有关TUS2002

楼上是清华设计院的吗,我正在试用你院的远见

若能保持计算的准确性，在我看来已CAD为平台仍是TUS的一大优势

答疑：

谢谢楼主提到的几个问题，楼主的帖子中所讲的几个问题并非都是针对TUS的，
对于TUS以外的问题，我了解得不多，下面针对楼主帖子中与TUS相关的问题简要
简要回答一下。

在有限元的发展过程中，针对不对问题提出了很多种不同类型的单元及算法，即
有完全数值计算的方法，也有半解析的在限元线法。可以说，每一种类型的单元
和方法都有其优点，也都有其局限性，关键在于要针对不同的问题选择相应的单
元及算法。这样才能达到既精确又实用的效果。目前流行多种墙元，大家之所以
能够并存，是因为每种单元都有其特点，用户需要以不同的单元对同一种结构进
行计算并综合分析。这里必须说的是，没有哪一种单元是绝对优秀于其它单元
的，了解有限元分析的朋友都明白这一点。

TUS的墙元用于计算剪力墙证明是合适的，但用于机翼的设计是不合适的，因为
它是专门针对结构中的剪力墙而发展出来的单元类型。TUS墙元不是膜单元，具
体请大家看一下TUS/ADBW说明书（下载试用版安装后就可以看到了）就明白
了。TUS墙元的许多算例是可以和弹性力学精确解进行对比的。我们的算例中没
有关于集中弯矩作用下的情况分析，这一点我们会专门进行研究并补上。对于剪
力墙，甚至普通的梁，我们要做的工作都还很多。混凝土是复杂的材料，并非匀
质体，其中还配有钢筋。即使考虑了节点弯矩、节点域变形问题，也不能说就是
准确模拟了剪力墙的特性，在节点弯矩和节点域变形问题以外，还有更多其它的
问题等待我们去研究，即使对于节点弯矩及节点域变形这个问题，也可以用多种
方法求解，楼主提到的strat软件中的单元也只是一种解法而已。过分强调节点弯
矩和节点域变形两个问题是不合适的，您说国内外除strat外其它所有软件都在回
避这两个问题，其实人家未必是在回避，包括我们的TUS。在结构设计领域，需
要研究的问题很多，strat在研究节点弯矩和节点域变形，而我们和更多的同行在
研究其它方面的问题，大家都是不同方面取得进步。



关于软件的大小，我的看法是，软件大未必是好的，但软件太小功能一定有局限
性。WindowsXP肯定无法用一张软盘装下。大家用的是同样的开发工具，同处一
个技术时代，完成相应规模的功能，软件大小不可能有数量级上的差别。另外，
目前硬件发展很快，用户不再关心一个软件究竟是20M还是30M，所以与其花许多
精力去优化软件的大小，不如去花精力开发更多的实用功能。


关于AutoCAD平台的问题，AutoCAD不仅仅是一个图形外壳，它是一个图形开发
平台。您可以从核心层面上去定制它，使它完全具备梁、柱、墙所应用的任何几
何、材料、力学特性甚至更多的其它特性。学过AutoCAD开发特别是ObjectARX
的朋友很清楚这一点。


至于说到AutoCAD的升级问题，没有哪一次我们是疲于跟随，想升级到新版
AutoCAD上是很容易的事情，比维护和升级自己的图形平台简单多了。以
AutoCAD为平台，除了方便用户学习之外，更大程度上方便了我们，便我们可以
将全部精力集中于结构软件的开发而不是图形平台的开发上。


结构CAD领域正面临一次新的飞跃，我们很高兴地看到有许多同行在不同的方面
付出着大量的努力，给我们提供了很多学习和交流的机会。同行对我们来说是竞
争对手，但更是促使我们前进的朋友，希望大家能相互学习，共同进步。欢迎楼
主多与我们联系。


感谢大家读完这篇回复。楼主提到的strat，感兴趣的朋友可以到www.strat.cn去
看一下。也可到建筑结构网站www.buildingstructure.com.cn去看更多的软件。

[转自TUS论坛]

探讨：

[讨论]请看看这篇文章,tus请根据文章内容作一些解释
墙元的问题是否危言耸听？
用墙单元(平面4节点膜单元)替代薄壁杆是一大进步，但墙元不能可*计算集中弯
矩的问题实际存在。
国内、国外有关墙元的文献很多，但都回避了这一问题。专家提出一种新的墙元
模型，有多种算例验证，但唯独没有节点集中弯矩的算例。
当前各类采用墙元的软件同时提供两种计算连梁的方法：墙上开洞用墙单元计
算，不开洞用梁单元计算。但这两种模型计算差别极大(见前面算例)。同一工程，
开洞、不开洞连梁的比例不同，计算效果不同。计算结果是不确定的、是可调节
的，这是不正常的现象。
广大设计人员在使用中也发现这一问题，但软件开发者往往用各种理由解释，缄
口不提集中弯矩的问题。
回头再看薄壁杆，我们认为薄壁杆计算还是可*的。虽然精度不高、适用面不广，
但可*在计算稳定，该大的大、该小的小，不出现异常情况。在多数情况下，Strat
墙元计算结果与薄壁杆吻合很好。


