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文档简介

1、国内钢结构软件优缺点比较作者:日期:国内钢结构软件优缺点比较【转帖】纵观国内钢结构类设计软件,常用的大致有以下几种:1,建研院PKP陈列软件(STS STX不STPJ以及MSG型间网格软件,PKPMft新版本2007 年04月,官方网站2,同济大学3D3s系列空间钢结构软件,最新版本9.0 ,官方网站3,同济大学MTS系列钢结构软件(MTS MTSTool) , MTS1新版5.6, MTSTool最新版本1.9 , 官方网站4,同济大学STRA惊列有限元建筑通用设方t软件,最新版本3.2 ,官方网站5,中国冶建总院 SS200R PS2000系列钢结构软件,PS2000最新版本R6.70 ,

2、官方网站6,北京云光设计咨询中心 SFCAD无官方网站7,浙江大学空间结构研究中心MST2006最新版本2006,官方网站8,上海交通大学结构工程研究所TWCAD STCAD SMCAD(列钢结构软件,官方网站9,阿依艾工程软件大连有限公司STAADCHIN原歹U软件,最新版本 2006,官方网站软件功能PK之pkpm VS 3d3s目前国内用户最多当属建研院的PKP幅列软件以及同济大学 3D3s系列空间钢结构软件;1, PKPMK列软件(STS STXT STPJ)钢结构方面的功能:1)门式刚架结构2)平面屋架、桁架结构3)钢支架结构4)空间钢框架、框一支撑结构PKPM- STS系列作为建研

3、院开发多年的钢结构软件,在国内各地设计院拥有相当 大的用户,其优点是紧扣规范, 参数详尽,规则结构上设计效率比较高,后处理节点设计类 型比较全面,带支撑柱脚节点设计混乱是STS的一个缺憾;最近推出的重钢设计软件STPJ填补了国内重钢设计以及后处理这方面的空白;缺点是不规则结构建模不便,计算误差大, 后处理出图还有所欠缺, 尽管一直在改善;钢屋架设计中风荷载添加麻烦,不准确,但钢屋架后处理出图是目前所有同类软件中最好的;屋主小评:PKPM-STS在门式刚架设计以及规则多高层框架结构设计上比较有效 率,后处理节点设计以及出图都不错,但是在带夹层门式刚架后处理节点设计上,不能在2维模型中很好处理;对

4、复杂的三维空间框架模型,程序无法很好的模拟,风荷载误差比较大,后处理节点设计也无法达到要求。屋主建议:不带夹层门式刚架以及规则三维空间框架结构,PKPM- STS系列能让你满意。2, 3D3s系列钢结构方面的功能:1)门式刚架2)钢屋架、平面、空间桁架3)多高层钢框架4)网架、网壳5)幕墙6)索膜结构7)空间任意结构8)施工过程跟踪分析3D3s系列作为建立在 CAD平台上的钢结构设计软件,已有 10多年的开发历史, 在国内各地钢结构公司以及设计院有相当多的用户,这是一套相当全面的钢结构设计软件, 几乎涵盖了钢结构的各种形式,其优点是CAD¥台上的建模方式, 相当灵活,程序具备完善的导

5、荷载功能,可以完成任意结构的分析,在后处理上门式刚架、框架结构具备加工图的能 力,桁架结构具备相贯线展开、输出相贯线切割数控数据的能力,网架、网壳结构具备加工图能力,膜结构具备膜裁剪能力;其缺点是由于建立在CADI平台上,受CAD勺影响有时候稳定性不足,不过随着9.0才CAD2004以上版本的应用,稳定性问题已基本解决;前处理中 部分设计参数不够完善,尤其多高层框架结构中, 不过随着高层模块的推出, 这个问题基本上可以解决了;后处理中,门式刚架节点类型不够完善,节点设计灵活性不够;多高层框 架节点设计中,柱子变截面处梁柱节点设计的板件设计尺寸有误。屋主小评:3D3s系列软件比较设计钢结构公司使

6、用,模块全面,有一定的性价比,美中不足的是它的节点设计以及后处理出图存在一定的缺憾,在一些非正交的复杂结构上, 后处理出图仍须有更大的改进;截面库截面类型不够完善;在格构截面上与 STS相比有一定的距离;工具箱功能比较简单;网架、网壳结构分析以及后处理有一定的优势,具备任意曲面基准孔自动合功能,9.0版本,网壳结构稳定分析上已具备完善的功能,可考虑初始几何缺陷的影响。屋主建议:任意结卞分析设计首选3D3S;带夹层门式刚架优先考虑 3D3S其夹层节点设计是能满足要求的;有特殊要求(考虑地震效应、预应力分析、稳定分析)的网架、网 壳结构优先考虑3D3S软件功能PK之门式刚架结构纵观国内钢结构软件,

7、能对门式刚架结构进行前处理分析验算以后后处理节点设计、整体出图的有PKPM-STS 3D3s PS200R MTS SSDD下面就我个人对这些软件的了解从模型建立以及编辑、荷载添加以及编辑、分析验算、后处理节点设计、后处理出图、附加功能六部分进行PK一,模型建立以及编辑:1,最新版本的STS在建模上比2002版本有了长足的进步,能快速参数化建立单跨、多跨单坡、多跨双坡、多跨多坡、带夹层、带抗风柱边根模型; 在已有模型编辑上,STS 可运用复制、阵列、 平行线等方法编辑模型,可以对单元进行平面内的偏心设置,抗风柱可进行平面外的偏心设置,抗风柱分承受竖向荷载以及不承受竖向荷载两种情况考虑;可编辑单

