انجام پایان نامه مهندسی عمران

انجام پایان نامه ارشد عمران نرم افزارهای مورد نیاز

نرم افزارهای تهیه نقشه های 3 بعدی

مهندسان، طراحان و مدلسازان همیشه به دنبال بهترین نرم‌‌افزار‌ها در زمینه طراحی و مدلسازی هستند. در این مطلب به معرفی نرم‌افزار‌های برتر مدلسازی سه‌بعدی پرداخته‌ایم.

آشنایی با نرم افزارهای 3 بعدی عمران و معماری

نرم افزار مدل سازی ۳ بعدی سازه ها (TEKLA)

نرم‌افزار Tekla Structures که گاه با نام تجاری XSTEEL شناخته می‌شود، نرم افزاری بسیار معروف و کار آمد و حرفه ای برای طراحی و مدل سازی بسیار پیشرفته و مدرن سازه های فلزی و بتونی عظیم مانند استادیوم ها و برج ها برای استفاده مهندسان عمران،سازه و تهیه‌کنندگان نقشه‌های اجرایی و سازندگان سازه‌های فلزی است که با مدل کردن ۳بعدی از آن ها قادر به آنالیز و طراحی تمامی سازه ها می باشد.

این نرم‌افزار ضمن فراهم‌آوری محیطی آسان و کاربرد درست، این قابلیت را دارد که تمامی نقشه‌های سازه‌ای درحد نقشه‌های کارگاهی با تمامی جزئیات و اطلاعات را کامل به‌طور خودکار و بدون نیاز به هیچ‌گونه ترسیم دستی تولید کند.بخش فولادی این نرم افزار معروف به Xsteel می باشد که این بخش نیز اتصالات فولادی را به صورت کامل و دقیق طراحی و کنترل و سر انجام ترسیم می کند.

نرم‌افزار Tekla Structures در بخش فولادی ابزاری قدرتمند برای استفاده مهندسان سازه و تهیه‌کنندگان نقشه‌های اجرایی و سازندگان سازه‌های فلزی است که به دلایل زیر خود را در راس پیشرفته‌ترین نرم‌افزارهای گروه مهندسی سازه قرار داده است. در واقع نرم‌افزار TEKLA STRUCTURES یا به عبارتی X-STEEL نرم افزاری قوی برای مدلسازی سازه های صنعتی و ساختمانی می باشد و امروزه بخش قابل توجهی از انواع این سازه ها در اقصی نقاط جهان با این نرم افزار مدل شده است. تولید نقشه های ساخت و نصب از جمله خروجی های این نرم افزار است که به راحتی با نرم افزار اتوکد لینک می گردد. همچنین لیست مواد مصرفی پروژه، تناژ و لیست پیچ و مهرههای مصرفی کل پروژه را به راحتی می توان محاسبه کرد. این نرم افزار در زمینه طراحی اتصالات، به کاربر امکان بررسی برخورد (clash) را می دهد و مشکلات احتمالی در نصب را کاهش می دهد.

از نرم افزار Tekla Structures هم برای برای مدل سازی سازه های فلزی و هم بتنی می توان استفاده کرد البته قابلیت های برنامه برای مدلسازی سازه های فولادی و خصوصاً سازه های پیچ و مهره فوق العاده می باشد. در محیط نرم افزار امکان تحلیل مدل ایجاد شده با کمک برنامه STAAD وجود دارد.

بدیهی است که حتی بهترین طراحان سازه به علت کار در فضای دو بعدی در نرم‌افزارهای نظیر CAD همواره با مشکلات اجرایی در کار روبرو هستند؛ چه رسد به کار‌های صنعتی نظیر سازه‌های پالایشگاهی که با بخش‌های متفاوت همانند لوله کشی، تجهیزات، برق و ابزار دقیق به صورت موازی با بخش سازه همکاری می‌کنند. برای مثال ساپورت‌های بخش لوله کشی، امکان قرارگیری تجهیزات و امکان عبور سینی‌های کابل و … در بررسی با مدل سه ‌بعدی، به دقت و بدون مشکلات اجرایی مربوط به این مسائل حل می‌شود.

