结构设计常用软件的优点和适用场景.docx

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1、结构设计常用软件的优点和适用场景(PKPM、YJK、3D3S、MIDASSAP、ETABSPerform3D、AnSys、Abaqus)结构设计人员离不开结构设计软件，目前结构计算软件种类繁多，各种功能趋于完善.不同软件差异性比较明显，结合本人对结构计算软件的使用经验，对市场常用软件进行简单介绍。本文讨论的范围是房建设计，包含的内容仅限于自己的认知和体会.说在前面的是，软件只是工具而已，是检验自己想法的利器，更重要的还是自己的结构概念.结构分析的灵魂是清晰的结构概念，而不是熟练的软件操作。因为软件是会不断迭代更新的，所以本文也会不断的更新.当下讨论的软件版本是：PKPM2021xYJK(v1.

2、9.3)、3D3S(v2021)、SAP2000(v22)、ETABS(v20)、SAUSAGE(v2021)xPerform3D(v8)1、各种软件概述PKPM.YJK和3D3S都是优秀的国产设计软件，PKPM和YJK主要用于钢筋混凝土结构，3D3S主要用于钢结构。这三款软件的特点是上手简单、计算高效、结果判断方便。而且和中国规范贴合密切，内省了中国规范的大量参数，是国内使用得最多的结构设计软件.MIDAS是韩国推出的结构分析设计软件，其中Bui1.ding和PKPM.YJK的使用场景几乎一致，Gen和SAP2000的使用场景几乎一致，FEA主要用来做实体有限元分析，GTS用于岩土分析、Ci

3、vi1.是桥梁隧道市政软件.MIDAS系列产品，因为汉化做得很好，而且在国内的服务做得很好，所以占领了国内的部分结构分析市场。ETABSsSAP2000和Perform3D属于CSI的经典作品，是真正意义上的国际通用结构设计软件，全世界通用，各国规范比较齐全。巨型项目几乎都可以用这三款软件进行分析。其中ETABS一股用于超高层，SAP2000一般用于空间钢结构，Perform3D用于弹塑性分析。因为CSI的软件上手难度较大，而且国内的汉你口服务都做得一股，所以反而被MIDAS抢去了市场。SAUSAGE,是国产的高效弹塑性分析软件.弹塑性分析属于超限结构分析必备的章节，之前的软件产品或者效率低下

4、不容易收敛（比如Midas）、或者软件接口不好用（比如Abaqus）、或者就是上手难度太大（比如Perform3D）因为SAUSAGE可以无转对接PKPM,也可以导入大部分软件模型,而且操作简单、收敛性好、提取结果方便，所以目前是弹塑性分析的首选了。接下来是每个软件的详细解读。2、PKPM2.1 PKPM软件概述PKPM是中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所出品，有点官方背书的意思，现在改制成为了北京构力科技有限公司.这款软件1988年就推出了，一开始分为PK和PM两个模块。PK是徘架设计模块，PM是平面辅助设计模块，然后就组成了PKPM这个名字。PK这个模块现在还是门刚结构设计的主力模块，P

5、M因为无缝对接SATWE模块也一直沿用至今。在十多年前，PKPM几乎垄断着国内的多高层结构设计软件市场，直到YJK后来居上一路逆袭.两种软件经过这十年的竞争,已经发展得非常类1以了。2.2 PKPM软件的优点和不足PKPM的优点是模块很多，可以适用于很多场景。但是过多的软件板块使用起来容易混淆.现在说的用PKPM做结构,一般指的是用SATWE模块做多层和高层设计。优点：(1)软件默认设置了很多结构设计的参数，包括荷载模式、荷载工况、荷载组合、风荷载的计算、地震作用、边界条件、质量源等等。同时用PM进行建模非常快捷,软件上手很快；(2)SATWE模块是基于层概念的结构分析设计模块，优点是多层和高