8、元、节点属性,设置只拉单元;最新版本增加了自动捕捉、CADa轴功能;STS可进行门式刚架结构三维建模。屋主小评:想在已有模型中增加单元或者节点,尽量采用网格平行线的功能,这样能减少原有单元分割后荷载丢失的情况;契型单元被分割后, 需要重新对分割后的单元进行截面定义。2, 3D3s能快速参数化建立单跨、多跨单坡、多跨双坡、多跨多坡、带夹层模型; 在已有模型编辑上,3D3s可以用CAD中的任何命令对模型进行编辑;可编辑单元、节点属 性,设置只拉单元;契型单元分割后,可用契型单元拟合命令自动对齐分割后的契型单元, 单元打断后不影响原有单元荷载;3D3s可进行门式刚架结构三维建模。屋主小评:3D3s无

9、法参数化设置抗风柱,但是可以通过组合形式达到,再 在模型编辑中把拟抗风柱单元转90度来充当抗风柱。3, PS2000能快速参数化建立单跨、多跨单坡、多跨双坡、多跨多坡、带毗屋、带夹层 模型,但是不能建立半跨夹层模型;可建立边根抗风柱; 模型编辑仅限于单元截面编辑、单元分段编辑、节点属性编辑,无法在已有模型上增减单元;PS2000建成模型为三维空间整体模型。屋主小评:PS2000的模型编辑很差,不适合复杂的二维结构。4, MTS能快速参数化建立单跨、多跨单坡、多跨双坡、多跨多坡、各种带夹层模 型,可在已有模型上任意添加单元;可编辑单元、节点属性。5, SSDDB快速参数化建立单跨、多跨单坡、多跨

10、双坡、多跨多坡、带夹层模型, 不能建立半跨夹层模型,不能在已有模型上增减单元,可编辑单元、节点属性。第一轮PK(建模),STS胜出!二,荷载添加以及编辑1, STS可在建模期间定义恒、活荷载 ,可根据模型选择门规或者荷载规范的风荷载体型系数,可考虑抗风柱山墙面的风荷载;可任意编辑节点荷载,单元荷载,可方便修改已定义的风荷载信息, 可考虑活荷载不利布置;对不规则结构,需要用户人为定义每个单元的风荷载体型系数。2, 3D3s可在建模期间定义恒、活荷载 ,可根据模型选择门规或者荷载规范的风 荷载体型系数,程序定义的风荷载是根据高度变化系数分段的;可任意编辑节点荷载, 单元荷载;可考虑活荷载不利布置,

11、但需要人为定义。屋主小评:程序在建模的时候已经加入风荷载的信息,但是在后面的荷载编辑中对风荷载的编辑很麻烦,所以一般不做修改,但是在复杂模型中,程序自动添加的体型系数有时候并不准确;3, PS2000可任意添加修改恒、活载,风荷载由用户选择确定体型系数的规范,程序自动添加风荷载;可考虑山墙根平面外的风荷载可任意编辑节点荷载,单元荷载;4, MTS可在建模期间定义恒、活荷载 ,风荷载可在模型建立之后添加,可整体 添加页可分单元添加,风荷载最多能分四个工况;可任意编辑节点荷载,单元荷载;5, SSDD勺恒、活载为整体添加,夹层荷载不能分段编辑,风荷载可按单元添加, 可按单元编辑体型系数;可任意编辑

12、节点荷载。第二论PK STS胜出! 三,分析验算1, STS内置门规以及钢规,可单独指定任意单元采用哪种规范验算;能给出结构 计算简图、荷载计算简图;可图形输出组合内力包络图,单工况下的内力、位移图,单元应 力比图,整体挠度图,单元计算长度、长细比信息图,可查询单元详细信息,给出整体计算 书;可进行自动截面优化。屋主小评:STS的缺憾是无法输出各种荷载组合下的内力、位移图, 仅仅是在构件信息里面显示荷载组合下的内力,至于是对应哪一种荷载组合,需要用户去熟悉STS的技术条件有关荷载组合的相关内容。2, 3D3S内置门规以及钢规,可单独指定任意单元采用哪种规范验算;可图形输 出组合内力包络图,单工

13、况下的内力、位移图,单元应力比图,可输出各种组合下的内力、 位移图;可进行截面优化以及在已有截面库里面优选。屋主小评:3D3s的单元计算长度查询不方便,需要到计算书的单元 信息里面去查询。3, PS2000内置门规以及钢规,对夹层结构的梁柱,自动套用钢规验算,可考虑 抗震设计中节点域的相关要求;可图形输出组合内力包络图,单工况下的内力、位移图,单元应力比图,可输出各种组合下的内力、位移图。4, MTS内置门规以及钢规,可单独指定任意单元采用哪种规范验算;可图形输出 组合内力包络图,单工况下的内力、位移图,单元应力比图,可输出各种组合下的内力、位 移图,单元计算长度、长细比信息图;可进行截面优化

14、;MTS的一个主要特点是单元验算的计算书非常完善,方便校核。5, SSDD内置门规以及钢规,可单独指定任意单元采用哪种规范验算;可图形输 出组合内力包络图,单工况下的内力、位移图,单元应力比图,可输出各种组合下的内力、 位移图,单元计算长度、长细比信息图;第三轮PK 3D3s胜出!四,节点设计1, STS除了夹层梁柱节点不能在门钢设计里按照要求完成外,其他类型的门钢 节点基本上都能设计, 包括抗风柱与屋面梁的连接节点;程序可设定螺栓参数, 螺栓与翼缘板的距离,加劲肋参数,能进行节点自动设计,可对自动设计结果进行编辑,可对编辑后的 节点重新进行验算;可设置柱脚抗剪件并进行柱脚抗剪计算,可设计混凝

