高層建筑結(jié)構(gòu)常用計(jì)算軟件第一頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日高層建筑結(jié)構(gòu)常用計(jì)算軟件PKPM系列廣廈結(jié)構(gòu)CADETABS和SAP2000ANSYSMIDAS3D3STBSA等等。第二頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日PKPM系列研發(fā)單位：中國(guó)建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)分析軟件包包括：SATWE，TAT，TAT－D，PMSAP，EPDA等適用于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的軟件包。特定：界面簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單易學(xué)，根據(jù)中國(guó)規(guī)范及時(shí)更新。第三頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日PKPM系列——SATWE梁柱采用空間桿系單元，剪力墻采用考慮平面外剛度的空間墻單元。在對(duì)樓板的處理上采用了四種不同的假定：1）假定樓板整體平面內(nèi)無(wú)限剛；2）

假定樓板分塊平面內(nèi)無(wú)限剛；3）

假定樓板分塊平面內(nèi)無(wú)限剛，并帶有彈性連接板帶；4）

假定樓板為彈性板。可對(duì)某塊樓板進(jìn)行有限元分析。第四頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日PKPM系列——SATWE墻單元：適用于較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，較真實(shí)地分析出剪力墻的內(nèi)力和變形。在地震作用分析時(shí)，程序?qū)φ裥头纸夥ㄌ峁┝藘煞N解法：總剛分析方法和側(cè)剛分析方法。建議采用總剛分析法。專(zhuān)門(mén)為多、高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)而研制的空間結(jié)構(gòu)有限元分析軟件，適用于各種復(fù)雜體型的高層鋼筋混凝土框架、框剪、剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)等，也適用于混凝土-

鋼混合結(jié)構(gòu)和高層鋼結(jié)構(gòu)。第五頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日PKPM系列——TAT對(duì)剪力墻采用開(kāi)口薄壁桿件模型，并假定樓板在平面內(nèi)剛度無(wú)限大，平面外剛度為零。實(shí)際工程中許多布置復(fù)雜的剪力墻難以滿(mǎn)足薄壁桿件模型的基本假定，從而使計(jì)算結(jié)果難以滿(mǎn)足工程設(shè)計(jì)的精度要求。

TAT軟件適合于框架、框架-

剪力墻、剪力墻及筒體結(jié)構(gòu)，但應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況對(duì)剪力墻進(jìn)行處理以減小計(jì)算誤差。第六頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日PKPM系列——PMSAP針對(duì)復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)需要2種計(jì)算軟件進(jìn)行校核而設(shè)計(jì)制作。PMSAP與SATWE由不同的開(kāi)發(fā)人員獨(dú)立完成。PMSAP在程序總體構(gòu)架上具備通用性，在墻單元、樓板單元的構(gòu)造以及動(dòng)力算法方面采用了先進(jìn)的研究成果，具備較完善的設(shè)計(jì)功能。作為同一公司的產(chǎn)品，PMSAP與SATWE的關(guān)系可類(lèi)比于也是同一公司產(chǎn)品的SAP2000和ETABS，第七頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日PKPM系列——PMSAP盡管它們的側(cè)重有所不同（PMSAP更多地考慮各種復(fù)雜情況），但對(duì)于多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)的分析、設(shè)計(jì)而言，它們的功能是基本相當(dāng)?shù)?。?dāng)復(fù)雜工程需要兩個(gè)或兩個(gè)以上軟件做對(duì)比計(jì)算時(shí)，SATWE和PMSAP是合適的選擇。PMSAP與SATWE都可以與建模軟件PMCAD、STS-1接口，用于對(duì)比計(jì)算時(shí)可省去多次建模的繁瑣工作，減少建模出錯(cuò)機(jī)會(huì)，給設(shè)計(jì)人員提供了便利。第八頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日PKPM系列——PMSAP梁柱采用空間桿系單元。墻單元：剪力墻采用考慮平面外剛度的空間墻單元。適用于較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，較真實(shí)地分析出剪力墻的內(nèi)力和變形。細(xì)分模型墻元（墻梁、墻柱做精細(xì)分析）簡(jiǎn)化殼元模型（用于方案階段快速試算）第九頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日PKPM系列——PMSAP在對(duì)樓板的處理上采用了四種不同的假定：1）假定樓板整體平面內(nèi)無(wú)限剛；2）

