近些年，隨著電腦的飛速發(fā)展，有限元軟件的開發(fā)也是日新月異。特別是隨著人們對結(jié)構(gòu)分析的精確性和高端性的追求，越來越多的國內(nèi)外有限元軟件被結(jié)構(gòu)工程師所采用。
其中PKPM、YJK、3D3S、MTS、MST、同濟啟明星屬于國內(nèi)開發(fā)的軟件，目前使用的也比較普遍，效果也不錯；ETABS、SAP2000、SAFE、PERFORM-3D 、MIDAS、STAAD PRO、ROBOT 、ANSYS、ABAQUS、NASTRAN、MARC、LS-DYNA是國外引進的軟件，目前在國內(nèi)使用的也是十分普遍，而且因為一些國人有崇洋媚外的習慣，所以相對來講國外軟件使用的更多，認可度也更高，當然，老外軟件的質(zhì)量起到了關(guān)鍵的作用。
那么這么多軟件在實際使用中怎么選擇呢？其實，每個軟件都有其獨到之處，針對計算工程的不同特點，可以選擇不同的分析軟件，有時候可以起到事半功倍的效果。下面就談一下自己的一點拙見：
（1）在國內(nèi)PKPM、YJK可以將是葵花寶典級別的。對于多高層結(jié)構(gòu)特別好用，其最大的優(yōu)點，也是大家所依賴的就是可以很快的配筋并出圖。現(xiàn)在也可以實現(xiàn)一些空間結(jié)構(gòu)的建模與分析，但是使用起來還是有些不方便。早期人們一直都是用PKPM、YJK行遍天下，只是后來隨著ETABS等國外軟件進來后才有人開始對其有些微詞。因為很多人覺得PKPM、YJK算起來有問題，比如不同版本算的結(jié)果區(qū)別啦、不規(guī)則結(jié)構(gòu)建模不方便等等。但是只要是做設(shè)計的，沒有人能離開PKPM、YJK的。
（2）3D3S不知道如何給它定位。這是同濟大學張其林老師開發(fā)的，可以計算的結(jié)構(gòu)體系有：輕鋼、廠房、多高層結(jié)構(gòu)、空間鋼結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)等，可以進行中國規(guī)范校核。真是神通廣大啊，不過，每個模塊都是單獨賣的。個人看來，在國內(nèi)軟件中3D3S算是比較成功的了，至少在商業(yè)化方面走到比較靠前。
（3）MST是浙江大學羅堯治開發(fā)的，專門用于網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的分析與計算，算是一個專業(yè)小軟件。不過在空間結(jié)構(gòu)領(lǐng)域可以使用以下，特別是可以用它來建模，比自己畫方便多了。
（4）MTS是同濟大學李國強老師開發(fā)的，可以認為是針對多高層建筑結(jié)構(gòu)開發(fā)的。在國內(nèi)也有一定的用戶，不過早期聽說使用不是很方便，不知道現(xiàn)在改進的如何了。據(jù)介紹，這個軟件可以很好的考慮阻尼器的計算，由于沒有使用過，所以不是很了解。
（5）同濟啟明星是同濟大學編制的一個軟件，用于深基坑、樁基礎(chǔ)、邊坡穩(wěn)定、天然地基等，方向是向地下發(fā)展的。很不錯，用起來挺方便的，而且目前類似的軟件不多。
以上是國內(nèi)軟件的簡單介紹，下面對老外的軟件進行一下梳理：
（6）ETABS、SAP2000、SAFE、PERFORM-3D等CSI系列是加州大學Berkeley分校的Wilson教授開發(fā)的。其中ETABS是針對多高層建筑結(jié)構(gòu)開發(fā)的。ETABS對國內(nèi)的軟件行業(yè)起到了里程碑式的作用。ETABS的出現(xiàn)讓人們看到在計算中我們原來可以做到更多。也是ETABS讓人們對結(jié)構(gòu)分析提出了更高的要求，比如彈塑性分析等。目前ETABS可以做到多高層結(jié)構(gòu)的快速建模、靜動力分析、靜力彈塑性分析、中國規(guī)范校核等。