建筑工程设计软件应用范文

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1软件基本功能介绍

1．1MIDAS/GEN软件MIDAS是通用结构分析与设计软件，采用三维的建模方式，前后处理功能较好，单元库包括梁单元，板单元，墙单元，索单元，桁架杆单元，只受拉单元，只受压单元，弹性阻尼器单元等，可分析的结构包括商场，体育场馆，桥梁，水池，大坝，隧道，分析类型包括反应谱分析，弹塑性静力，动力分析，屈曲分析，施工阶段分析，钢筋混凝土预应力分析等。

1．2EPDA软件EPDA软件是PKPM系列软件的一个新增模块，可以通过SATWE或PMSAP直接生成三维弹塑性模型，主要用于高层、超高层建筑结构在罕遇地震下的弹塑性静力和动力分析。

1．3ABAQUS软件ABAQUS公司成立于1978年，是一款基于有限元方法且功能强大的工程分析软件。ABAQUS可以利用图形化模块ABAQUS/CAE建模，也可以通过输入文件实现建模，对于熟练用户，文本式建模更加简单便捷。ABAQUS拥有非常丰富的单元库，主要可以分为实体单元，壳单元，薄膜单元，梁单元，杆单元，刚体元，连接元，无限元等，用户还可以自定义单元种类。ABAQUS解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题，并且在求解非线性问题时具有非常明显的优势，ABAQUS主要的应用范围包括:非线性静力分析，非线性动力分析，海洋工程结构分析，疲劳分析等。

2采用的计算模型对比

建筑结构的基本受力构件有梁、柱、剪力墙和楼板。针对同一构件，不同的软件所采用的计算模型存在较大差异，这也就直接导致了计算结果会出现较大差异，只有了解构件在不同软件中所采用的力学模型，设计人员才会正确的选择合适的软件进行结构设计。现将各软件的计算模型总结对比于表1中通过表1可以看出:梁柱等一维构件的模型主要有塑性铰模型和纤维束模型;剪力墙和楼板等二维构件的模型主要有分层壳模型，墙元模型和壳元损伤模型。焦柯等对这些模型的优缺点进行了详细的对比分析，一般来说塑性铰模型中塑性铰的布置比较繁琐，但提高了计算效率，纤维束模型相对来说更准确，但是计算量较大;目前国内外各种软件中对剪力墙等二维构件的模拟都存在一定的局限性，需要设计人员寻求更好的分析模型以提高计算精度。

3软件功能的对比

对五种软件的部分功能对比见表2。为了了解当前结构分析软件的使用情况，对国内的40个超限高层建筑的分析所使用的软件进行了统计，这些建筑的结构形式主要有剪力墙结构，框架剪力墙结构，框架核心筒结构等，统计结果列表如表3所示。通过表2和表3的对比分析，现总结如下:1)ETABS和SAP2000同为美国CSI开发的两款结构设计与分析软件，后处理功能不好，但计算结果可靠，在各大设计院中，ETABS广泛应用于多高层建筑的弹性反应谱分析和弹性时程析，用来和SATWE的结果进行对比，保证弹性分析结果的可靠性，但ETABS软件中没有针对壳面的弹塑性模型，对于含剪力墙结构的Pushover分析需要用框架模型代替剪力墙，将墙体等效为框架。因此很少应用于超高层建筑在罕遇地震下的弹塑性分析;SAP2000的分析范围比较广泛，从弹性分析到弹塑性分析，不仅可以用于高层建筑，在工业建筑，体育场馆等大跨度结构中的应用也很广泛;MIDAS/GEN作为结构通用分析设计软件，前后处理功能较好，应用范围广泛，主要用于大跨度空间结构。2)EPDA和ABAQUS主要进行结构的弹塑性静力，动力分析，对结构弹性分析的结果进行补充，EPDA主要针对高层、超高层建筑结构，由于前后处理功能强，自动读取SATWE的设计分析结果，且操作相对简单，有一定的精度保证，因此，在各大设计院应用广泛;ABAQUS在求解非线性问题上优势突出，分析问题的范围非常广泛，可用于结构的整体弹塑性分析，也可对结构的特殊部位进行微观分析，而且计算的结果精度高，但该软件操作复杂，对设计人员的要求高，在大型设计院，科研院所中应用较多。

4结论及建议

1)对于多高层结构的设计优先选择PKPM，ETABS;另外也可以选择MIDAS，SAP2000;空间大跨结构，桥梁结构的分析设计优先选择SAP2000，MIDAS。2)对于结构的弹塑性分析建议采用ABAQUS，EPDA;另外也可以选用SAP2000，MIDAS;结构的细部分析，优先选用ABAQUS。3)设计工作者应根据工程的结构类型及计算要求选择相应的软件，但不能盲目相信软件，应注重概念设计，培养对软件计算结果准确与否的判别能力，以确保结构安全。

作者：于敬海陈俭连单位：天津大学建筑设计研究院天津大学建筑工程学院