假定樓板分塊平面內(nèi)無(wú)限剛；3）

假定樓板分塊平面內(nèi)無(wú)限剛，并帶有彈性連接板帶；4）

假定樓板為彈性板。可對(duì)某塊樓板進(jìn)行有限元分析。第十頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日PKPM系列——EPDA是一個(gè)完全三維的有限元空間彈塑性時(shí)程分析程序：彈塑性梁（柱）單元采用標(biāo)準(zhǔn)的有限元方法（所謂的微觀方法）構(gòu)造。單元切線(xiàn)剛度直接基于混凝土材料微元和鋼筋材料微元的本構(gòu)關(guān)系。彈塑性墻元面內(nèi)剛度的力學(xué)模型采用平面應(yīng)力膜，并可以考慮開(kāi)洞。與梁柱元一樣它的單元切線(xiàn)剛度也直接基于混凝土材料微元和鋼筋材料微元的本構(gòu)關(guān)系。第十一頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日PKPM系列——EPDA墻元的面外剛度相對(duì)次要，為了節(jié)省計(jì)算，我們用簡(jiǎn)化的彈塑性板元進(jìn)行考慮?；炷敛牧系谋緲?gòu)關(guān)系包含雙線(xiàn)性和三線(xiàn)性?xún)煞N可選的滯回模型，且相應(yīng)的骨架曲線(xiàn)均可考慮下降段?？紤]了砼受拉開(kāi)裂后承載力的消失以及受壓時(shí)承載力的恢復(fù)；當(dāng)受壓超過(guò)極限壓應(yīng)變，砼壓碎退出工作。雙線(xiàn)性模型骨架曲線(xiàn)可干預(yù)。鋼筋的本構(gòu)關(guān)系采用雙線(xiàn)性滯回模型，骨架曲線(xiàn)可干預(yù)。第十二頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日PKPM系列——EPDA本程序接力空間有限元彈性設(shè)計(jì)軟件SATWE和PMSAP。大體的使用步驟是：1在PMCAD中輸入結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型2用SATWE或者PMSAP程序計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力和配筋3運(yùn)行EPDA程序做彈塑性動(dòng)力分析第十三頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日PKPM系列——EPDA由此可以判定薄弱層位置，各桿件的破壞位置和順序，應(yīng)力和塑性變形的集中部位，驗(yàn)算彈塑性變形。EPDA程序的輸出結(jié)果

第十四頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日廣廈結(jié)構(gòu)CAD廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院和深圳市廣廈軟件有限公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的。廣廈鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)CAD；廣廈鋼結(jié)構(gòu)CAD；廣廈打圖管理系統(tǒng)；

廣廈結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)實(shí)用圖集。第十五頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日廣廈結(jié)構(gòu)CAD之

廣廈鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)CAD是一個(gè)面向民用建筑的多高層結(jié)構(gòu)CAD，在容柏生院士的指導(dǎo)下由廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院和深圳市廣廈軟件有限公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)，于1996年12月18日通過(guò)專(zhuān)家鑒定，完成從建模、計(jì)算和施工圖自動(dòng)生成及處理一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)計(jì)算包括空間薄臂桿系計(jì)算SS和空間墻元桿系計(jì)算SSW。廣廈CAD是設(shè)計(jì)院開(kāi)發(fā)的結(jié)構(gòu)CAD的杰出代表，被全國(guó)五千家設(shè)計(jì)單位正式采用。第十六頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日廣廈結(jié)構(gòu)CAD之

廣廈鋼結(jié)構(gòu)CAD結(jié)合了鋼鐵設(shè)計(jì)研究院幾十年鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的經(jīng)驗(yàn)，是目前唯一一個(gè)由設(shè)計(jì)院開(kāi)發(fā)的鋼結(jié)構(gòu)CAD，是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)院開(kāi)發(fā)CAD的代表，從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，解決從建模、計(jì)算到施工圖、加工圖和材料表的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，幫助設(shè)計(jì)院盡快進(jìn)入鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)市場(chǎng)。廣廈鋼結(jié)構(gòu)分：工廠鋼結(jié)構(gòu)CAD（門(mén)式剛架、平面桁架和吊車(chē)梁CAD）和網(wǎng)架網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)CAD兩大部分。CAD以Autocad14為圖形平臺(tái)，運(yùn)行于Windows95/98。第十七頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日廣廈結(jié)構(gòu)CAD之

