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土木工程结构设计软件有哪些开云体育 Kaiyun.com 官网入口?

时间:2023-09-29 17:37 来源:网络

  搞结构设计,可能会碰到很多软件,有的软件甚至跟自己专业没有半毛钱关系,但也要会一些基本操作。

  比如国内最最常用的、市场占有率最高的结构设计软件盈建科(YJK),基本上每个设计院的结构结构设计师都在用吧。软件很容易上手,简单易学,也有很详细的帮助文件,基本上介绍了每一个按钮的用处。而且功能也在不断地完善、更新,售后也做得不错,所以越来越受到广大结构工程师的青睐。

  比如前几年常用的软件PKPM,其实跟YJK基本上一样,因为以前是同一批人开发的,后来陈岱林从建科院带走了一部分人自立门户,开发出了YJK,然后就迅速占领了市场。我还是在本科的时候用过PKPM,也仅仅是学习了一下,工作后,还从来没有用过这个软件。不过工作年限长一点的同事们都说PKPM没有YJK好用,所有后来大家都统一用上了YJK。

  比如SAP2000,这个软件好多人都是用的盗版,我自己之前也是用的盗版,而且网上能下载到的版本非常多。我个人觉得这个软件建模很蛋疼,所以用的也少,不知道它的优势在哪里。可能有的时候可以用来对比别的软件的计算结果吧。因为有时候搞超限结构,需要采用不同力学模型的计算软件分别计算,再来对比计算结果。

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  比如同济大学开发的3D3S,这个软件其实就是在CAD基础上二次开发的,所以基本上还是比较好上手,相应的帮助文件也算比较详细。目前好像只支持到AutoCAD2014的版本。这个软件是专门计算钢结构的,最好用的功能就是建模了,三维空间结构建模、输荷载、导荷、计算等都很方便。但美中不足的就是这个软件经常出BUG,稳定性不是一般的差。很容易就来个致命错误,然后模型啥的都没保存,我QNM。所以用的时候,5秒钟就要按一次保存。

  分析软件就是用来研究某些特定的结构问题,或者用来分析某些非常规的结构的。

  比如Midas Gen,这个软件是韩国人搞的,设计院里也算经常用吧,主要用于一些非常规的结构,比如校核YJK的计算结果。功能也比较多,可以进行施工模拟、计算水化热、计算收缩徐变、施加预应力等,有的人也用来做大震动力弹塑性分析,不过有的超限审查专家说这个软件做动力弹塑性太low了。但是动力弹塑性那一套东西,用傅大师的话说:“就是忽悠人的。”这个仁者见仁智者见者吧,毕竟真正大地震来了,谁都说不好跟动力弹塑性的结果是不是一致。

  比如Perform-3D,这个软件是伯克利的教授开发的,是专门用于动力弹塑性分析的,但是这个软件有个致命的弱点就是建模稀烂,复杂点的结构根本建不了好吧,简单的结构,TMD又不需要搞动力弹塑性分析。但是现在已经有人开发出相应的插件了,可以实现从YJK一键转换到Perform-3D的计算文件,但是好像还没有完全卖给YJK,所以只能试用一段时间。不过自己需要好像可以直接联系那个开发的人买。

  比如理正工具箱,这个算是一个比较好用的计算各种构件的集成工具箱吧,有很多我们知道原理但是手算又比较麻烦的东西,这里面都可以找到,比如异形板、预埋件、挡土墙等,用于计算某些特殊的工况或者特殊的构件也比较方便。还可以输出有详细计算过程的计算书。

  对于普通土的结构设计,用到有限元软件的机会其实并不多,只有在某些超出规范之开云 开云体育外的特殊结构、构件、构造等的计算或校核过程中,才可能用到有限元软件。现在基本上结构工程的研究生,都会一些通用的有限元软件,因为现在论文的套路就是有限元分析加试验验证,这是学校的那一套。但是设计院的那一套完全不一样,很多年纪比较大、经验非常丰富、做过很多项目的老工程师其实根本就不会什么有限元软件,凭自己的经验就能判断一个计算结果可用不可用。但是科技在发展,时代在进步,不管怎么样,借助计算机这样一个有力工具,总是没什么不好的,所以现在年轻一代的工程师,会一些有限元软件,肯定会成为加分项。

