结构设计及分析软件

3、GSSAP
广厦结构CAD是深圳市广厦软件有限公司研发的一个面向工业和民用 建筑（混凝土、砖、钢和它们的混合结构）的多高层结构CAD，支持框 架、框剪、筒体、砖混、混合、底框砖混、板柱墙等结构形式。
3、GSSAP
广厦建筑结构通用有限元GSSAP是目前弹性状态下的广厦的主流计算。 适用于多高层混凝土结构、多高层钢结构、钢-混凝土混合结构、混凝土砖混合结构、空间钢构件、网架、网壳、无梁楼盖、加固结构、厂房、 体育馆、多塔、错层、连体、转换层、厚板转换、斜撑、坡屋面、弹性 楼板和局部刚性楼板等结构，其剪力墙用壳元墙元模型。特点是将通用 有限元分析功能 结构设计规范较好结合。
3、GSSAP
GSSAP主要功能和特点：
1.可计算任意结构形式，对建筑结构中的多塔、错层、转换层、楼面大开洞、 长悬臂和大跨度等情形，提供了方便的处理手段； 2.可以任意平面、立面和三维建模； 3.有15种单元的单元库，专门开发的“通用子结构单元”可构造“子结构墙 元”、“子结构板元”、“子结构柱元”和“子结构梁元”，可采用高阶且 精度高的单元计算墙、柱、梁和板； 4.有70多种梁柱截面型式、7种变截面类型、多种材料类型（混凝土、钢和钢 砼等）； 5.除在总信息设置参数外，单个构件属性（设计属性、几何属性和荷载属性） 全部开放设置； 6.可输入恒、活、水土压力、预应力、雪、温度、人防、风、地震和施工荷 载10种工况，构件有10种荷载类型，及6个荷载作用方向； 7.任意一块楼板可选用刚性板、膜元、板元或壳元计算；梁柱可选用杆元或 壳元计算（考虑空间应力分析，取代平面应力）；板柱结构可选用“子结构 板元”参与空间分析；
注意：楼板应指定为弹性板，若指定为刚性板则会大大提高了楼板的侧 向刚度，不符合实际。
11、对于楼板的假定，常用的建筑结构分析软件一般分为刚性板、膜单元、 板单元和壳单元四种。
注意：刚性板载自身平面内刚度无限大，平面外刚度忽略不计，这一假 定大大减少了结构位移的自由度。膜单元只有平面内刚度，没有面外刚度， 对梁内力影响较小。板单 元面内无限刚，面外弹性刚度，承受弯曲力，一般 用来模拟基础板及厚板。壳单元力学行为是膜单元和板单元的叠加，即有平 面内和平面外刚度，对于狭长楼板、大开洞楼板、不规则楼板及转换层中的 厚板，可采用壳单元计算，反映楼板的实际应力情况。
6. SATWE所需的几何信息和荷载信息都从PMCAD建立的建筑模型中自动提 取生成并有多塔、错层信息自动生成功能，大大简化了用户操作。
2、PMSAP
PMSAP PKPM公司面向特殊结构的通用分析程序。PMSAP与 PKPM是由不同的开发人员独立完成。虽然它们的侧重点有所不同 （PMSAP考虑更多复杂情况），但对于多数建筑结构的分析、设计，基 本功能是一样的。
3、在地震作用分析和风作用分析方面，SATWE只能计算0度和90度的作 用，其他程序能同时计算多个方向的作用。
注意：STAWE若要计算多个方向，则要另存模型后旋转相应角度来进行 计算才能得到该方向的整体指标等相关信息，应区别于“地震斜交方向增加 角度”参数。
4、ETABS没有性能设计和舒适度计算功能，其他程序有此两项功能。
五款常用设计软件功能对比
国内外还有多种设计软件，不再一一介绍。一般来说，以上五款建筑 结构分析程序均可满足工程师对大部分建筑结构分析的需求。下面简要归 纳五款程序功能异同。
1、五款程序均有总信息、地震作用分析、风作用分析、荷载工况和组合 以及对构件信息的整体和单独指定等功能。
注意：在进行多个软件计算对比时，除了核对总信息的参数设置是否一 致以外，还应检查构件参数，比如经常遇到：ETABS的梁刚度放大系数、连 梁折减系数设置；GSSAP的中梁刚度放大系数与梁高有关，与SATWE等不 同。
3、GSSAP
配筋系统：根据计算结果生成11G101平法施工图，需要注意的是广厦在结 构设计页仍然保留了原有的梁柱表施工图； 施工图系统：进行构件归并，自动处理字符重叠，修改结构施工图，生成 DWG图形文件； 基础CAD：根据首层柱布置和结构计算的柱底力，计算并生成基础图， 最后生成DWG文件。 广厦概预算系统：以广厦结构CAD平法施工图和基础CAD为基础，根据 不同地方的定额及计算规则，进行土建工程的工程量计算、统计、套价的 概预算软件，实现了混凝土、钢筋、模板、砌体和基础等结构工程量的快 速、完全的自动统计功能。本系统能方便地帮助结构设计人员估算设计造 价，从而为结构优化提供依据。 工具箱：提供一些小型结构计算工具； 对比审图：用于同一模型多套计算结果的对比，同时支持PKPM计算结果 的对比。
5、MIDAS-BUILDING
MIDAS是一种有关结构设计的有限元分析软件，分为建筑领域、桥梁 领域、岩土领域、仿真领域四个大类。
其中建筑领域包含软件：MIDAS BUILDING、MIDAS GEN、GEN DESIGNER。 MIDAS BUILDING主要应用高层建筑物专业结构分析及优 化设计。
