造自由度。SATWE、TBWE和TBSAP在此根底上參加了墻元，SATWE和TBSAP還參加了樓板分塊剛性假設(shè)與彈性樓板假設(shè)，更能適應(yīng)簡單的構(gòu)造。SATWE供給了梁元、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JCCAD的聯(lián)合，還能實現(xiàn)根底-上部構(gòu)造的整體協(xié)同計算。TBSAP供給的單元除了常用的桿單元、梁柱單元外，還供給了用元、廣義單元〔包括罰單元與集中單元，以及進展根底計算用的彈性地基梁單元、彈性地基柱單元〔樁元TBSAP可以對構(gòu)造進展根底-上部構(gòu)造-樓板的整體聯(lián)算。從計算準確性的角度來說SAP84是最為準確的，其單元類型格外豐富，而且能夠?qū)?gòu)造進展靜力、動力等多種計算。最為關(guān)鍵的是，使用SAP84時能依據(jù)構(gòu)造的實際狀況進展單元劃分，其計算模型是最為接近實際構(gòu)造。BSCWGSCAD的狀況比較特別，嚴格說來這兩個程序均是前后處理工具，其開發(fā)者并沒有進展構(gòu)造計算程序的開發(fā)。但BSCW與其計算程序一起出售，因此有必要提一下。BSCW始終是使用廣東省建筑設(shè)計爭論院的一個框剪構(gòu)造計算軟件，這〔SS、TBSA、TATSSW的計算數(shù)據(jù)。SS和SSW均是廣東省建筑設(shè)計爭論院開發(fā)的，其中SS承受空間桿系模型，與TBSA、TAT屬于同一類軟件；而SSW依據(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)?！矊?yīng)的桿端力為雙力矩不連續(xù)，則減弱越大。所以計算時對實際構(gòu)造的剛度是增大還是減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等計算構(gòu)造轉(zhuǎn)換層時誤差較大。由于從實際構(gòu)造來看，剪力墻與轉(zhuǎn)換構(gòu)造的連接是線連接〔不考慮墻厚的話，實際作用于轉(zhuǎn)換構(gòu)造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。令力傳至轉(zhuǎn)換梁又會轉(zhuǎn)變上層墻體的變形協(xié)調(diào)條件〔不要信任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，誤差決不會小。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。梁墻元〔又稱Wilson嵌板單元模型其實質(zhì)是平面單元，把剪力墻簡化為一個膜單元+邊梁+邊柱，根本上是一個由平面單元經(jīng)殼元縮聚而來的〔以下稱為板殼墻元，板殼元既有平面內(nèi)剛度也有平面外剛度，且剪力墻幾種帶有墻元的軟件中，ETABS和TUS承受板-梁墻元，SAP84、SATWE和TBSAP均承受殼墻元。TBWE所承受的墻組元實際上是一種改進的薄壁桿件模型，它與一般的薄壁桿件模型的不同之處在于：1、不強求剪力墻為開口截面，可以分析閉口及半開半閉截面；2增加而增加，不象一般薄壁桿件那樣固定為14個，保證了桿件的位移協(xié)調(diào)；3、承受最小勢能原理，建立考慮剪力墻剪切變形的總勢能表達式，然后對其求導并令其值為0即建立考慮剪切變形的單元剛度矩陣續(xù)體有限元之間的分析單元。從構(gòu)造分析的準確性來說，從好到差排列依次為：板殼墻元、墻組元、板-梁墻元。TBSA用戶手冊建議將異形柱折很難與原構(gòu)件保持全都。BSCW、GSCAD和PKPM。由于廣東省建筑設(shè)計爭論院在異形柱的爭論方面有比較成熟的理論，因此BSCW和GSCAD對異形柱的形柱，因此這兩個程序比較流行。在用PMCAD承受這些截面輸入的異形柱可以傳遞到TAT或SATWEPK中進展配筋〔僅適用于99年5月以后的Windows版程序，不過PKPM中對異形柱內(nèi)力的求算并不是通過查表進展〔廣州城市建設(shè)開發(fā)總公司設(shè)計院編制的廣東省異形柱規(guī)程承受此方法，這些表格是依據(jù)有限元分析的結(jié)果編制的，而是參考了多肢剪力墻的配筋方法，在求出作用于形到每一段柱肢平面內(nèi)的彎矩配筋計算出其鋼筋面積。二構(gòu)造主體計算程序的適用性與易用性比較從適用性〔功能〕的角度，按強到弱排列依次為：ETABS>SAP84>SATWE、TBSAP>TBWE、GSCAD、TUS>TAT、TBSA>BSCW。ETABS除一般高層計算功能外，還可計算鉤、頂、彈簧、構(gòu)造阻尼運動、斜板、變截面梁或腋梁等特別構(gòu)件和肯定的構(gòu)造非線性變形；SAP84原本是一個通用有限元程序，后來為構(gòu)造分析的需要參加了墻元等專用單元，其單元庫最為完備，功能強大；SATWE和TBSAP應(yīng)屬于同一檔次的軟件，都能進展樓板和剪力墻的有限元分析，適應(yīng)工程的力量強，而TBWE、GSCAD和TUS則差一些，不能進展彈性樓板計算；BSCW只能進展平面為正交布置的構(gòu)造計算，是沒有前途的軟件。