15、土柱钢梁结构的梁柱节点。屋主小评:STS的节点设计的一个缺陷就是无法编辑螺栓与螺栓之 间的距离。2, 3D3s基本上能满足夹层节点设计以及各种类型的门钢节点设计;程序可设定 螺栓参数,螺栓间距,能进行节点自动设计,可对自动设计结果进行编辑,可对编辑后的节点重新进行验算;有些门钢节点不支持。屋主小评:3D3s节点自动设计不能考虑加劲肋问题,所以,程序自 动设计后都要进行节点编辑验算,人为增加加劲肋,这一点需要注意。3, PS2000能自动进行夹层节点以及其他类型门钢节点设计,可设定螺栓参数, 节点设计结果基本上不能人为编辑;有些门钢节点不支持。4, MTS基本上能满足夹层节点设计以及各种类型的门

16、钢节点设计;程序可设定 螺栓参数,螺栓间距,能进行节点自动设计,可对自动设计结果进行编辑,可对编辑后的节点重新进行验算;有些门钢节点不支持。5, SSD迎本上能满足夹层节点设计以及各种类型的门钢节点设计;可设定螺栓 参数,程序根据截面自动设定相关的螺栓以及加劲肋参数,可进行节点自动设计; 用户可方便的在此基础上增加以及减少螺栓、加劲肋,程序对每一次修改都能进行重新验算。屋主小评:SSDD勺节点设计编辑是最方便的。第四轮PK SSDD生出!五,后处理出图1,最新版本STS后处理出图已经非常完善,能节点图,刚架剖面图,构件 图,围护结构布置图目前还比较粗糙,加工图能达到加工的要求,单一些编号标注需

17、要人为移动,可统计整体材料表,可人为编辑材料表。2, 3D3s的后处理出图也比较完善,能节点图,刚架剖面图,构件图,楝条 加工图,围护结构布置图目前还比较粗糙,部分标注需要人为修改编辑,加工图中缺少变截面单元腹板放样图,整体材料表比较完善准确。3, PS2000的后处理出图是最完善的, 能输出节点图,刚架剖面图,构件图, 围护结构布置图,楝条加工图,基本上可以直接采用,需要修改的地方不多;4, MTS的后处理出图目前还比较粗糙,节点图,刚架剖面图,构件图都很 差;生成为DXF文件。5, SSDD的后处理出图仍旧建立在 CADR14平台上,节点图可以,刚架剖面 图以及构件图比较粗糙。第五轮PK,

18、 PS2000胜出!六,附加功能1, STS附带丰富的吊车库,楝条、吊车梁设计比较完善,设计输出也比较 完善;能输出独立基础设计结果数据。2, 3D3s吊车梁设计需要人为输入相关参数,楝条设计需要建立三维整体模 型,在围护设计部分才能进行;能接力柱脚反力进行独立基础设计以及绘图。3, PS2000能自动设计楝条、支撑、系杆、拉条,能输出完善的计算书,能 接力柱脚反力进行独立基础设计以及绘图。屋主小评:PS2000楝条设计的参数不够完善,使用的时候要注 意。4, MTS能独立设计楝条、支撑、拉条、吊车梁,能输出完善的计算书,能 接力柱脚反力进行独立基础设计以及绘图。5, SSDD虫立设计楝条、吊

19、车梁,能接力柱脚反力进行独立基础设计。第六轮PK, STS胜出!屋主总结:从以上六大方面的比较中,STS在门式刚架结构设计中总体领先与其他软件,其次是 PS2000以及3D3S,最后是 MTS以及SSDD软件功能PK之网架、网壳结构纵观国内钢结构软件,能对网架、网壳结构进行前后处理、节点设计以及施工图、加工图绘制的有3D3s MST SFCAD TWCAD MSGS下面就个人的理解从建模以及模型编辑、荷载添 加以及编辑、分析验算、后处理节点设计、后处理出图、附加功能等五部分进行PK一,建模以及模型编辑1, 3D3S模型库比较全面,可以参数化的建立各种网架、网壳模型,也可以通过 CACE维模型转

20、化成结构模型,也可把结构模型导出为 CAD三维模型;3D3s建立在CAW台上,所以它的操作一如 CADB样方便,附加的编辑命令有起坡、垂直移动到直线(曲线)上, 径向移动到曲线上,3D3s的一个特点是由杆带点,节点不能脱离杆件独立存在,而且在模 型中点、杆区分不明显,这给模型编辑带来不便;可分层、分部分显示模型;可插入合并模 型,可查询杆件之间最小夹角;3D3S可以对上部网架下部其他结构进行整体分析,而且下部结构的建模编辑以及后处理都比较方便。屋主小评:3D3s的模型编辑功能比较弱,复杂的模型不宜在程序里面编辑,由其他软件编辑好后通过转换导入。2, MS促独立开发的平台,模型库丰富,可以参数化

21、的建立各种网架、网壳模型,可通过CACE维卞II型DXF文件导入,可自动分层,也可将模型导出为CAD三维模型;MST寺有扭曲面、椭圆面模型以及空间曲面参数方程建模,这是其他网架专业软件没有的;模型编辑上,MST是点、杆分离,节点可以脱离杆件独立存在,有三维旋转视图功能,可分层、分 部分显示模型;MST勺编辑功能非常全面强大,可以说是现有网架专业软件中最全面的,特 有通过上弦层自动增加腹杆以及下弦层的加角锥功能;可插入合并模型,可查询杆件之间最小夹角;可以对上部网架下部其他结构进行整体分析,但是下部结构分析功能较弱;屋主小评:MST加角锥的功能有待完善,增加的腹杆以及下弦层经常跑位,不 能在同一