注意：在结构方案阶段期间，可根据实际情况对模型进行适当简化，以 提高计算速度，比如楼板设为刚性板，振型取少些，单元剖分尺寸取大一些 等等。
18、5款程序均能输出位移比、层刚度比、楼层承载力比、刚重比、层间 位移角等，需特别注意各程序中某些输出结果的意义可能不一样。
建筑结构非线性分析软件
常用非线性分析软件功能介绍
5、除ETABS外，其他程序均可自动设置梁的刚度放大系数等功能， ETABS则需要用户指定。
6、五个程序基本包括了常用的荷载工况和荷载组合公式。
7、在材料信息方面，5个程序均齐全。
8、对构件的特殊属性指定，GSSAP最为齐全，其他程序也基本满足用户 的需求。
五款常用设计软件功能对比
9、在五款程序中，SATWE和PMSAP的截面种类最为齐全，GSSAP和 MIDAS-BULDING次之，ETABS可通过截面编辑器来定义用户所要求的 任意截面。 10、GSSAP、SATWE和PMSAP可参数输入楼梯构件，而ETABS和 MIDAS-BULDING需要用户手动建立楼梯构件。
1、ABAQUS
一个完整的ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit的分析过程，通常 由三个步骤组成：前处理、模拟计算和后处理。
4、ETABS
ETABS集成了大部分国家和地区的现有结构设计规范，她已经将美 国、加拿大、欧洲规范和中国规范纳入其中，可以完成绝大部分国家和 地区的结构工程设计工作。ETABS在全世界超过100个国家和地区销售， 超过10万的结构工程师在用它来做设计工作。
其特点是计算稳定，分析能力强，剪力墙原来用板-梁模型，现改为 用壳元模型，与我国规范结合上在逐步完善。
4、ETABS
ETABS是由CSI公司开发研制的房屋建筑结构分析与设计软件， ETABS已有近三十年的发展历史，是美国乃至全球公认的高层结构计 算程序，在世界范围内广泛应用，是房屋建筑结构分析与设计软件的业 界标准。
ETABS除一般高层结构计算功能外，还可计算钢结构、钩、顶、弹 簧、结构阻尼运动、斜板、变截面梁或腋梁等特殊构件和结构非线性计 算（Pushover， Buckling，施工顺序加载等），甚至可以计算结构基 础隔震问题，功能非常强大。
2、在总信息方面，五款程序基本能满足用户的使用需求。
注意：模拟施工设置上的差别。GSSAP、ETABS能设置刚域长度； MIDAS-BULDING可设置刚域系数。SATWE、PMSAP应采用“模拟施工3” 计算，没有构件的模拟功能。GSSAP和ETABS则可进行构件的模拟施工。
五款常用设计软件功能对比
1、ABAQUS
ABAQUS是一套功能强大 的有限元软件，其解。ABAQUS 包括一个丰富的、可模拟任意 几何形状的单元库。并拥有各 种类型的材料模型库，可以模 拟典型工程材料的性能，其中包括金属、复合材料、钢筋混凝土、土壤和 岩石等。作为通用的模拟工具，ABAQUS除了能解决大位移、强非线性结 构分析问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如温度应力、水流 冲击效应、耗能减震分析以及岩土力学分析。
五款常用设计软件功能对比
12、GSSAP、SATWE和PMSAP均可指定完全嵌固和带侧约束的地下室层 数，ETABS是通过加点弹簧实现。MIDAS-BULDING可指定完全嵌固的 地下室，侧约束需通过弹簧实现。
注意：各软件对地下室侧约束的模拟方法相差很大。
13、GSSAP、ETABS和MIDAS-BULING可释放杆端六个自由度，SATWE 和PMSAP只能释放yz两个转角自由度。
注意：GSSAP连续次梁两端部抗弯刚度缺省为刚接的1/10。
14、SATWE、PMSAP、GSSAP和MIDAS-BULDING对于结构底部边界条 件默认为固接，ETABS需用户定义。
15、五款程序都提供了自动计算风荷载的功能，ETABS无风荷载舒适度； GSSAP和SATWE可考虑横风向风振作用。
3. SATWE适用于高层和多层钢筋混凝土框架、框架一剪力墙、剪力墙结构， 以及高层钢－砼混合结构、复杂体型的高层建筑、多塔、错层、转换层及楼 板局部开洞等特殊结构型式。 4. SATWE可完成建筑结构在恒、活、风、地震力作用下的内力分析及荷载效 应组合计算，对钢筋砼结构还可完成截面配筋计算。
5. 可进行上部结构和地下室联合工作分析，并进行地下室设计。
广厦CAD其他功能：
DWG转换：如果用户已经有建筑的DWG图纸，用户可使用DWG转换功能 将建筑模型转换为广厦录入模型； 图形录入：输入工程的几何和荷载信息，导荷载，为计算准备数据；同时生 成基础模型数据； 楼板次梁和砖混计算：通常板不进空间分析，楼板按照一定的边界条件在此 计算；纯砖混层是导荷计算，也在此计算；自从广厦采用GSSAP计算以来， 次梁也同时进入空间分析，因此不再采用此处的次梁结果。此处的次梁计算 是按照连续梁计算的，暗含了次梁支座不发生竖向位移，而进入空间分析的 次梁所支撑的主梁是会发生竖向位移的（也更符合实际），这是两种计算结 果的区别。