從易用性的角度來看按好到差的挨次排列應(yīng)為：TUS>GSCAD、SATWE、TAT>TBSA、TBWE>BSCW>SAP84、ETABS。TUS的圖形界面在WINDOWS下開發(fā)，較之其它國內(nèi)開發(fā)的高層計算程序的圖形界面更加良好；GSCAD和版的PKPM均為WINDOWS界面軟件，但帶有DOS下的影子；SAP84和ETABS則最為麻煩。這個排列不僅考慮了圖形界面的優(yōu)劣，還盡量反映各種軟件前后處GSCAD、SATWE、TAT在進展圖形輸入時均能做到修改構(gòu)造平面后不影響原有荷載，而TBSA則沒有實現(xiàn)這一點。從綜合性能來說PKPM系列的SATWE是最好的，主要優(yōu)點在于：能適應(yīng)目前簡單的構(gòu)造計算要求，數(shù)據(jù)預備工作量小，計算中可考慮多種因素，施工圖出圖便利。SATWE經(jīng)過多年進展，已經(jīng)可以在計算中考慮多種影響因素，如：1、恒、活載分算；2、梁活載不利布置計算；3、柱、墻及根底活載折減；4、鋼構(gòu)造計算；5、上部構(gòu)造與地下室聯(lián)合工作分析及地下室設(shè)計；6、斜梁分析與設(shè)計；7、簡單砌塊構(gòu)造有限元分析與抗震驗算。這些功能的參加，使構(gòu)造工程師無需在整體計算后再手算進展補充計算，減輕了工作量。三、構(gòu)造前后處理軟件的比較講到這個問題，可以確定的是SAP84的輸入是最麻煩的，不知其的圖形輸入工具GIBSCGSCAPKPTBSA。固然這只是考慮一次性輸入的狀況，假設(shè)構(gòu)造平面常常修改的話TBSA應(yīng)被列為較麻SASCAD等軟件，既進展前處理，也能進展TBSA后處理。PKPM本身的PMCAD已經(jīng)考慮到了這個問題，GSCAD、SASCAD也解決了這個問題。以上列舉的構(gòu)造軟件中只有PKPMBSCW和GSCAD力量由大到小排列應(yīng)為GSCAD>PKPM>BSCBSCWPKPM更符合廣東人的習慣。GSCADPKPM在形成施工圖的過程中均可以進展大量的人工干預，相比較而言GSCAD對圖紙的修改更為便利。GSCAD既可以很直觀地在平面計算配筋量和彎矩包絡(luò)圖，這說明編制者在利用Windows界面改善易用性方面下了一番功夫。而PKPM則只能先在平面簡圖上進展修改，然后一次性形成表格或平法圖，但PKPM中可以便利地對各種構(gòu)件進展后期驗算，如：梁撓度、裂縫等。GSCAD最好，修改也簡潔。PKPM的施工1:1的比例繪圖不是大多數(shù)設(shè)計人員簡潔對于構(gòu)造人員來說是很重要的。TBSA自身雖然沒有后處理力量，但由于其流行面廣，各SASCADJYCADTASDTSSDTBCADSDS和BCDS等等。從功能來說，最好的應(yīng)是SASCAD，既可前處理，又可后處理，功能比較完備，也可以進展各種后期驗算，免除了手算校核的麻煩。缺點是作為一個DOS下的程序，使用不如WINDOWS640X480，且圖面比較亂，出板配筋圖時肯定要人工歸并板，否則板的類型太多，且梁配筋不是很合理。JYCAD〔佳友〕則是比較早就有了，由于建筑在AUTOCADR12根底上，使用起來不大便利，功能也一般。從進展來看，SASCAD要好過JYCAD，由于SASCAD已預備出WINDOWS版，顯示區(qū)分率固然不成問題，另外剪力墻施工圖功能也預備參加。另外還要提一點的是SASCADAUTOCADAUTODESK公司已開頭對國內(nèi)設(shè)計院的D版AUTOCAD軟件進展掃蕩，這個因素也開頭進入考慮范圍了。這幾種軟件的共同缺點是配筋合理性不如PKPM、BSCW和GSCAD。SASCAD符合CAD習慣；假設(shè)重視易用性的話，目前應(yīng)選擇GSCAD，前處理比SASCAD麻煩，但后期調(diào)整很便利，在Windows下敏捷的調(diào)整方法讓人不以為苦。然而從進展的眼光看，SASCAD可能是較好的選擇，由于這個軟件將要出剪力墻配筋圖〔這可是除PKPM外其他同類軟件所沒有的功能，最起碼我上面提到的幾個是沒有的，而且隨之將轉(zhuǎn)換到平臺，更重要的一點是承諾為購置此軟件的設(shè)計院定制圖表，使之符合各院的習慣。最抱負的構(gòu)造前后處理軟件應(yīng)具有如下的特征：1計算程序的數(shù)據(jù)，比方：TBSA、TATSATWESAP84等有限元軟件的計算數(shù)據(jù)就更抱負了；2可以使用類似AutoCAD的方法輸入構(gòu)造平面SASCAD已做到有荷載不亂PKP、SASCAGSCAD均已做到；3能進展梁裂縫、撓度驗算等后期計算〔如PKP、SASCA；4