22、个平面,需要人为调整。3, SFCADt独立的开发平台,模型库丰富,可参数化建立多种网架模型,可通过 CAD三维卞II型DWG DXF文件导入模型,不能自动分层,个别版本能导出CAD三维模型;特有垂直封边建模,特有柱面网壳可定义跨度为上弦之间距离或者下弦之间距离,不支持直接生成球型网壳;模型编辑手段丰富,典型的点、杆分离,在模型中点、杆区分很明显,非常 方便编辑,可分层、分部分显示模型;特有对称模型取对称后对称面约束自动施加功能;可 插入合并模型,可查询杆件之间最小夹角;不能与下部结构进行整体分析;屋主小评:不能直接生成球型网壳是一个缺憾,不能整体分析也是一个缺憾, 没有三维视图观察也是一个缺

23、憾。4, TWCADT独立的开发平台,模型库丰富,可参数化建立多种网架模型,可通过 CADE维卞II型DXF文件导入模型,能自动分层,能导出DXF三维模型文件;特有角锥球型网壳加密处杆件自动抽空功能,模型编辑功能很多,有三维旋转视图功能点、 杆不分离,不能存在独立节点;可插入合并模型,可查询杆件之间最小夹角;可以对上部网架下部其他结构进行整体分析,但是下部结构分析功能与3D3s相比有一定差距;屋主小评:TWCADJ角锥球型网壳加密处杆件自动抽空功能是一个亮点。5, MSGS有独立的开发平台,模型库丰富,可参数化建立多种网架模型,可通过 CACE维卞II型DXF文件导入模型,能导出 DXF三维模

24、型文件;模型编辑功能丰富,有三维旋 转视图功能;可插入合并模型,可查询杆件之间最小夹角;可以对上部网架下部其他结构进 行整体分析,但是下部结构分析功能不强。屋主小评:MSGS勺模型编辑没有什么突出之处。第一轮PK MST胜出。 二,荷载添加以及编辑1, 3D3s的荷载添加以及编辑功能是相当完善的,不限制工况数,可采用双向导 到节点的导荷载方式把面荷载转化为网架节点荷载,不限制面围区域的多边形数;风荷载能自动考虑风压高度变化系数,风振系数(需要先计算自振周期),能考虑球面网壳的风荷载体型系数,不限制球面风荷载方向; 可单独施加节点荷载,可观察并编辑导荷载的面;可进行荷载拷贝、删除;能考虑地震效应

25、,能考虑温度应力,不能考虑网架下悬挂吊车荷载;内 置一般荷载组合以及恒载控制的组合,方便灵活的荷载组合编辑功能。屋主小评:3D3S荷载编辑中,荷载删除的时候,不能指定只删除其中的某些工况, 而是全部删除;悬挂吊车方面,可用附加活荷载模拟;在3D3s中建立模型的时候,注意柱脚标高要定义在 CAD间里面的(0, 0, 0)平面上,不然风荷载高度变化系数不对。2, MST2006的荷载添加以及编辑功能比较丰富,可施加节点荷载,面荷载,面 荷载可转化为节点荷载,面荷载围区多边形数有限制,不能超过 12;不能自动考虑风压高 度变化系数,能考虑风振系数,能考虑球面网壳的风荷载体型系数,不限制球面风荷载方向

26、;特有柱面网壳风荷载体型系数添加功能;能考虑地震效应,能考虑温度应力,能考虑网架下悬挂吊车荷载,最多考虑 20台吊车,每台吊车轨道数最多5个;内置一般组合以及恒载控制组合,荷载组合编辑方便。屋主小评:MST的荷载正方向为垂直向下,这个需要注意;另外四边形中增加 一个对角线,程序的面荷载转节点荷载是错误的。3, SFCAD只能由开始输入的面荷载信息转化为节点荷载,模型建立后的荷载编 辑功能相对比较落后,模型编辑后的荷载变化不能考虑,需要人为处理,在已有模型中只能考虑节点荷载,不能考虑面荷载(2004版可以考虑面荷载);不能考虑地震效应,能考虑温度应力,不能网架考虑悬挂吊车荷载;荷载工况数有限制;

27、部分版本有自定义荷载组合功能。屋主小评:SFCA而荷载编辑功能是最不方便的,如果没有2004版,那么很多网架工程的荷载误差是比较大的。4, TWCADt总施加节点荷载,面荷载,面荷载可转化为节点荷载,面荷载围区多 边形数有限制,不能超过 4;可施加局部面荷载,可自动考虑风荷载高度变化系数,能考虑 球面网壳的风荷载体型系数,但球面风荷载方向最多为 8个;能考虑地震效应,能考虑温度应力,能考虑网架悬挂吊车荷载,最多考虑20台吊车,每台吊车最多能考虑 2个轨道;内置常用荷载组合,组合编辑方便。屋主小评:TWCAD勺一个问题是已经转化的节点荷载属性是不跟随节点属性走 的,当节点移动后,节点荷载并不跟随

28、节点到新的位置。5, MSGS施加节点荷载,面荷载,面荷载可转化为节点荷载,面荷载围区多边 形数有限制,不能超过 9;可施加局部面荷载,不能考虑风荷载高度变化系数,不能考虑球 面网壳风荷载体型系数,不能考虑网架悬挂吊车荷载,能考虑地震效应,能考虑温度应力; 无内置荷载组合,需要用户自定义。屋主小评:MSG而这方面没有什么亮点。第二轮PK, 3D3s胜出。三,分析验算1, 3D3S网架、网壳模块的分析验算可选择网架结构设计与施工规程、网 壳结构技术规程来验算;杆件分析可采用满应力优化设计,单元验算中有截面校核、 截面放大、截面优选、截面优化四个选项,可设定应力比范围来对杆件进行满应力设计;可分别