廣廈打圖管理系統(tǒng)可以進(jìn)行單機(jī)和網(wǎng)絡(luò)打圖管理，網(wǎng)絡(luò)支持NOVELL和WINDOWSNT兩種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，同時(shí)可進(jìn)行10臺(tái)繪圖儀的管理，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)繪圖儀的運(yùn)行情況，計(jì)算設(shè)計(jì)人員或項(xiàng)目的出圖成本，打印統(tǒng)計(jì)報(bào)表，加強(qiáng)各設(shè)計(jì)院打圖管理和進(jìn)行成本核算的工作。第十八頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日廣廈結(jié)構(gòu)CAD之

廣廈結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)實(shí)用圖集與廣廈CAD配套使用，該圖集由廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院投入大量人力精心繪制，內(nèi)含70張標(biāo)準(zhǔn)圖，可減少設(shè)計(jì)圖紙工作量30%以上，并減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。該圖集光盤(pán)版向用戶(hù)提供標(biāo)準(zhǔn)圖的DWG格式文件，使用戶(hù)在Autocad下可任意修改、拼接、繪制新圖。第十九頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日ETABS美國(guó)Berkeley地震工程研究中心開(kāi)發(fā)的高層建筑三維專(zhuān)用有限元分析軟件快速建模、靜動(dòng)力分析、靜力彈塑性分析、中國(guó)規(guī)范校核。全球前20名的超高層建筑都是通過(guò)ETABS設(shè)計(jì)或校核的。第二十頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日ETABS其特點(diǎn)是采用空間桿單元模擬梁、柱、支撐構(gòu)件，采用膜元模型來(lái)模擬剪力墻，樓板可采用平面內(nèi)無(wú)限剛假定、分塊無(wú)限剛假定和彈性假定。采用空間協(xié)同工作體系，因此是準(zhǔn)三維分析程序。其主要優(yōu)點(diǎn)是針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行編制，使用起來(lái)比較方便。不足之處是它并非完全三維空間分析程序，協(xié)同工作假定帶來(lái)一定的計(jì)算誤差，同時(shí)，對(duì)剪力墻的模型化假定也使得分析結(jié)果偏柔。第二十一頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日ETABS

2003年10月，由中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院標(biāo)準(zhǔn)所和美國(guó)CSI公司聯(lián)合推出符合中國(guó)規(guī)范的ETABSV8中文版，為我國(guó)的結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件市場(chǎng)注入了新的活力。ETABS

軟件功能十分強(qiáng)大，除了可以進(jìn)行線(xiàn)性靜、動(dòng)力反應(yīng)分析外，還可以進(jìn)行非線(xiàn)性靜、動(dòng)力反應(yīng)分析、推覆分析和P

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Δ效應(yīng)分析等。英文界面，無(wú)配套中國(guó)規(guī)范或更新不及時(shí)。第二十二頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日SAP2000SAP2000

軟件20世紀(jì)70年代初，美國(guó)Willson

教授等人編制了結(jié)構(gòu)通用有限元分析程序SAP5，該軟件在國(guó)際上得到了極其廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展和完善，90

年代中期，Willson

教授等人將美國(guó)、加拿大和新西蘭等國(guó)的設(shè)計(jì)規(guī)范和常用設(shè)計(jì)材料的特性編入程序，根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果，直接進(jìn)行下一步設(shè)計(jì)，推出了被稱(chēng)為21世紀(jì)的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)程序SAP2000.第二十三頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日SAP2000該軟件以空間桿單元模擬梁、柱、支撐，以殼元模擬剪力墻?？梢赃M(jìn)行線(xiàn)性靜、動(dòng)力反應(yīng)分析，也可以進(jìn)行非線(xiàn)性靜、動(dòng)力反應(yīng)分析、推覆分析和P