6、层设计很好用，普通的层概念的结构设计使用完全足够了；(3)适用于规则结构，建模方便且速度较快；(4)后续接力SAUSAGE可以导入配筋，模型错误少。如果要进行5单塑性分析，可以优先考虑PKPM;(5)性能设计的功能更好用；(6)和中国规范紧密贴合，紧跟政策导向.不足：(1)正式因为软件默认设置了很多参数，如果新手用PKPM上手学习结构设计，那么有很多结构概念可能是不清晰的。不利于新手建立正确的结构概念；(2)PKPM是平面建模，没法应对没有层概念的结构设计，不适用于复杂不规则结构设计，比如PKPM做空间钢结构设计;(3)需要提取大量结果时不如CSI系列和MIDAS系列方便；(4)PKPM界面复

7、杂，建模、荷载输入、计算、结果查看不在同一界面，使用时需要频繁退出、进入不同界面，使用起来非常不方便。2.3PKPM软件更适用的场景更适用的场景：(1)基于层概念的多高层结构设计；(2)结构性能化设计；(3)需要接力SAUSAGE进行弹塑性分析；(4)门式钢架；(5)国内规范、政策紧密结合的场景，比如减隔震、装配式。3、盈建科(YJK)3.1 YJK软件概述YJK的创始人陈岱林先生过去就是PKPM的老大，当年因为体制的限制才出来创办了盈建科公司。同时，因为他是真的完全了解PKPM和建研院软件所，所以YJK软件推出时就克服了PKPM的很多缺点，倒逼PKPM进行改革和进步。从某种意义上说，YJK和

8、PKPM这两个软件可以说是同宗同源的.现在很多工程师都偏向于使用YJK,主要原因有两点：1、软件的UI设计更合理，用起来更顺手；2、YJK算的配筋更小，更容易满足业主的要求。3.2 YJK软件的优点和不足优点：(1)上手比PKPM还简单;多层和高层模块和SATWE差不多。(2)因为空间结构的功能比较完善，可以导入3D3S模型，所以做总装模型比较方便,经常用来设计空间结构的下部钢筋混凝土主体结构。(3)界面简洁、建模、计算及结果查看都在同一界面，不用像PKPM一样频繁切换操作界面。(4)建模可视化加强，可以平面、空间同时视图，与SAP2000sETABS类似。(5)和其他软件设有接口，可以直接生

9、成PKPM.ABAQUS.SAP2000等模型。(6)基础设计模块、预应力梁模块、楼板舒适度分析、屈曲分析，这几个功能也很好用.(7)对于不规则建筑,功能强于PKPMe不足：(1)和PKPM一样，也是基于层概念的傻瓜式设计软件，PKPM有的缺点YJK也无法避免,不利于新手建立正确的结构设计概念；(2)讯PKPM、ABAQUS.SAP2000等模型时不准确(不知道现在BUG修复没有)；(3)接力后续的弹塑性分析不如PKPMe3.3YJK软件更适用的场景更适用的场景：(1)基于层概念的多高层结构设计;(2)复杂基础设计；(3)预应力梁设计、舒适度分析、屈曲分析；(4)简单规则的下部钢筋混凝土-上部

10、空间钢结构设计；(5)组装空间结构的总装模型，用于设计下部主体结构；(6)和国内规范、政策紧密结合的场景，比如减隔震。4、3D3S4.13D3S软件概述3D3S是同济大学土木工程学院建筑工程系张其林教授主持开发的软件，在国内广泛用于钢结构设计。3D3S经过多年的发展，基本上钢结构设计需要的功能都有了，学习起来也比较简单，所以是钢结构设计的必备软件了。4.23D3S软件的优点和不足优点：(1)软件基于CAD平台，可以直接在CAD线模的基础上建模，是比较方便的；(2)和其他国产软件一样，软件默认设置了很多参数，上手做设计很快；(3)软件内置了国内常用的钢构件截面，非常方便；(4)钢结构加工厂也会使

11、用3D3S软件，交流起来很方便；(5)网架设计模块绝绝子，自动优化、一键出图；(6)有专门的索膜结构设计模块，可以应对复杂的柔性结构的找形与设计分析。不足：(I)CAD本来就很容易崩溃,所以3D3S就更容易崩溃了；(2)因为操作过于简化，不利于新手建立正确的结构概念。4.33D3S软件更适用的场景更适用的场景：绝大部分钢结构设计都可以用，需要特殊进行的专项分析不推荐使用，少部分专项分析的功能尚不完善5、ETABS.SAP20005.1 软件概述这两款软件是CSI公司出品的经典软件了，属于世界级的结构设计分析软件。在软件的原程序是世界级结构分析大佬、美国国家工程院院士、伯克利土木工程系威尔逊教授