29、 对不同的杆件进行不同的长细比参数控制;可对不用的材料定义不同的截面特性;分析结果输出方便,可输出任意工况、组合下的内力、位移图。屋主小评:3D3s的分析验算是比较灵活的,第一次进行杆件分析,可选择 截面优选,优选完毕后,再次进行内力分析,内力分析完成后,进行截面校核,此时由于内 力的变化,可能导致部分优选后的杆件不满足,此时选择截面放大,把不满足的杆件截面进行放大,而已经满足的杆件截面不变,截面放大之后,再次进行内力分析、截面校核,以此 类推,直致最后一次截面校核,全部杆件都满足要求。2, MST2006的分析验算可选择网架结构设计与施工规程,杆件截面分析可采 用满应力优化设计、 验算调整以

30、及验算不调整,可对不用的材料定义不同的截面特性;分析结果输出详尽完善,可输出任意工况、组合下的内力、位移图。屋主小评:MST2006的分析步骤是,设定相关参数后,进行满应力设计,得到第一次的杆件截面, 后续进行地震效应分析、风振系数分析后,结构内力会发生一定的变化,此时可先选择验算不调整, 查看第一次得到的杆件截面在内力改变后是否还能满足要求, 如不能满足要求,则选择验算并调整,程序会把不满足的杆件截面调整到满足。3 , SFCAD的分析验算可选择网架结构设计与施工规程,杆件截面分析可选择满 应力设计、只加大超应力杆件、固定截面分析三种;部分版本能输出工况、组合下的内力、 位移图。屋主小评:S

31、FCAD的分析步骤是,设定相关参数后,进行满应力设计,得到第 一次的杆件截面,如果后面模型以及荷载有所调整,可在原来满应力设计的结果上进行固定截面分析,如果此时有超应力杆件,再运行只加大超应力杆件。4 , TWCAM分析验算可选择中国大陆规范、欧洲规范、美国规范、英国规范、铝合 金规范,一般常用是中国大陆规范;杆件截面分析有满应力设计、只加大杆件截面设计、指定截面验算、在以前设计基础上设计、在原有模型上设计等;可输出各种工况、组合下的内力、位移图。屋主小评:TWCADJ分析验算比较全面灵活,功能比较多,基本分析过程与 上面三个软件差不多。5 , MSGS勺分析验算可选择网架结构设计与施工规程,

32、杆件截面分析是分步进行 的,静力优化计算、辅助调整杆件节点、自振特性、地震效应分析等;可输出各种工况、组 合下的内力、位移图。屋主小评:MSGS的分析验算是分步进行的,在设定优化次数后,进行静力 优化计算,如在设定的优化次数内,还有不满足的杆件,则可选择辅助调整杆件,可人工调 整也可自动调整,调整完后,再进行地震效应分析,如此时还有不满足杆件,则再进行辅助 调整杆件,以此类推。第三轮PK, TWCA触出。四,后处理节点设计1, 3D3s网架、网壳模块的节点设计中,配件库是开放式的,用户可以根据需要 增减配件,可选择同一杆件截面只配一种直径的螺栓的方法,可选择按照杆件轴力设计配件的方法,可选择同

33、一螺栓球上的切削量相等;可自动拟合任意曲面基准孔;可分别进行螺栓球、焊接球以及螺栓球焊接球混合节点设计;高强螺栓只有一种强度规格,套筒只有一种强度规格。屋主小评:3D3S节点设计中,高强螺栓只有一种强度规格,不适用网架、 网壳多种高强螺栓等级如 8.8、9.8、10.9级的应用,这个问题可通过折减高强螺栓有效面 积来换算得到;套筒只有一种强度规格目前还不好找到合适的方法解决。2, MST节点设计中,配件库是开放式的,用户可以根据需要增减配件,配置自己的 配件库,节点设计方法有三种选择,可选择按照杆件等强设计的方法,可选择按照杆件最大拉力设计的方法,可选择按照杆件轴力设计的方法,程序默认按照杆件

34、最大拉力设计的方法;MSTW多种基准孔定义的方法,也有任意曲面自动拟合的方法;可分别进行螺栓球、焊接球以及螺栓球焊接球混合节点设计;可在配件库中修改套筒、 高强螺栓的强度来适应不同的高强螺栓等级以及套筒规格;2006版本增加了添加螺栓球侧封螺栓孔的功能。屋主小评:MST在后处理节点设计上一直为人诟病,实际上并不完全是程 序本身的原因,程序自带的配件库是不足以满足工程设计需要的,需要用户添加相应的配件,而且也要在杆件材料以及设计信息中选择以及添加相应的信息,杆件材料中的截面信息必须与所选用配件库中的配件休息相对应;最新版本的MST2006改进了节点设计中配件不相配导致设计中断的问题。3, SFC

35、AD勺节点设计中,配件库是不开放的,程序的配件库有徐州标准、国标两种配 件库选择,节点设计方法内置是按照杆件轴力设计的方法;SFCAD标准版无任意曲面基准孔自动拟合的功能;SFCAD能单独进行螺栓球、焊接球节点设计,不能进行混合节点设计。屋主小评:SFCAD无任意曲面基准孔自动拟合的功能可以说是比较大的缺 憾,另外,程序默认 M33以上套筒强度按照 Q345,同行可以比较一下看看。4, TWCAM节点设计中,配件库是开放式的,用户可以根据需要增减配件,配置自 己的配件库,程序自带徐州配件库以及杭州大地配件库;节点设计默认按照杆件轴力设计的方法,程序有一个控制系数来控制按照配置螺栓对应的套筒承压

36、不足的情况;可自动拟合任意曲面基准孔,可对侧封螺栓球增加侧封孔;可分别进行螺栓球、焊接球以及螺栓球焊接球 混合节点设计;程序有两种高强螺栓等级可供选择,程序默认同一螺栓球上切削量一致。屋主小评:TWCADJ节点设计相对比较完善。5, MSGS勺节点设计中,配件库默认按照国标配件库,最新版本的配件库是最全的配 件库,MSGS允许用户自定义配件库;程序节点设计默认按照杆件轴力设计的方法,可自动 拟合任意曲面基准孔,可对侧封螺栓球增加侧封孔;屋主小评:MSGS勺节点设计紧扣国标配件库,灵活性不够。第四轮PK, MST2006胜出。五,后处理出图1, 3D3s网架、网壳模块后处理出图,可输出整体模型的

