BIM软件分类及其应用领域

美国Building SMART联盟主席Dana K.Smith先生在其出版的BIM专著Building Information Modeling——A Strategic Implementation Guide for Architects，Engineers Constructors and Real Estate Asset Managers中下了这样一个论断：“依靠一个软件解决所有问题的时代已经一去不复返了”。

BIM有一个特点——BIM不是一个软件的事，其实BIM不止不是一个软件的事，准确一点应该说BIM不是一类软件的事，而且每一类软件的选择也不只是一个产品，这样一来要充分发挥BIM价值为项目创造效益涉及常用的BIM软件数量就有十几个到几十个之多了。

谈BIM、用BIM都离不开BIM软件，本章节试图通过对目前在全球具有一定市场影响或占有率，并且对国内市场具有一定认识和应用的BIM软件（包括能发挥BIM价值的软件）进行梳理和分类，希望能够给想对BIM软件有个总体了解的同行提供一个参考。

BIM建模类软件可细分为BIM方案设计软件、与BIM接口的几何造型软件、可持续分析软件等12类软件。接下来我们分别对属于这些类型的软件按功能简单分成建模类软件、模拟类软件以及可视化类软件。

（一）BIM建模类软件

这类软件英文通常叫“BIM Authoring Soft-ware”，是BIM之所以成为BIM的基础。换句话说，正是因为有了这些软件才有了BIM，也是从事BIM的同行要碰到的第一类BIM软件，因此我们称它们为“BIM核心建模软件”，简称“BIM建模软件”。

常用的BIM建模软件主要有以下四个门派。

（1）Autodesk公司的Revit建筑、结构和机电系列，在民用建筑市场借助了Auto CAD的天然优势，有相当不错的市场表现。

（2）Bentley建筑、结构和设备系列，Bentley产品在工厂设计（石油、化工、电力、医药等）和基础设施（道路、桥梁、市政、水利等）领域有无可争辩的优势。

（3）2007年Nemetschek收购Graphisoft以后，ArchiCAD/AllPLAN/Vectorworks三个产品就被归到同一个门派里面了，其中国内同行最熟悉的是Archi CAD，属于一个面向全球市场的产品，应该可以说是最早的一个具有市场影响力的BIM核心建模软件，但是在中国由于其专业配套的功能（仅限于建筑专业）与多专业一体的设计院体制不匹配，很难实现业务突破。Nemetschek的另外两个产品，AllPLAN主要市场在德语区，Vectorworks则是其在美国市场使用的产品名称。

（4）Dassault公司的CATIA是全球最高端的机械设计制造软件，在航空、航天、汽车等领域具有接近垄断的市场地位，应用到工程建设行业无论是对复杂形体还是超大规模建筑其建模能力、表现能力和信息管理能力都比传统的建筑类软件有明显优势，而与工程建设行业的项目特点和人员特点的对接问题则是其不足之处。Digital Project是Gery Technology公司在CATIA基础上开发的一个面向工程建设行业的应用软件（二次开发软件），其本质还是CATIA，就跟天正的本质是Auto CAD一样。

因此，对于一个项目或企业BIM核心建模软件技术路线的确定，可以考虑如下基本原则：民用建筑用Autodesk Revit；工厂设计和基础设施用Bentley；单专业建筑事务所选择ArchiCAD、Revit、Bentley都有可能成功；项目完全异形、预算比较充裕的可以选择Digital Project成CATIA。

当然，除了上面介绍的情况以外，业主和其他项目成员的要求也是在确定BIM技术路线时需要考虑的重要因素。

BIM核心建模软件的具体介绍如下。

首先我们来对Revit软件进行一个简单的了解。Revit系列软件在BIM模型构建过程中的主要优势体现在三个方面：具备智能设计优势，设计过程实现参数化管理，为项目各参与方提供了全新的沟通平台。

1.Autodesk Revit Architecture

Autodesk Revit Architecture建筑设计软件可以按照建筑师和设计师的思考方式进行设计，因此，可以开发更高质量、更加精确的建筑设计。专为建筑信息模型而设计的Autodesk Revit Architecture，能够帮助捕捉和分析早期设计构思，并能够从设计、文档到施工的整个流程中更精确地保持设计理念。利用包括丰富信息的模型来支持可持续性设计、施工规划与构造设计，能做出更加明智的决策。Autodesk Revit Architecture有以下13个特点。

（1）完整的项目，单一的环境

Autodesk Revit Architecture中的概念设计功能提供了易于使用的自由形状建模和参数化设计工具，并且还支持在开发阶段及早对设计进行分析。可以自由绘制草图，快速创建三维形状，交互式地处理各种形状。可以利用内置的工具构思并表现复杂的形状，准备用于预制和施工环节的模型。随着设计的推进Autodesk Revit Architecture能够围绕各种形状自动构建参数化框架，提高创意控制能力、精确性和灵活性。从概念模型直至施工文档，所有设计工作都在同一个直观的环境中完成。

（2）更迅速地制定权威决策

Autodesk Revit Architecture软件支持在设计前期对建筑形状进行分析，以便尽早做出更明智的决策。借助这一功能，可以明确建筑的面积和体积，进行日照和能耗分析，深入了解建造可行性，初步提取施工材料用量。

（3）功能形状

Autodesk Revit Architecture中的Building Maker功能可以帮助将概念形状转换成全功能建筑设计。可以选择并添加面，由此设计墙、屋顶、楼层和幕墙系统。可以提取重要的建筑信息，包括每个楼层的总面积。可以将来自AutoCAD软件和Autodesk Maya软件，以及其他一些应用的概念性体量转化为Autodesk Revit Architecturetecture中的体量对象，然后进行方案设计。

