各类软件功能PK之多高层钢结构(一)
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,3D3S,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、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辅助导入复杂轴网;可对标准层进行全部、部分复制,可通过UCS视图对模型进行观察、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模型中的直线、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视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CAD平台上操作,建立整体模型后,可在CAD平台上用CAD命令进行任意的编辑,非常方便;截面库不够完善,格构柱截面欠缺;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UCS视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MTS在建模以及模型编辑相当灵活,集成功能很多。
4,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胜出。
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,风荷载程序自动计算,可整体导荷也可选中杆件部分导荷;最多只能有4种风荷载工况;斜面面荷载添加不准确;内置默认预组合,用户可自定义组合;可考虑活荷载不利布置。
屋主小评:MTS在恒、活工况下不支持斜面导荷,风荷载工况数有限制。
4,SS2000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;风荷载可选择程序自动计算,也可以选择导到部分墙、板、单元上;内置默认预组合,用户可人为编辑组合情况。
第二轮PK,3D3S胜出。
三,分析验算
1,STS多高层模型分析验算中有全面丰富的设计验算参数,能通过图形、文本形式输出各种验算结果;能自动考虑规范所要求的各种调整系数;工况组合下的内力、位移图形输出不完善。
屋主小评:全面丰富的设计验算参数是用户的最爱,但是不方便查看各组合下的内力、位移。
2,3D3S多高层模型中的设计验算参数不够完善,不能考虑规范所要求的各种调整系数;能方便输出各组合下的内力、位移图;9.0推出的高层模块将完善多高结构中所需要的各种分析验算参数。
屋主小评:多高层结构的分析验算是目前3D3S的弱项。
3,MTS多高层模型的分析验算中有全面丰富的设计验算参数,能通过图形、文本形式输出各种验算结果;能自动考虑规范所要求的各种调整系数;有高层建筑舒适度验算;可输出各种工况、组合下的内力位移图;特有的单根构件详细验算计算书功能。
屋主小评:虽然MTS的用户没有PKPM多,但是在多高层验算这方面,它不逊色于PKPM,而且某些方面比PKPM还要完善。
4,SS2000多高层模型中有丰富的设计验算参数,能通过图形、文本形式输出各种验算结果;能自动考虑规范所要求的各种调整系数;有高层建筑舒适度验算;可输出各种工况、组合下的内力位移图;输出格式可为BMP或者CAD的DWG格式,可输出局部结构的分析验算结果。
屋主小评:虽然SS2000的用户不多,但是在分析验算方面,它也做的很优秀的。
第三轮PK,PKPM-STS胜出。
四,后处理节点设计
1,STS在后处理框架节点设计中可处理多种节点连接设计,除圆钢管柱截面外,不能进行斜交节点设计;节点设计参数详尽,可对节点连接进行抗震验算,并能通过补强方式满足规范要求;程序可对所有进行自动设计,可对节点连接设计结果进行归并;可对节点进行编辑,但不能编辑螺栓的数量以及间距,可对编辑后的节点进行重新验算;可输出节点设计计算书。
屋主小评:能对节点连接设计进行抗震补强是STS最大的亮点;支撑设计中暂无交叉支撑中间连接节点;带支撑柱脚设计不理想,节点连接设计归并的效果也不是很理想。
2,3D3S后处理框架节点设计可处理多种节点连接设计,除圆钢管柱截面外,能进行部分角度的斜交节点设计;多种支撑节点设计形式;节点设计参数不够详尽,可对节点连接进行抗震验算,能通过补强方式满足规范要求;程序可对所有进行自动设计,可对节点连接设计结果进行很好的归并;可对节点进行详细的编辑,包括螺栓数量、螺栓间距、连接板规个尺寸等,并对编辑后的节点重新验算,可输出节点设计计算书。
屋主小评:抗震验算补强不完善,节点归并比STS做得好,但是归并编号不能在施工图中表示出来,节点设计计算书还不够完善,尤其柱脚节点设计;目前暂无圆钢管柱刚接柱脚节点设计;刚接柱脚设计中底板厚度很厚,与所用算法有关;变截面柱拼接节点的连接板设计有问题。
3,MTS后处理框架节点设计可以处理多种节点连接设计,除圆钢管柱截面外,不能进行斜交节点设计;节点设计参数完善,可对节点连接进行抗震验算,但是不能进行补强;程序可对所有进行自动设计,可对节点设计结果进行归并,可对节点设计结果进行编辑,可编辑螺栓直径以及间距,并对编辑结果进行重新验算,无支撑节点设计;可输出比较详细的节点设计计算书。
屋主小评:MTS在框架后处理节点设计目前还不够理想,详细的节点设计计算书是一个亮点。
4,SS2000在后处理框架节点设计中有最为丰富的节点连接形式,能进行部分角度的斜交节点设计,程序可对所有节点进行自动设计,并多设计结果进行归并,用户可部分修改自动设计的结果,或者重新人为选择节点设计;能对节点连接进行抗震验算,支撑节点设计形式丰富,特有的带支撑柱脚节点设计;能输出详细的节点设计计算书。
屋主小评:SS2000的节点设计无论从节点连接类型以及设计结果来说都是比较完善的。
第四轮PK,SS2000胜出。
五,后处理出图
1,STS框架模型后处理出图中,程序可以参数化自动出图,分设计院设计图以及施工详图两种形式。加工详图可接力PKPM新推出的STXT详图软件输出,可满足加工要求;输出的图形可直接编辑各种标注后再转CAD的DWG文件。
屋主小评:STS的标注拖动移位功能可大大提高后处理出图的图面整洁度。
2,3D3S框架后处理出图中,程序直接生成CAD的DWG文件,可采用参数化自动输出节点图、平面、立面布置图、构件图、加工详图、板件详图;可对构件进行归并后出图;分设计图、施工详图以及加工详图三种选择;
屋主小评:3D3S框架后处理出图中,节点图有点混乱,需要人工修改,尤其斜交节点图,因为3D3S目前是采用投影面绘图,所以斜交节点图比较混乱;3D3S的归并结果也不是很理想。
3,MTS框架后处理出图基本上还停留在设计图阶段,无构件详图,无论是节点图还是布置图都还比较粗糙。
屋主小评:MTS的后处理节点设计一直为用户所诟病。
4,SS2000框架后处理出图中,程序可参数化自动输出节点图、平面、立面布置图、构件图、加工详图,分设计图和加工详图,构件归并可按照设计图或者加工详图的不同要求归并;程序另带图块移动、尺寸标注、符号移动的功能,可在生成DWG文件之前整理图面。
屋主小评:SS2000的后处理出图是非常完善的,唯一一点不方便就是程序自带的大字体形式不好,生成DWG文件后编辑移动不便。
第五论PK,SS2000胜出。