قابلیت های کلیدی این نرم افزار (Tekla Structures)

– امکان ساخت مدل سازه فلزی و بتنی با تمام جزییات اجرای واقعی قابل ساخت
– انالیز و طراحی تمامی سازه ها به صورت مدل های ۳ بعدی
– نمایش مدل ساخته شده در رایانه با جزییاتی نظیر واشرها، بولت‌ها، پخ‌ها، ورق‌ها
– حرکت در مدل و دیدن آن از زوایای متفاوت، می توانید مانند یک مهندس ناظر درون آن حرکت کنید.
– امکان آنالیز و طراحی انواع سازه‌ها در نسخه‌های جدید
– امکان تولید نقشه‌های کارگاهی جهت ساخت و نصب به صورت خودکار
– ارایه انواع گزارش‌های برآورد مصالح و لیستوفر برای کارهای اجرایی، فهرست قطعات برای پیچ و مهره با طول و …
– امکان تقسیم پروژه‌های بزرگ به چندین قسمت جهت تفکیک به چندین فاز
– امکان کار گروهی روی یک پروژه در یک زمان جهت تسریع در انجام پروژه
– امکان ارتباط انتقال و ورود اطلاعات با سایر نرم‌افزارهای نظیر: Pdms، SAP2000، ETABS، Staadpro، Microstation و …
– انتقال اطلاعات به صورت قابل قرائت توسط دستگاه‌های مختلف CNC
– ارایه نقشه برش جهت به حداقل رساندن دورریز ورق در کارگاه
– فراهم‌آوری محیطی آسان و کاربرد درست
– بدون نیاز به هیچ‌گونه ترسیم دستی
– طراحی اتصالات فولادی را به صورت کامل و دقیق

نرم‌افزارمدل سازی ۳ بعدی (ETABS)

نرم‌افزار ETABS یک نرم‌افزار مخصوص جهت تحلیل و طراحی سازه‌های ساختمانی می‌باشد. قابلیت این نرم‌افزار جهت تحلیل و طراحی این نوع سازه‌ها جهت‌گیری شده‌اند. تمام المان‌های یک ساختمان برای برنامه شناخته شده هستند. پردازنده‌های طراحی برنامه بسیار کامل می‌باشد و تمام المان‌های ساختمان را می‌توان در این نرم‌افزار طراحی کرد.

قابلیت های کلیدی این نرم افزار (ETABS)

• مهمترین قابلیت‌های تحلیلی برنامه عبارتند از:
• شناخت المان‌های ساختمان و طبقات
• محاسبه خودکار جرم و مرکز جرم
• انتقال بارهای ثقلی از کف‌ها به تیرها
• تولید و توزیع بارهای جانبی بین تراز طبقات
• مدل‌سازی المان‌های پوسته‌ای و رامپ‌ها
• قابلیت‌های طراحی برنامه نیز شامل موارد زیر می‌باشند:
• طراحی قاب‌های فولادی
• طراحی قاب‌های بتنی
• طراحی دیوارهای برشی
• طراحی تیرهای مرکب
• علاوه بر قابلیت‌های تحلیل و طراحی فوق برنامه ETABS ارتباط دو طرفه کاملی با نرم‌افزارهای دیگر دارا می‌باشد. برنامه ETABSبه‌طور خودکار فایل ورودی SAFE را ایجاد می‌کند. همچنین برنامه ETABS قابلیت ایجاد فایل ورودی SAP2000 را دارد. 

نرم‌افزار مدل سازی (SAFE)

SAFE برای طراحی کف بتنی post-tension و سیستم‌های بنیادی بکار برده می‌شود. در نسخه جدید SAFE عناصر چند بعدی طبق مدلسازی و ابزارهای ترسیم تصاویر معرفی شده‌اند. این مجموعه با بهره‌گیری از استانداردهای موجود در حوزه عملیاتی بودن طرح و خلاقیت آن امکانات تازه‌ای برای کاربران فراهم می‌کند.

این برنامه حوزه‌های مختلف فرایند طراحی مهندسی، از طرح کلی قالب بندی گرفته تا معرفی جزئیات کامل ترسیم در محیطی ساده و قابل درک به تصویر می‌کشد. اگر چه این نسخه از سری نرم‌افزارهای SAFE با نام دیگری معرفی نشده، اما ویژگی‌های جدید آن در سطحی گسترده افزایش و در موارد بسیاری ارتقاء یافته‌است. این نسخه آمیزه ایی از یک برنامه مهندسی پرقدرت، بسیار کارآمد با کاربری آسان را برای کاربران ارائه می‌دهد.

قابلیت‌ها و امکانات قابل فهم در حوزه سازه بتنی محکم ارائه می‌دهد و علاوه بر آن از ویژگی‌های تنش ستون بهره‌مند است.

قابلیت های کلیدی این نرم افزار (SAFE)

• امکان ارائه خروجی مدل قالب
• ارزیابی و بررسی جزئیات طرح طبق کد “AASHTO LRFD 2007 و با استفاده از عوامل Live-Load Distribution Factors برای رونمای پل بتنی پیش فشرده چند حفره‌ای پیاده‌سازی شده‌است. این ویژگی به طراحی کل قسمت‌ها که در نسخه قبلی ارائه شد افزوده شده‌است. ارزیابی طرح برای بررسی میزان فشار، قابلیت پیچش و توانایی برش با استفاده از MCFT (یا نظریه modified compression field theory) ارائه شده‌است.
• طرح قالب بتن با استفاده از کد “AASHTO LRFD 2007” پیاده‌سازی می‌شود.
• به منظور بهبود سرعت خاص برای تولید و ساخت لولاهای قالبی AASHTO/Caltrans جهت آنالیز ساده و بی دردسر امکانات بسیاری لحاظ شده‌است.  