37、平面、立面,可分层输 出,可局部输出,可输出杆件内力;附带一般的平板压力支座设计以及出图;球节点编号按照球直径大小从阿拉伯数字1开始输出,杆件编号按照杆件直径、长度用两种符号输出, 不能区分杆件所在的层号;球加工图输出简洁,无角度表。2, MST后处理出图,可输出整体模型的平面、立面,可分层输出,可局部输出, 可输出杆件内力;MST杆件编号有多种方式,可具体区分任意层的杆件,MST的球编号不是按照球直径大小编号,比较杂乱;球加工图可输出角度表;出图的线条以及字体要改进。3, SFCA不处理出图,可输出整体模型的平面、 立面,可分层输出,可局部输出, 可输出杆件内力;SFCAD勺球编号球编号按照

38、球直径大小、孔数不同用两种符号输出,杆件 编号按照杆件截面大小、长度不同用两种符号输出,不能区分杆件所在层号;球加工图输出 简洁,无角度表(2004版可输出角度表);出图的字体以及线条比较好。4, TWCAD1处理出图,可输出整体模型的平面、 立面,可分层输出,可局部输出,可输出杆件内力;球编号按照球直径大小、孔数不同用两种符号输出,杆件编号按照杆件截面大小、长度不同用两种符号输出;球加工图输出简洁,无角度表;出图的线条以及字体要改进。5, MSGS的后处理出图操作比较麻烦、呆板,需要先设定参数,分别输出整体模 型的平面、立面,可分层输出,可输出杆件内力;球编号按照球直径大小、孔数不同用两种

39、符号输出,杆件编号按照杆件截面大小、长度不同用两种符号输出;球加工图输出简洁,无角度表;出图的线条以及字体要改进。第五轮PK SFCAD生出。六,附加功能1, 3D3s网架、网壳的附加功能就是网壳的非线性稳定分析,最新版本可对网壳 进行非线性稳定分析,能按照网壳技术规程的要求考虑初始缺陷,是目前所有软件中首次推出的。2, MST2006的附加功能有模型的模态分析以及反应谱分析,屋面支托布置以及材 料统计,杆件的排料优化计算。3, SFCA由准版基本上没有甚么附加功能,个别版本有旋转加风荷载(球面网壳 风荷载)功能,内力合并比较功能。4,TWCAD附加功能很多,有稳定分析,模态分析,动力分析(时

40、程分析),屋面 支托布置以及材料统计,杆件的排料优化计算。5, MSGS勺附加功能就是网壳的非线性稳定分析。第六轮PK, TWCA触出。屋主总结:从以上六个方面的PK得出,在网架、网壳设计方面,MSTI好,3D3s TWCADSFCA格有优势次之,MSGS1后。软件功能PK之管桁架结构纵观国内钢结构软件,能对桁架结构进行前处理分析验算,后处理节点设计出图的有STS3D3s STCAD MST2006下面就我个人所用理解从建模以及模型编辑、荷载添加以及编辑、 分析验算、后处理节点设计、后处理出图、附加功能等六部分分别进行PK一,建模以及模型编辑1 , STS桁架模块能方便建立各种平面三角形、梯形

41、、矩形桁架,弧形桁架建模不方 便,不能建立空间桁架模型,在PKPM勺平台上,模型编辑不方便;可上部桁架与下部结构整体建模;屋主小评:STS桁架模块不能建立空间桁架模型是一个缺憾,可以通过定义单 元截面为空间组合截面来模拟,不过有一定的误差。2 , 3D3s最新版本的桁架模块,可以方便参数化的建立任意形状的平面、空间桁架, 程序内置丰富的模型库, 多种腹杆形式,自动定义腹杆两端约束条件;由于建立在CAW台上,3D3s的模型编辑功能非常方便,可用CAD命令对模型进行任意的编辑,可从CAD#入三维模型转化为结构模型;可上部桁架与下部结构整体建模;屋主小评:3D3s9.0版本的桁架模块在建模以及编辑是

42、比较完善的,截面定义、 分组相当方便。3 , STCAD是上海交通大学结构工程研究所研发的一个多功能结构设计软件,建模上提供最丰富的模型参数, 可参数化建立各种平面、空间桁架模型;模型编辑功能齐全; 可从CACE维卞II型DXF文件导入建立模型;可上部桁架与下部结构整体建模。屋主小评:STCAD的建模以及模型编辑功能都比较强,但是操作上比较不便, 截面定义、分组繁琐。4 , MST2006的桁架建模必须依托网架模型库,在网架模型上进行编辑得到相应的桁架 模型。屋主小评:MST2006并无专门的桁架模块,模型建立比较麻烦。第一轮PK, 3D3s胜出。二,荷载添加以及编辑1 , STS桁架模块中,

43、可输入单元、节点荷载,无面荷载转化为节点荷载功能,风荷 载添加不方便;荷载编辑灵活,可任意编辑单元、节点荷载;内置常用荷载组合,但灵活性 不够。屋主小评:STS桁架模块,模型荷载需要用户手工计算后以单元、节点荷载 的形式添加,风荷载添加误差大。2 , 3D3s桁架模块中,可方便输入单元、节点、局部单元荷载,各种工况荷载都可以通过导荷载的方式由面荷载转化为节点荷载,风荷载可自动考虑风压高度变化系数、风振系数,可分区域导荷载;9.0版本增加了虚杆化分导荷范围的功能,增加了显示导荷载面荷载 参数、体型系数参数功能,增加了编辑导荷载面的功能;内置一般组合以及恒载控制的组合, 可灵活编辑荷载组合;特有空