幾乎涵蓋了結(jié)構(gòu)工程師的所有要求。SAP2000則專注于空間結(jié)構(gòu)，比如網(wǎng)殼類、桁架類、不規(guī)則結(jié)構(gòu)等，一句話，開發(fā)者希望不能用ETABS實現(xiàn)的就可以SAP2000來實現(xiàn)。和ETABS一樣，SAP2000對中國建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域軟件的沖擊也很大，因為在SAP2000進入中國的時候業(yè)內(nèi)沒有類似可以進行空間結(jié)構(gòu)建模與分析的軟件。在當時SAP2000算是填補了一個空白。現(xiàn)在SAP2000更新了很多版本（目前是19.0），增加了很多功能，比如中國規(guī)范校核等。SAFE是專門進行樓板計算的，沒用過，好像必要性不是很強。PERFORM-3D是剛推出的一套軟件，專注于動力彈塑性分析，采用了大家比較期待的纖維模型，不過實際操作不是很方便，本人還沒琢磨透，不能下結(jié)論。
（7）MIDAS是韓國的一套結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件，是業(yè)內(nèi)的后起之秀。可以進行多高層及空間結(jié)構(gòu)的建模與分析，也可以進行中國規(guī)范校核。其實，MIDAS進來的很晚，記得05、06年MIDAS用戶還不是很多，但是近幾年他們在銷售上花了很多心思，記得07年一套才賣3萬多塊，可以講是中國的市場他們是勢在必得�，F(xiàn)在MIDAS的用戶已經(jīng)非常多了，而且軟件的更新也很快。是一套很不錯的軟件。MIDAS系列Gen、Civil、Building、GTS NX、FEA，還有今年剛發(fā)布的MIDAS XD等。
（8）STAAD PRO和ROBOT可能大家不是很熟悉，不過確實是國內(nèi)也在用的兩套設(shè)計軟件， 比如上海的南站鐵路是使用ROBOT計算的；STAAD的應(yīng)用可能更多一些，而且有中文版。這兩款軟件都是可以進行任何結(jié)構(gòu)體系計算的，像SAP2000和MIDAS一樣，可以進行多高層和空間結(jié)構(gòu)的計算與分析，STAAD帶有中國規(guī)范，聽說ROBOT也在做，不知道現(xiàn)在有沒有做好。
（9）EASY、FORTEN是兩款索膜結(jié)構(gòu)計算軟件。其中，EASY采用的是力密度法， FORTEN采用的是非線性有限元法。EASY在中國用到比較多，比如上海世博軸索膜結(jié)構(gòu)是用這個軟件計算的，不錯覺得界面開發(fā)的確實不敢恭維；個人認為FORTEN的界面做得不錯，近似通用有限元的界面模式，出圖很漂亮。不過這兩款軟件在國內(nèi)D版比較少，目前本人還沒有找到過。
（10）ANSYS、ABAQUS、NASTRAN、MARC、LS-DYNA屬于通用有限元軟件，與設(shè)計軟件不同的是，通用軟件在結(jié)構(gòu)計算上功能更強大，而且往往提供二次開發(fā)平臺，對于高級用戶而言具有更大的發(fā)揮空間。其中：
<1> ANSYS應(yīng)該是在業(yè)內(nèi)擁有最多用戶的一款了，它不但擁有比較豐富的單元庫，而且提供了APDL編程平臺，使用戶可以很好的進行復雜工程計算，這也是參數(shù)化建模與分析的平臺。目前業(yè)內(nèi)使用ANSYS計算的內(nèi)容包括：多高層結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)、玻璃結(jié)構(gòu)等等；特殊問題有節(jié)點分析、動力彈塑性分析等等。一個字，ANSYS太強大了，不過，ANSYS對于剪力墻的彈塑性分析方面還有一些不足。