نرم‌افزار مدل سازی 3 بعدی (SAP)

این نرم‌افزار تمامی نیازهای لازم برای طراح را یکجا فراهم آورده‌است و در ساخت سازه‌ها از این نرم‌افزار به‌طور عملی استفاده می‌شود. یادگیری این نرم‌افزار بسیار سریع است و به زمان طولانی برای یادگیری نیازی نیست. قالب‌های آماده‌ای که در نرم‌افزار پیش‌بینی شده‌است باعث می‌شود قادر به شبیه‌سازی طرح‌های بسیار پیچیده باشید. در این برنامه برای طراحان پل نیز امکانات ویژه‌ای در نظر گرفته شده‌است. نگارش جدید این نرم‌افزار در اواخر فروردین به بازار عرضه شد و گران‌ترین آن نسخه Advanced یا پیشرفته‌است. برنامه SAP آخرین و قوی‌ترین نسل از سری برنامه تحلیل سازه‌ها می‌باشد.

این برنامه قادر به تحلیل استاتیکی و دینامیکی، تحلیل بار زنده برای پل‌ها، تحلیل خطی و غیر خطی، تحلیل و طراحی المان‌های سازه‌ای مختلف می‌باشد؛ لذا تسلط کافی بر این برنامه آسان و کاربردی اما دقیق می‌تواند برای مهندسان عمران برای مدلسازی آنالیز و طراحی المان‌ها و سازه‌ها مختلف بسیار مهم باشد دید پویا تر و ملموس تری از اثر بارگذاری‌های مختلف بر سازه و عناصر آن برای آن‌ها فراهم می‌آورد.

قابلیت های کلیدی این نرم افزار (SAP)

• تحلیل استاتیکی و دینامیکی
• تحلیل خطی و غیر خطی شامل تحلیل لرزه‌ای
• تحلیل بار متحرک کامیون و برای پلها
• تحلیل P-Delta
• المانهای سازه‌ای SHELL و FRAME شامل تیر ستون، خرپا و رفتار غشایی و پوسته‌ای
• المانهای غیر خطی فنر و اتصال (LINK and SPRING)
• سیستم‌های مختصات چند گانه
• انواع مختلف CONSTRAINT
• انواع مختلف بارگذاری‌ها
• ظرفیت بالا

نرم‌افزار مدل سازی (Plaxis)

پلکسیس نرم‌افزاری است که برای تحلیل تغییر شکل‌ها و پایداری در پروژه‌های مهندسی ژئوتکنیک کاربرد دارد. معمولاً در مسائل مهم ژئوتکنیک، یک مدل رفتاری پیشرفته برای مدل‌سازی رفتار غیرخطی و وابسته به زمان خاک‌ها بسته به هدف مورد نظر لازم است. با این نرم‌افزار می‌توان خاک برداری و خاک ریزی مرحله‌ای با شرایط بارگذاری و شرایط مرزی مختلف را با استفاده از المان‌های مثلثی ۶ گرهی و ۱۵ گرهی مدل‌سازی نمود. اولین ویرایش این نرم‌افزار به منظور آنالیز سدهای خاکی احداث شده بر روی خاک‌های نرم در قسمت‌های کم ارتفاع و پست کشور هلند و به سفارش مدیریت منابع آب آن کشور در دانشگاه صنعتی Delft در سال ۱۹۸۷ تهیه و سپس در سال ۱۹۹۳ قابلیت‌های آن گسترش داده شده که توسط مؤسسه CUR (Center for Civil Engineering Research and Codes) نیز مورد تأیید و پشتیبانی قرار گرفته‌است. در این نرم‌افزار مدل‌های رفتاری موهر- کلمب، مدل سخت شوندگی هذلولی، مدل نرم شوندگی (مدل Cam-Clay) و مدل نرم شوندگی خزشی قابل به‌کارگیری است، همچنین با این نرم‌افزار می‌توان فرایند ساخت و حفاری را توسط فعال کردن و غیرفعال کردن المان‌ها در مرحله محاسبات مدل کرد. نمونه‌ای از کاربرد این قابلیت، انجام آنالیز لایه به لایه در پایداری شیب‌ها، سدها و تونل‌ها می‌باشد.