44、间桁架整体结构的整体导荷载功能。屋主小评:9.0增加的荷载编辑功能进一步提升了3D3s在荷载添加以及编辑上的全面性。3 , STCAD中可方便输入单元、节点荷载,各种工况荷载都可以通过导荷载的方式由面荷载转化为节点荷载, 风荷载可考虑风压高度变化系数, 不能考虑风振系数, 特有近似考 虑风荷载体型系数功能,可分区域导荷载;荷载编辑不方便。 内置常用荷载组合,荷载组合 编辑方便。屋主小评:荷载编辑上欠缺灵活性。4 , MST2006中,可方便施加单元、节点荷载,只能进行单根空间桁架面荷载转化为节点荷载,不能自动考虑风压高度变化系数,能考虑风振系数;荷载编辑方便;内置一般组合以及恒载控制的组合,可

45、灵活编辑荷载组合。屋主小评:MST2006中桁架模型的荷载功能须套用网架模型的荷载功能,桁 架模块尚在初步阶段。第二轮PK, 3D3s胜出。1 , STS可套用多种规范进行结构验算,在同一模型中不能分别指定不同的控制参数; 可分组进行截面优化、归并;可查看每个单元详细的的验算结果,可查看模型在各工况下的内力、位移图,可查看模型的应力图、不能查看模型在组合下的内力、位移图;可查看模 型的内力、位移包络图。屋主小评:没有组合下白内力、位移图是STS的一各缺憾,原因是 STS内置的组合太多,无法以图形形式表达,只能用文本形式表达。2 , 3D3s桁架模块中可套用多种规范进行验算,特有同一模型中对不同

46、的单元采用不 同的控制参数功能;可分组进行截面优化、归并;可方便输出模型以及每一单元在各工况、 组合下的内力、位移、应力比图,可查看每个单元的验算结果;可查看模型的内力、位移包 络图。屋主小评:3D3s在这方面比较完善,可方便得到各种验算信息。3 , STCAD可套用多种规范进行结构验算,验算参数丰富;可分组进行截面优化、归 并;可方便输出模型在各工况、组合下的内力、位移、应力比图,可查看模型的内力、位移 包络图。屋主小评:STCAD方面也比较完善。4 , MST2006可采用现行钢结构设计规范进行结构验算,可分组进行截面优化、归并; 可方便输出模型在各工况、组合下的内力、位移、应力比图,可查

47、看模型的内力、位移包络 图。屋主小评:MST2006的桁架模型基本上套用网架模型的验算功能,在此基础 上增加了优化的时候是否管径、壁厚一致。第三轮PK, 3D3s胜出。四,节点设计1, , STS桁架模块后处理节点设计中,并无常用的相贯节点验算功能,对管截面来说 采用的是插板连接节点;对角钢屋架节点采用连接板形式。屋主小评:无管结构相贯节点验算以及展开是STS的一个缺憾,STS工具箱有相贯节点的验算,但是需要用户输入管截面以及相关内力。2, 3D3s桁架模块后处理节点设计中,可进行圆管相贯节点设计,矩型管节点设计, 圆管与矩型管连接节点设计,等截面、变截面管拼接节点设计,焊接球拼接节点设计,多

48、管相交相贯节点设计, 管桁架板支座、焊接球支座设计;能输出腹杆相贯线数控切割数据;角 钢屋架方面可进行板节点设计。屋主小评:最新版本的3D3s桁架模块增加了不少功能, 完善了桁架节点设计功能; 同时9.0版本也加快了实体模型下节点消隐相贯的速度。3, STCAD后处理节点设计中,可进行圆管相贯节点设计,等截面、变截面管拼接节点设计,变截面自动增加锥体连接, 焊接球拼接节点设计,多管相交相贯节点设计;节点设 计参数详尽;能输出腹杆相贯线数控切割数据;特有比钢结构规范多出几种相贯类型的验算。屋主小评:STCAD后处理节点设计的特点在于参数比较丰富,比钢结构规范多出 几种相贯类型的验算是一个亮点;可

49、惜的是没有桁架支座节点设计。4, MST2006行架后处理节点设计中,可按照钢结构规范规定的相贯节点形式进行 相贯节点设计;能输出腹杆相贯线数控切割数据。屋主小评:MST200g桁架节点设计上功能还相当简单,仅仅能满足一般的要求。第四轮PK, 3D3s胜出。五,后处理出图1 , STS桁架模块的后处理出图中,程序可定义不同的比例自动出图;钢屋架出图比屋主小评:STS自动出图很杂乱,需要用户自行编辑,钢屋架出图方面目前来说 在所有软件中是比较完善的。2 , 3D3s桁架模块后处理出图,可参数化输出整体平面、立面布置图,支撑、楝条布置图,单根桁架长度尺寸、截面编号、节点编号图,整体结构坐标表,整体

50、、各个单元结构 材料表,可输出相贯节点连接节点图、弦杆拼接节点图、焊接球拼接节点图、支座图,可输 出每根腹杆相贯线展开图。钢屋架可输出整体结构图以及节点图。屋主小评:3D3S桁架模块后处理出图是比较完善,只是字体与线条容易重复,另外,弦杆拼接节点图、焊接球拼接节点图、支座图都比较粗糙;比较大的、复杂的模型,在后处理模型下出图需要较长时间;钢屋架中整体结构图的标注信息不够,焊缝标注乱,需要人工处理。3 , STCAD在桁架后处理出图方面参数比较丰富,可参数化输出整体平面、立面布置 图,单根桁架长度尺寸、截面编号、节点编号图,整体结构坐标表,整体、各个单元结构材 料表,可输出弦杆拼接节点图、焊接球