剪力墙节点域变形问题
剪力墙一般与连梁的厚度相同，连梁根部的应力在墙内扩散，形成一定范围的应
力集中区域，导致产生节点域变形。如下图所示，连梁根部的弯矩M，使结构产生
如图b 所示的变形。图b的变形可拆分成图c、d两部分，图c为整体变形，图d为局
部节点域变形。



a b c d

很明显，节点域变形客观存在，减弱剪力墙结构的侧向刚度，导致连梁内力减
小。当前很多计算模型未考虑这种节点域变形，如联肢墙理论解、薄壁杆。一般
墙单元用梁计算连梁时也不能计算节点域变形。Strat墙单元在单元构造层次上即
包含了节点域变形，是剪力墙计算的重大进步。
当前普遍采用的连梁刚度折减系数，其实包含两层意义：近似模拟节点域变形，
再人为调低连梁内力。Strat墙单元已经包含了节点域变形，刚度折减只包含调低
连梁内力的意义，取值应比其他软件大。
有兴趣的用户可参阅“第十七届全国高层结构会议论文集2002”中《剪力墙精确分
析》一文。


是否连梁、尤其是高梁用墙单元计算更合理？
首先谈墙单元。多数墙单元的平面内部分以平面4节点单元为基元，加上单元内非
协调自由度构成。其本质仍为二次单元。这类单元在模拟梁的弯剪受力时普遍偏
刚。
对于普通连梁，用梁单元计算完全可以达到精确解。关键在于与连梁相连的墙单
元能否正确计算集中弯矩。
普通连梁用墙单元计算反而存在问题。首先是计算结果偏刚。其次，墙单元作为
平面单元，单元长宽比为1.0时才能达到最好的精度，而实际上连梁虽高却很少达
到长高比为1.0的程度。剪力墙结构中常有窗间连梁长1.5m高0.45m，长宽比超过
3，如软件未作单元细分处理，计算误差是显然的。


对于高粱、深梁，梁单元不能精确计算，一般墙单元也不能精确计算。一般墙单
元作为二次单元，不能有效模拟深梁的应力分布，欲精确计算需沿梁高度至少分
成3层。深梁的精确计算需用到平面8节点或9节点高次单元。
Strat墙单元以高次平面元为基元，可以较好地模拟深梁。但在工程应用中，用梁
单元模拟已经足够满足工程精度要求。

能否以软件文件的大小判断软件的功能？
软件由于采用的编程语言不同、采用的程序编译系统不同，在同样功能下，程序
的大小差别很大。
Strat完全采用最新的Visual C++编程，程序集成化程度高，编译得到的文件小。
很多软件仍保留早期的Fortran程序，一个功能由多个模块实现，因此文件多、文
件大。
例如，Strat的计算模块只一个可执行文件，当前版本大小为1.785MB。同样为通
用有限元软件的SAP84，相应的梁柱、板、墙、平面元、块体元、静动力计算等
功能分成23个可执行文件，总体大小为4.523MB。


是否基于AutoCAD的软件功能更强？
毋庸置疑，AutoCAD是非常优秀的软件。但是有限元前处理系统有其自身的特
点：一方面，AutoCAD的字体、线型、标注等功能完全没用；另一方面，有限元
中的截面、材料、荷载等功能，AutoCAD并不具备。
在AutoCAD平台上开发软件，其功能并不是直接具备，还需要利用提供的工具、
接口等编程实现。例如，AutoCAD本身为三维图形系统，而当前很多以其为平台
的建筑结构软件仍需按楼层平面作图。
在AutoCAD环境下用VC++等高级语言编程，受AutoCAD的影响，高级语言丰富
功能的应用反而得到限制。而利用AutoCAD的资源实现一些功能往往非常繁琐。
再者，AutoCAD经常升版，新旧版本之间往往有根本性的改变。在AutoCAD平台
上开发软件，将疲于跟随升级而无暇更新软件的功能。
总之，以AutoCAD为平台开发软件，能利用的只是基本的图形外壳，绝大部分功
能还需要投入大

特点：
A、建模、计算、施工图一体化，完全在AutoCAD同一个平台下完成，学习迅速、
建模快捷、修改方便、计算模型可直接生成施工图

B、设计步骤非常灵活，没有固定的套路，并且为用户设计了项目导航、项目管理
器以及大量的鼠标右键菜单等功能，方便用户的学习及使用

C、计算结果稳定可*，程序经过本院多年大量的实际工程验证（包括最近的奥运
射击场馆的设计）。TUS的计算精度与SAP5有严格的考题比较。用户在购买了
TUS产品后，都会得到一本厚达300多页的包括了29个例题的“测试报告”，用户可
以参考该测试报告考查TUS程序的计算精度。