  比如ANSYS,这是最老牌的通用有限元软件了,这个软件真正能达到精通的级别是很难的,一般的结构设计只会用到某个相应的模块,然后是用APDL建模。界面比较古老吧,并且要记住很多命令,比较适合参数化建模。所以有一些人觉得ANSYS学起来比较难,再加上有的人不喜欢阅读英文的帮助文献,所以就难上加难了。其实跟着王新敏那本书做几个案例,基本上就能上手了。但是如果实际设计工作中真的遇到一个例如复杂的多杆交汇的铸钢节点,那建模还是要花点心思的。

  比如ABAQUS,这个软件现在好像大多数土木研究生都在用,确实上手起来比ANSYS要快一些,建模也非常方便,而且整个有限元分析的过程从软件的界面上来看都是一目了然、顺理成章的。软件界面也比较现代化,比较接地气,再加上比较好学,所以用这个的人也越来越多。工程中经常遇到的比如钢筋混凝土节点、钢管节点、带钢筋的混凝土构件等的建模都比较方便,就算是新手,稍微摸索一下就能搞个八九不离十。

  专业外软件主要指的是建筑专业经常用到的软件,结构工程师经常需要和建筑专业对接,而建筑平面图里的内容往往比较难以直观地反映某个建筑的三维造型、空间感等信息,所以这个时候就需要使用相应的软件打开三维模型,从而方便结构专业的人对整个建筑有个更加充分的认识。

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  比如sketch up(简称su),这个是建筑专业的必备软件,软件不大,使用起来比较简单。建筑专业的人经常用它来建一个比较粗糙的模型,从而实现自己的设计。搞结构的人有时候电脑上需要安装一个su,然后找建筑师要一个模型,并对照着建筑图,来进行结构设计。所以结构设计师不需要十分精通,只需要会打开模型,会看模型就行了。

  比如rhino(犀牛),这个软件就是比较专业的三维建模软件,比su更加精细化,当然也更占内存。结构专业有时候会跟一些做建筑外包装的公司打交道,他们的模型都是各种造型奇特、色彩炫酷的犀牛模型,结构师们需要会一些基本的操作,比如打开模型,保存模型,分组显示等,从而能方便地查看模型,进而进行结构建模。

  当然,还有一些绘图软件,比如Autocad、TSSD(探索者)等,由于开云 开云体育比较简单就不赘述了。

  总而言之,结构专业要会的软件不少,但是不需要每个都特别精通,自己吃饭的、最重要的软件要掌握得十分精通,比如设计软件YJK和绘图软件TSSD,其他的软件,根据实际项目情况,需要用到的时候学一下,练一下,基本就会了。软件这东西,都是熟能生巧,一段时间不用肯定就会生疏的,所以在大概了解有哪些软件的基础上,选择性地学习几个就够用了。毕竟人的精力是有限的,可以把时间花在其他更重要的事情上。

  高层分析一般用SATWE、PMSAP、ETABS、迈达斯;钢结构比较流行的3D3S、MTS、STS、perform-3D;有限元还是ANSYS和ABAQUS。最近出了个盈建科,和revit有接口,很迎合将来建筑结构设计BIM的趋势。

  每个人都会用PowerPoint,但不是谁都能做出好看的ppt,结构设计也一样。软件从来都只是工具,而且是开发者设计好方便使用者用的,好好用两个星期,相信身处数字化时代的人没什么软件不能学会的,但这并不意味用软件的人有多厉害。试想想,各位身边,真正能把力学分析方法、计算机算法和数据结构都弄清楚的有工程师几个?跟着软件和规范的设定去做设计却不知道为什么这样做,这是很危险的。路漫漫其修远兮,切莫本末倒置。