51、拼接节点图,可输出每根腹杆相贯线展开图。屋主小评:STCAD&桁架后处理出图方面做得比较好,出图速度块,可惜的是没 有相贯节点连接节点图以及桁架支座图。4 , MST2006桁架后处理出图,只能输出腹杆相贯线展开图,整体平面、立面图须依 托在网架模型下输出。屋主小评:MST2006在这点上乏善可陈,尚不足以满足工程需要,相贯线展开图 还缺少信息。第五轮PK, STCAD生出。六,附加功能1 , STS无附加功能。2 , 3D3s配合非线性模块,可进行预应力张弦桁架的分析、稳定设计。3 , STCAD的附加功能有网架、网壳,索膜结构分析设计,结构稳定分析,结构模态 分析,排料优化计算。4

52、 , MST2006付加功能有排料优化计算。第六轮PK, STCAD生出。屋主总结:在管桁架结构设计上,目前3D3s整体上占据了很大的优势,其次是STCAD再次是 MST2006最后是STS屋主外话:目前国内的结构分析软件中,还有同济大学的STRAT MTS能进行平面、空间桁架的分析验算,这两者目前均无后处理功能。软件功能PK之多高层钢结构纵观国内钢结构软件,能对多高层钢结构进行前处理分析验算以及后处理出图的有PKPM-STS系列,3D3& MTS SS2000 (这个软件个人接触比较少),以下就我个人所用理解在建 模以及模型编辑、荷载添加以及编辑、分析验算、后处理节点设计、后处理出图

53、、附加功能 等六部分进行PK:一,建模以及模型编辑1, STS可以通过轴网形式建立标准层模型,可方便布置柱、主梁、次梁、层间梁,支 撑以斜杆的形式输入,偏心支撑需要定义支撑节点;2005版的STS可方便建立正交、斜交、矩型、圆弧形轴网,也可以通过CAD#助导入复杂轴网;可对标准层进行全部、部分复制,可通过UCS®图对模型进行观察、编辑;可定义楼板、剪力墙开洞,不能定义圆形洞口;最 全面的截面库,基本上能满足工程需要;STS对斜屋面建模以及编辑不方便。屋主小评:PKPM- STS局限于标准层,对斜坡、斜屋面等模型,需要附加短柱 模拟。2, 3D3s可以通过轴网形式建立标准层模型,可方便

54、布置柱、主梁、次梁,有十字交 叉支撑、人字支撑、八字支撑等多种中心、偏心支撑形式;可方便建立正交、圆弧形轴网, 可直接把CAD莫型中的直线、弧线定义成结构模型的轴线, 可直接导入、导出CAD三维模型; 可对标准层进行全部或者部分复制,可在UCS®图中对模型进行任意的编辑;可分层、分轴线、分组、分属性显示单元;截面库不够完善,暂无十字柱截面,格构柱截面类型少;可自 定义截面类型;即将推出 9.0的高层模块可定义矩形、多边形以及圆形楼板、剪力墙洞口。屋主小评:在 CADF台上操作,建立整体模型后,可在CAD¥台上用CA皿令进行任意的编辑,非常方便;截面库不够完善,格构柱截面欠缺

55、;自定义截面在后续截面验算中不能验算截面的局部稳定。3, MTS有独立的开发平台,可通过轴网形式建立标准层模型,也可以由CAD平台的DXF导入三维模型,可方便布置柱、主梁、次梁,支撑,偏心支撑需要定义支撑节点;可方 便建立直线、弧形轴线,特有多义线轴线定义;可对标准层进行部分、全部复制、空间复制、 轴向复制、弧向复制;模型编辑上可按照单元属性、单元集合、编号等选择显示相应单元, 可过滤选择梁、柱、剪力墙等;可在UCSffl图中对模型进行编辑;内置丰富的截面库,包含部分美国、英国、日本的型钢截面;可定义楼板矩形、圆形洞口。屋主小评:最新版本的 MT/建模以及模型编辑相当灵活,集成功能很多。4,

56、SS2000是冶建总院开发的多高层钢结构软件,独立开发的平台,可通过轴网形式 建立标准层模型,可方便建立矩形、弧形轴网,可方便布置柱、主梁、次梁,支撑;可定义单根线(直线、曲线)为轴线;可对标准层进行部分、全部复制,可在平面、三维状态下编 辑模型;丰富的截面库。第一轮PK, 3D3s MTS生出。二,荷载添加以及编辑1, STS多高层模型中,可方便添加以及编辑楼层荷载、单元荷载、节点荷载,可对荷 载进行层间拷贝,风荷载程序自动计算;斜面面荷载添加不准确。 程序内置各种荷载预组合, 可用户自定义;可考虑活荷载不利布置。屋主小评:风荷载一直是 STS多高层模型中的问题,复杂模型误差较大,且不 方便编辑;斜面荷载只能按照平面荷载模拟。2, 3D3s多高层模型中,可方便添加以及编辑楼层荷载、单元荷载、节点荷载,可任 意拷贝单元、节点荷载, 可准确计算任意斜面的工况荷载;工况数没有限制;风荷载采用杆 件围区导算方法,比较灵活、准确,且方便编辑;内置默认预组合,内力分析后能自动过滤 无效组合,灵活的组合编辑功能;暂时不能考虑活荷载不利布置,9.0推出的高层模块将完善该功能。屋主小评:3D3s杆件导荷载的方法虽然有点麻烦,但是准确,灵活,适用任何 复杂模型。3, MTS多高层模型中,可方便添加以及编辑楼层荷载、单元荷载、节点荷载,可对荷 载进行层间拷贝,

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