<2> NASTRAN是航空上的一款軟件,需要借PATRAN作為前處理，但是近幾年在業(yè)內(nèi)也有人使用，這款軟件厲害了，單元豐富、功能強大，想想看，美國飛機專用軟件，算我們建筑結(jié)構(gòu)還不是小菜一碟？
<3> MARC和NASTRAN一樣，都屬于MSC系列的，它是一款功能齊全的高級非線性有限元軟件，具有極強的結(jié)構(gòu)分析能力。在高�？蒲泄ぷ髦杏玫妮^多。近幾年隨著彈塑性分析的需求，很多工程是用這個軟件計算的。
<4> ABAQUS和LS-DYNA是兩款比較特殊的軟件，它們的計算方法為顯式計算。我們常用的有限元軟件一般都是隱式計算方法，就是解方程[K][U]=[P]。而顯式計算則是使用時間積分的方法。顯示積分在動力計算中幾乎不存在不收斂的問題，所以在動力彈塑性分析中使用的較多，目前這是國內(nèi)進行動力彈塑性分析中使用最多的兩款軟件。不過，關(guān)于顯式計算在我們建筑結(jié)構(gòu)的動力分析中是否適用一直存在著爭議。本人ABAQUS用比較多，所以對其還算比較熟悉。像ABAQUS其最大的強項在于實體分析和殼單元分析，而桿單元的分析則不是其優(yōu)勢所在。所以，在我們建筑結(jié)構(gòu)計算中需要用戶開發(fā)一些簡單的接口程序，把其他軟件建立的模型導入到ABAQUS中，否則在ABAQUS中建立建筑的三維模型會累死人的，不過它的后處理還比較方便。ABAQUS的非線性功能很強大，如此強大的非線性功能，用在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域簡直太浪費了！LS-DYNA是ANSYS系列的，據(jù)說可以把計算模型直接從ANSYS中轉(zhuǎn)換過去。其動力彈塑性功能和ABAQUS差不多，這些功能都可以輕松滿足我們建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的需求。
前面對一些常用軟件做了簡單的介紹，了解其基本情況后作選擇就比較簡單了：
（1）對于多高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)先選擇PKPM、YJK、ETABS和MTS；另外也可以選擇SAP2000、MIDAS、STAAD PRO和ROBOT、3D3S；如果是計算分析，隨便選一個通用有限元軟件即可，強烈推薦Abaqus。
（2）對于空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)先選擇SAP2000、MIDAS、STAAD PRO和ROBOT；純計算分析強烈推薦ANSYS、MIDAS、SAP2000和NASTRAN；
（3）對于索膜結(jié)構(gòu)可以選擇ANSYS、EASY、FORTEN、3D3S。鑒于EASY、FORTEN一定要用正版，所以還是用ANSYS和3D3S比較現(xiàn)實。
（4）對于動力彈塑性分析，建議采用ABAQUS和LS-DYNA；另外也可以選用ETABS（多高層）、SAP2000、MIDAS（最近推出Building專門做動力彈塑性）。
（5）對于節(jié)點細部分析，建議采用ANSYS、ABSQUS；也可以選用NASTRAN和MARC。
另外，對于一些特殊結(jié)構(gòu)，考慮到可能會使用到簡單的二次開發(fā)，所以還是建議大家選用ANSYS、ABAQUS等帶有編程語言的通用軟件。
最后，告誡土建類本科學生，應(yīng)該注重概念學習，不該迷戀軟件，適當?shù)臅r候?qū)W習階段學習適當?shù)能浖�，最好就選擇并學好一兩款軟件。（例如YJK或ETABS）因為軟件里并不是建個模型就完事了，里面有非常豐富的理論知識，希望本科的師弟師妹們認真研究和學習，并理解通這里面的奧秘。