قابلیت های کلیدی این نرم افزار (Plaxis)

• تحلیل تغییر شکل‌ها و پایداری در پروژه‌های مهندسی ژئوتکنیک
• مدلسازی خاک برداری و خاک ریزی مرحله‌ای با شرایط بارگذاری و شرایط مرزی مختلف با استفاده از المان‌های مثلثی ۶ گرهی و ۱۵ گرهی
• قابلیت به‌کارگیری مدل‌های رفتاری موهر- کلمب، مدل سخت شوندگی هذلولی، مدل نرم شوندگی (مدل Cam-Clay) و مدل نرم شوندگی خزشی در این نرم‌افزار
• امکان مدل کردن فرایند ساخت و حفاری توسط فعال کردن و غیرفعال کردن المان‌ها در مرحله محاسبات
• قابلیت، انجام آنالیز لایه به لایه در پایداری شیب‌ها، سدها و تونل‌ها 

نرم‌افزارمدل سازی ۳ بعدی (FLAC)

نام FLAC مخفف عبارت «Fast Lagrangian Analysis Of Continua» می‌باشد. دکتر پیتر کاندال در سال ۱۹۸۶ نرم‌افزار FLAC را برای تحلیل برخی مسائل بر روی یک میکروکامپیوتر IMB طراحی کرد.ین نرم‌افزار برای محاسبات سریع مدل‌هایی که المانهای بسیار دارند طراحی شده‌است. با افزایش سرعت محاسبات کامپیوتر مسائل بزرگتر و مشکل‌تری با FLAC قابل حل خواهد بود. این برنامه در سالهای اخیر گسترش زیادی یافته‌است که توسط شرکت مشاوره‌ای Itasca انجام گرفته‌است.

FLAC توسط زبان FISH حمایت می‌شود. به وسیله این زبان کاربر می‌تواند برنامه‌ها و توابع مورد نظر خود را برای افزایش کارایی FLAC به آن بیفزاید. از این برنامه همچنین برای تحلیل و طراحی در مهندسی معدن و ساختارهای زیرزمینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این برنامه روش حل معادلات جابجایی، امکان تحلیل شکست و ریزش را که پدیده مهمی در معدنکاری می‌باشد فراهم می‌سازد.

اگرچه FLAC در اصل برای کاربردهای مهندسی عمران و معدن طراحی شده‌است، اما قابلیت زیادی برای حل مسائل مکانیک نیز دارد. ساختارهای متعددی در این برنامه وجود دارند که مدل‌سازی موادی را که رفتارشان بسیار غیر خطی می‌باشد را ممکن می‌سازد.

در بسته نرم‌افزاری FLAC نرم‌افزار پرکاربردی به نام FLAC/Slope وجود دارد که به تحلیل پایداری در شیب‌ها می‌پردازد. این نرم‌افزار توانایی مدل‌سازی شیب‌ها را داشته و منطقه را از لحاظ توزیع تنش، خصوصیات مکانیک سنگی و… مدل‌سازی می‌نماید. البته SLOPE نیز نرم‌افزاری بسیار کوچک بوده و توانایی مدلسازی مسائل پیچیده را ندارد. با خود نرم‌افزار FLAC می‌توان تمام کارهای FLAC SLOPE را با دقتی بیشتر انجام داد. دسترسی آسان به نرم‌افزار FLAC باعث کاربرد زیاد آن در تحلیل شیب پایدار معادن Open Pit گردیده‌است.

قابلیت های کلیدی این نرم افزار (FLAC)

• مدل‌سازی صفحاتی که ممکن است در آن‌ها لغزش یا جدایش اتفاق بیفتد.
• طرح‌های تنش و کرنش صفحه‌ای و مدل‌های هندسی.
• مدل المانهای ساختاری برای مدلسازی نگهداری.
• امکان رسم پلات و مشاهده چشمی تغییرات.
• امکان آنالیزهای دینامیکی.
• امکان مدلسازی خزش و رفتار ویسکوالاستیک.
• امکان مدل کردن تأثیر تغییرات حرارتی.
• امکان مدل کردن جریان آب زیر زمینی و توزیع فشار آن.
• امکان افزودن امکانات جدید مورد نظر کاربر با زبان C++ توسط کاربر 

چند مورد از کاربردهای نرم‌افزار FLAC در پروژه‌های کاربردی

• تحلیل پایداری شیب در معادن روباز
• بررسی نشست حاصل از حفر تونل‌های کم عمق در مناطق شهری
• تأثیر روش باز کردن تونل بر پایداری آن
• طراحی کارگاه‌های جبه کار طولانی در معادن زیرزمینی  
• انجام پایان نامه ارشد و دکتری عمران توسط گروه مهندسی عمران شریف برای خدمت رسانی به شما دانشجویان و رهپویان علم آماده است.
• مریم سعیدیان۰۹۰۵۹۰۴۷۱۸۵