etabs、sap、ansys高层建筑结构分析应用比较

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1、ETABS、SAP、ANSYS高层建筑结构分析应用比较王建李青(华东建筑设计研究院有限公司．上海，200002)提要针对ETABS、SAP2000、ANSYS三种软件，从应用于高层建筑结构分析设计的角度进行对比分析，重点从前处理、分析功能、后处理、软件接口的角度进行比较，供结构设计同仁参考．关键词ETABS，SAP2000，ANSYS，高层建筑分析0高层结构设计软件目前国内用于高层建筑结构分析、设计的软件主要有PKPM、ETABS、SAP2000、ANSYS、MIDAS等，其中国产软件PKPM应用最为广泛，其它软件应该说在分析领域都具有更加强大的功能．但普遍结合中国规范的能力不如PKPM

2、．各软件本身的设计能力也有高有低，本文主要针对ETABS、SAP2000，ANSYS三种软件，从应用于高层建筑结构设计的角度进行对比分析，供结构设计同仁参考。值得注意的是，上述3种软件处在不断的发展完善之中，不同版本之间功能有所差异。本文所述功能主要针对较新的软件版本：ETA／jSv9．08，SAP2000v[0．08，ANSYSl0．0，对于不同版本的其它不同功能也略有介绍。1软件定位ETABS(Extended3DAnalysisofBuildingSystems)t如其名，似乎是开发者专为(高层)建筑结构分析、设计而编写的软件，当结构具有“层”的概念时，ETABS的方便功能可以得到

3、很好的体现，对高层建筑结构而言．这种优点更加突出。虽然现在很多高层结构外筒由于建筑需要设计成倾斜或曲线形．但内筒仍多数保持竖直，可以大部分发挥ETABS“层”的功能。‘SAP2000(StructuralAnalysisProgram)可以理解为专门用于建筑、桥梁的“通用”有限元分析、设计软件，SAP2000可以用于任意平面、空间结构，其强大的功能主要体现在王建．男．1975年11月生．工学博士，高级工程师·725·杆系结构方面，与实际的建筑和桥梁结构具有较好的建模“结合点”，例如节点刚域、构件偏心，甚至结构造价等方面。较新的SAP版本加入了实体单元．模拟楼面加载的功能也在vlO以上的版

4、本中得到体现。SAP2000、ETABS同为美国CSI开发，两种软件之间象是“父子”或“继承”关系，ETABS来自SAP，加入了更适合楼房结构的特点．同时也去掉了一些更加通用性的功能，例如实体单元等。ANSYS同NASTRAN、ABAQUS等许多软件一样都是通用有限元程序，之所以在这里重点列出，主要还是基于ANSYS软件在国内设计单位应用较为广泛。同其它通用有限元软件类似，ANSYS也具有包括电、磁等其它学科领域的分析内容，用于建筑结构分析时又有其独有的特性。相对前面两种软件来说．ANSYS应用于结构分析具有更多的功能，例如基于材料层面的弹塑性分析、完全大应变分析、弹塑性屈曲分析，以及较

5、为突出的APDL参数化编程、控制功能，相应的，其前后处理就不太方便，需要编制相关的前后处理模块，一般可通过APDL作成批处理控制实现。2前处理功能子项ETABSSAP2000ANSYS层概念，对具有层模型的结利用分组(group)利用component／层的模拟概念、或空问定位assembly概念或空间构方便方法模拟屡显示定位方法模拟层显示层的模拟有相似层概念，在相似层编辑状态下编辑相似层中的相似层无任一平面，相当于同时编辑所有相似层平面主从层概念有主从层概念无P兀可否利用结构模板有胄无利用既有模利用模扳型快速建立可以可虬可以模型特殊建筑结有，例如次梁、支撑、压型无，需要通过有限无，需要

6、通过有限元概构构件模拟钢板、组台粱元概念模拟念模拟。多坐标系皆可定义多个坐标系直角坐标、柱坐标、球坐标系坐标系类型直角坐标直角坐标、柱坐标坐标定义方式先定原点再旋转多种方式．"726·第十九届全国高层建筑结构学术会议论文2006年网格编辑功有能平面编辑功有．且为主要建模、编辑方式．能3D编辑功能有．主要在布置斜构件时采用几何构成(主要针对高层点模拟质量，线模拟粱、拄、支捧，面模拟墙、楼板等建筑结构)可以由几何体划分单元，或者直接建立节单元构成几何即单元．可I；I定义隐式或显式划分点、单元。最后的结构分析必须在节点、单元层面上进行同时定义多个荷载工况，荷载组合；先定义荷载，通过loadst

7、ep定义荷荷载及组台荷载工况再定义分析工况，最后定义荷载组合，荷载组台载工况、loadcase定义荷载组合。可通过可以定义在分析完成之后进行APDL批处理图形显示速相对较慢，引入OPENGL功能后速度提高较大相对较快度3分析功能功能子项ETABSSAP2000ANSYS分析功能常规静力分析(恒，活，风)，地震反应谱、地震弹性时程可进行特征值分析，获得临界荷可进行特征值屈曲分析、非线性届曲分屈曲分析无载上限，或用于析；非线性届曲分析可