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Δ效應(yīng)分析等。但SAP2000因其價(jià)格昂貴、前后處理工作量大且與我國(guó)規(guī)范不相符合等原因，在我國(guó)的應(yīng)用和推廣受到一定的制約。第二十四頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日ANSYSANSYS是世界上著名的大型通用有限元計(jì)算軟件，它包括熱、電、磁、流體和結(jié)構(gòu)等諸多模塊，具有強(qiáng)大的求解器和前、后處理功能，為我們解決復(fù)雜、龐大的工程項(xiàng)目和致力于高水平的科研攻關(guān)提供了一個(gè)優(yōu)良的工作環(huán)境，更使我們從繁瑣、單調(diào)的常規(guī)有限元編程中解脫出來(lái)。ANSYS本身不僅具有較為完善的分析功能，同時(shí)也為用戶(hù)自己進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)提供了友好的開(kāi)發(fā)環(huán)境。第二十五頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日ANSYSANSYS程序自身有著較為強(qiáng)大三維建模能力，僅靠ANSYS的GUI(圖形界面)就可建立各種復(fù)雜的幾何模型；此外，ANSYS還提供較為靈活的圖形接口及數(shù)據(jù)接口。因而，利用這些功能，可以實(shí)現(xiàn)不同分析軟件之間的模型轉(zhuǎn)換。第二十六頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日ANSYS主要功能：結(jié)構(gòu)分析；高度非線(xiàn)性瞬態(tài)動(dòng)力分析；熱分析；電磁分析；流體動(dòng)力學(xué)分析；聲學(xué)分析；壓電分析；多場(chǎng)耦合分析；優(yōu)化設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)靈敏度分析；二次開(kāi)發(fā)功能ANSYS的土木工程專(zhuān)用包ANSYS/CivilFEM用來(lái)研究鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土及巖土結(jié)構(gòu)的特性，如房屋建筑、橋梁、大壩、硐室與隧道、地下建筑物等的受力、變形、穩(wěn)定性及地震響應(yīng)等情況，從力學(xué)計(jì)算、組合分析及規(guī)范驗(yàn)算與設(shè)計(jì)提出了全面的解決方案，為建筑及巖土工程師提供了功能強(qiáng)大且方便易用的分析手段。第二十七頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日ANSYSANSYS/FLOTRAN?ANSYS/Emag?ANSYS/Structural?ANSYS/MultiphysicsANSYS/LS-DYNA?ANSYS/Mechanical?ANSYS/LinearPlus?ANSYS/Thermal?主要模塊第二十八頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日MIDASMIDAS系列軟件是以有限元為理論基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的分析和設(shè)計(jì)軟件。早在1989年韓國(guó)浦項(xiàng)集團(tuán)成立CAD/CAE研發(fā)機(jī)構(gòu)開(kāi)始專(zhuān)門(mén)研發(fā)MIDAS系列軟件，于2000年9月正式成立InformationTechnologyCo.,Ltd.(簡(jiǎn)稱(chēng)MIDASIT)。目前MIDAS系列軟件包含建筑（Gen），橋梁(Civil)，巖土隧道(GTS)，機(jī)械(MEC)，基礎(chǔ)(SDS)，有限元網(wǎng)格劃分(FX+)等多種軟件。第二十九頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日MIDASMIDAS/Gen—建筑結(jié)構(gòu)通用有限元分析和設(shè)計(jì)軟件。韓國(guó)MIDASIT開(kāi)發(fā)—1989年12月開(kāi)始開(kāi)發(fā)，到1996年11月發(fā)布windows系列版本2000年12月進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)（中國(guó)、美國(guó)、加拿大、英國(guó)、日本、印度、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)等）。進(jìn)入中國(guó)后的表現(xiàn)

2002年MIDAS/Gen完全中文化，并加入2002年后新施行的結(jié)構(gòu)規(guī)范

2004年1月9日通過(guò)國(guó)家建設(shè)部評(píng)估鑒定（建科評(píng)[2003]015號(hào)）

截止至2007年底用戶(hù)已發(fā)展到400多家（北京院、上海院、廣東院、華東院等）第三十頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日MIDAS分析與設(shè)計(jì)

靜力彈塑性分析（Pushover分析）

動(dòng)力彈塑性分析

預(yù)應(yīng)力分析（預(yù)應(yīng)力鋼束布置、鋼束預(yù)應(yīng)力損失、混凝土的徐變和收縮）

施工階段分析（考慮材料收縮、徐變及柱子的彈性收縮）

靜力分析

特征值分析

反應(yīng)譜分析

P—Δ分析

幾何非線(xiàn)性分析

材料非線(xiàn)性分析

屈曲分析

水化熱分析

溫度荷載

隔震、消能減震及支座沉降分析

時(shí)程分析

鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化（包括強(qiáng)度優(yōu)化及位移優(yōu)化）

可以導(dǎo)入：PKPM、AutoCAD、SAP、STAAD等文件，便于互相校核第三十一頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日MIDAS鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)、空間大跨結(jié)構(gòu)、高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)等工業(yè)與民用建筑、各類(lèi)特種結(jié)構(gòu)（筒倉(cāng)、水池、大壩、塔架、網(wǎng)架及索纜結(jié)構(gòu)）等。按國(guó)內(nèi)新規(guī)范輸出