  最近在GitHub上发起一个Python开源结构分析项目StructEngPy,用业余时间加强下基础,感兴趣的同行可以一起学习讨论。

  补充一个,在德国某事务所时用的sofistik,这是一款bug多多的软件,几乎像是结构工程定制版的ANSYS,使用类似ANSYS的命令流操作,以老旧的CADINP脚本语言输入,英文手册由机器从德语翻译过来,错漏百出,数据库存储结构混乱不堪,用户体验恶劣,概括来说是落后、原始、野蛮。但是,用它分析节点很方便,并有强大的插值截面功能,还可以自动生成精美的变形图内力图应力图一系列分析结果,以至于有时确实无可替代。据说将来会在中国市场销售,不差钱的设计院可以试试。

  首先必须强调:软件只是工具,重要的是思想和结构概念。有结构体系概念才能定个好方向,否则都是白算。有结构分析概念才能选择正确的力学模型,精准分析和矫正错误,甚至根据需要开发自己的软件工具。有结构设计概念才能快速选对经济合理的材料和截面,满足设计性能要求。 就像会语法会汉字不代表能写出好文章一样,用软件不牛逼,千万不要本末倒置。

  话归正题,如果不是分工很细很工厂化的外企,设计院工作要求还挺全面的,就空间结构来说基本分为以下几个流程:

  1.1 AutoCAD。一些高级功能实际用不上,所以很多设计院还用老旧的2004版本,不过随着64位操作系统的普及,不兼容的老版本必然淘汰,学习新版和新功能是有好处的

  1.2 Rhino+Grasshopper 复杂结构建模必备,效率比cad高不少。但这个不是会软件就ok的,需要对NURBS原理和脚本编程有一点点基础。

  2.1Sap2000。空间结构基本分析软件,人性化的界面,但15有中国规范bug,最新16已修复。虽然很傻瓜,但建议多看手册,了解分析机制,这是很重要的。

  2.2 Etabs。超限高层建筑结构必备,最新的2013图形性能很好用得爽,但其他方面性能似乎不如旧版。

  2.3 Midas。界面很好,图形性能也好。不过这边主要作为csi系软件的补充和校核。

  2.4 ANSYS classic和workbench都有用到,主要用在稳定分析、弹塑性极限承载力分析与节点细部分析上,偶有用作风荷载下的流场分析。

  2.6 Perform3d 动力弹塑性开云 开云体育分析。超限高层必备,就是感觉不大好上手。

  2.7 3d3s。柔性结构找形找力是必,不过有时不太稳定,对新版本的基础软件支持不太好,这方面同济要努力改善下用户体验了。easy没用过。

  2.8 PKPM与盈建科等其他国内厂商软件。超限分析中用得少,常规设计比较常用,这些年国产软件水平在提高,不过不重ui设计是硬伤。

  3.1 office系列。计算书、超限报告、做ppt等。不要轻易说自己精通办公软件。不用vba和宏不说,不交叉引用甚至不用自动编号,靠空格居中的老doc格式平时遇到太多也是醉了。excel用好在大部分日常科学计算上可以媲美matlab. 好好学点ppt设计,不要拿出去就让建筑师和甲方从心里嘲笑,结构师也是需要注重包装和用户体验的。visio画点流程图也是很常用的,注意弄清楚标准流程图不同形状的意思。

  3.2 还是AutoCAD,画图必备。天正之类的可以辅助下,由于主要做空间结构,一般不用pkpm出图。

  3.3 Tekla、Revit等BIM软件,主要用于将成果交给建模师处理或者查看深化设计成果。

  3.4 Photoshop.文本和ppt中很多时候需要p图,学会日常生活用处也很大。

  3.5 Keyshot等快速渲染软件。高端的结构设计需要追求结构表现,会简单渲染做点效果图可以凡事不求人。不是必备。

  4.1 Matlab.解决现成软件没有的计算问题,简单易用,工具包多,理工必备。

  4.2 .程序设计语言。c#,vb之类,二次开发必备,可以充分利用csi的com接口,甚至自己开发软件,追求数值计算速度用c++或者Fortran,我比较喜欢前者。

  简单例子 截图说线.STAAD pro 用于设计桥梁较多,生成包络图比较清晰。

  分析结果导出也清晰,无论是2D还是3D,单位选择也很全面。设计选项不仅包括钢结构,混凝土,还有





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