国内钢结构软件优缺点比较.docx

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国内钢结构软件优缺点比较

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PKPM系列软件（STS、STXT、STPJ以及MSGS空间网格软件,PKPM最新版本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,MTS最新版5.6,MTSTool最新版本1.9,官方网站www.tj-

4,同济大学STRAT系列有限元建筑通用设计软件,最新版本3.2,官方网站5,中国冶建总院SS2000、PS2000系列钢结构软件,PS2000最新版本R6.70,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系列钢结构软件,官方网站

9,阿依艾工程软件大连有限公司STAADCHINA系列软件,最新版本2006,官方网站

软件功能PK之pkpmVS3d3s

目前国内用户最多当属建研院的PKPM系列软件以及同济大学3D3S系列空间钢结构软件;1,PKPM系列软件（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-支撑结构

PKPM-STS系列作为建研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:

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平台上的建模方式,相当灵活,程序具备完善的导荷载功能,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的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拟合功能,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:

任意结构分析设计首选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,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、PS2000、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、带抗风柱边榀模型;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;可编辑单元、节点属性,设置只拉单元;最新版本增加了自动捕捉、CAD极轴功能;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;可建立边榀抗风柱;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,SSDD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,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,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,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;可考虑山墙榀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的恒、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;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,SSDD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;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的节点设计编辑是最方便的。

第四轮PK,SSDD胜出!

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,檩条加工图,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,檩条加工图,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,PS2000胜出!

六,附加功能

1,STS附带丰富的吊车库,檩条、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,檩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能自动设计檩条、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檩条设计的参数不够完善,使用的时候要注意。

4,MTS能独立设计檩条、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独立设计檩条、吊车梁,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CAD三维模型转化成结构模型,也可把结构模型导出为CAD三维模型;3D3S建立在CAD平台上,所以它的操作一如CAD那样方便,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,MST是独立开发的平台,模型库丰富,可以参数化的建立各种网架、网壳模型,可通过CAD三维模型DXF文件导入,可自动分层,也可将模型导出为CAD三维模型;MST特有扭曲面、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的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,不能在同一个平面,需要人为调整。

3,SFCAD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CAD三维模型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憾。

4,TWCAD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CAD三维模型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:

TWCAD的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CAD三维模型DXF文件导入模型,能导出DXF三维模型文件;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的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,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空间里面的（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;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;部分版本有自定义荷载组合功能。

屋主小评:

SFCAD的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,TWCAD能施加节点荷载,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的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,节点荷载并不跟随节点到新的位置。

5,MSGS能施加节点荷载,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:

MSGS在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:

SFCAD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,TWCAD的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