12、开发的，也就是这本书的作者。在世界范围内，采用ETABS设计的超高层、和采用SAP2000设计的空间结构数不胜数.如果立志要成为结构分析设计高手，这两个软件是必须熟练掌握的。这两年国内进行的有针对性的插件开发也小有成效，可以去官网下载使用.值得一提的是，很多结构设计软件要体现自己算得准,就用SAP或者ETABS作为标准进行对比分析。这可以说明这两款软件的认可程度了吧。5.2 ETABS和SAP的优点和不足优点：(1)作为通用有限元软件，在建博口分析上更加灵活，能够自定义很多东西，实现自己想要的结构分析；(2)结果可以导出很多内容，便于自己进行判断；(3)软件支持插件，可以进行二次开发；(4)几

13、乎所有的结构分析软件都有ETABS或SAP的接口;(5)分析结果全球都认可，大项目必备；(6)虽然软件上手很慢，但是能帮助新手建立正确的结构设计概念；(7)适用于不规则结构建模，尤其是空间结构建模强度PKPM和YJK.不足：1、汉化做得不好，很多报警和说明都是英文的，理解起来费劲；2、软件学习起来困难，没有老师带容易搞得一头雾水；3、对于中国规范的支持和实现没有清楚的表达；4、不直接输出部分指标，结果判断需要自己解读数据；5、没有后续的基础设计等模块；6、每一步建模都需要指定，比如梁建模前必须指定刚接或者较接（PKPM默认刚接）；面单元与线单元相交必须指定节点才能继续计算，不指定则发生错误，P

14、KPM面单元与线单元相交则自动生成节点连接。6、不太适合用于弹塑性分析。5.3ETABS和SAP更适用的场景更适用的场景：1、推荐新手作为入门软件学习结构设计，虽然很痛苦，但是能建立正确的结构设计概念.2、适用于大型结构、异形结构的分析和设计。3、适用于海外工程.4、需要自定义分析的情况。6、M1.DAS系列6.1 MIDAS系列概述MIDAS系列软件是韩国开发的结构分析设计系列软件，在国际上并没有很常用，但是因为汉化和中国服务做得特别好，教程也很好找，所以部分取代了CSI系列在国内的市场.MIDASGEN一般用于空间钢结构的分析设计，也可用于多层和高层结构分析，是Midas系列的拳头产品.M

15、IDASBUI1.DING一般用于多层和高层结构分析。MIDASFEA用于实体有限元分析，可导入GEN的线模。MIDASGTS用于岩土的分析。MIDASCIVI1.用于桥梁隧道市政设计，和房建设计无关了。6.2 MIDAS系列的优点和不足优点：(1)系列软件几乎涵盖了结构设计需要的所有场景，而且软件之间可以无缝对接.比如MIDASGEN的线模可以导入FEA中进行实体有限元分析。(2)汉化和中国服务都做得很好，能找到人解决问题.(3)网上教程很多，可以很方便的找到需要的资料。(4)Gen和SAP几乎可以无缝转换，会用SAP就能很快上手用Geno(5)结果花里胡哨的，用来写报告和做PPT比较好看。不足：(1)上手还是比较慢，各个菜单的设置优点混乱，做多高层结构设计没有PKPM和YJK顺手，做空间钢结构设计不如SAP顺手。(2)对于中国规范的支持和实现也没有讲清楚.同样的指标，和PKPM.YJK对比可能相差较大，但是又不知道为什么。(3)没有后续的基础设计等模块。(4)弹塑性分析慢如乌龟，还不容易收敛。6.3MIDAS系列软件更适用的场景更适用的场景：(1)Bui1.ding.Gen用于超限结构分析的对比软件；(2)Gen可以用于空间钢结构的设