（4）一致、精确的设计信息

开发Autodesk Revit Architecture软件的目的是按照建筑师与设计师的建筑理念工作。能够从单一基础数据库提供所有明细表、图纸、二维视图与三维视图，并能够随着项目的推进自动保持设计变更的一致。

（5）双向关联

任何一处变更，所有相关位置随之变更。在Autodesk Revit Architecture中，所有模型信息存储在一个协同数据库中。对信息的修订与更改会自动反映到整个模型中，从而极大减少错误与疏漏。

（6）明细表

明细表是整个Autodesk Revit Architecture模型的另一个视图。对于明细表视图进行的任何变更都会自动反映到其他所有视图中。明细表的功能包括关联式分割及通过明细表视图、公式和过滤功能选择设计元素。

（7）详图设计

Autodesk Revit Architecture附带丰富的详图库和详图设计工具，能够进行广泛的预分类（presorting），并且可轻松兼容CSI格式。可以根据企业的标准创建、共享和定制详图库。

（8）参数化构件

参数化构件亦称族，是在Autodesk Revit Architecture中设计所有建筑构件的基础。这些构件提供了一个开放的图形系统，能够自由地构思设计、创建形状，并且还能就设计意图的细节进行调整和表达。可以使用参数化构件设计精细的装配（例如细木家具和设备），以及最基础的建筑构件，例如墙和柱，无须编程语言或代码。

（9）材料算量功能

利用材料算量功能计算详细的材料数量。材料算量功能非常适合用于计算可持续设计项目中的材料数量和估算成本，显著优化材料数量跟踪流程。

（10）冲突检测

使用冲突检测来扫描模型，查找构件间的冲突。

（11）基于任务的用户界面

Autodesk Revit Architecture用户界面提供了整齐有序的桌面和宽大的绘图窗口，可以帮助迅速找到所需工具和命令。按照设计工作流中的创建、注释或协作等环节，各种工具被分门别类地放到了一系列选项卡和面板中。

（12）设计可视化

创建并获得如照片般真实的建筑设计创意和周围环境效果图，在实际动工前体验设计创意。集成的mental ray（r）渲染软件易于使用，能够在更短时间内生成高质量渲染效果图。协作工作共享工具可支持应用视图过滤器和标签元素，以及控制关联文件夹中工作集的可见性，以便在包含许多关联文件夹的项目中改进协作工作。

（13）可持续发展设计

软件可以将材质和房间容积等建筑信息导出为绿色建筑扩展性标志语言（gbXML）。用户可以使用Autodesk Green Building Studio Web服务进行更深入的能源分析，或使用Autodesk Ecotect Analysis软件研究建筑性能。此外，Autodesk 3ds Max Design软件还能根据LEED8.1认证标准开展室内光照分析。

2.Autodesk Revit Structure

Autodesk Revit Structure软件改善了结构工程师和绘图人员的工作方式，可以从最大程度上减少重复性的建模和绘图工作，以及结构工程师、建筑师和绘图人员之间的手动协调所导致的错误。该软件有助于减少创建最终施工图所需的时间，同时提高文档的精确度，全面改善交付给客户的项目质量。

（1）顺畅的协调

Autodesk Revit Structure采用建筑信息模型（BIM）技术，因此每个视图、每张图纸和每个明细表都是同一基础数据库的直接表现。当建筑团队成员处理同一项目时，不可避免地要对建筑结构做出一些变更，这时，Autodesk Revit Structure中的参数化变更技术可以自动将变更反映到所有的其他项目视图中——模型视图、图纸、明细表、剖面图、平面图和详图，从而确保设计和文档保持协调、一致和完整。

（2）双向关联

建筑模型及其所有视图均是同一信息系统的组成部分。这意味着用户只需对结构任何部分做一次变更，就可以保证整个文档集的一致性。例如，如果图纸比例发生变化，软件就会自动调整标注和图形的大小。如果结构构件发生变化，该软件将自动协调和更新所有显示该构件的视图，包括名称标记以及其他构件属性标签。

（3）与建筑师进行协作

与使用Autodesk Revit Architecture软件的建筑师合作的工程师可以充分体验BIM的优势，并共享相同的基础建筑数据库。集成的Autodesk Revit平台工具可以帮助用户更快地创建结构模型。通过对结构和建筑对象之间进行干涉检查，工程师们可以在将工程图送往施工现场之前更快地检测协调问题。

（4）与水暖电工程师进行协作

与使用Auto CAD MEP软件的水暖电工程师进行合作的结构设计师可以显著改善设计的协调性。Autodesk Revit Structure用户可以将其结构模型导入Auto CAD MEP，这样，水暖电工程师就可以检查管道和结构构件之间的冲突。Autodesk Revit Structure还可以通过ACIS实体将Auto CAD MEP中的三维风管及管道导入结构模型，并以可视化方式检测冲突。此外，与使用Autodesk Revit MEP软件的水暖电工程师进行协作的结构工程师可以充分利用建筑信息模型的优势。

（5）增强结构建模和分析功能

在单一应用程序中创建物理模型和分析结构模型有助于节省时间。Autodesk Revit Structure软件的标准建模对象包括墙、梁系统、柱、板和地基等，不论工程师需要设计钢、现浇混凝土、预制混凝土、砖石还是木结构，都能轻松应对。其他结构对象可被创建为参数化构件。

（6）参数化构件

工程师可以使用Autodesk Revit Structure创建各种结构组件，例如托梁系统、梁、空腹托梁、桁架和智能墙族，无须编程语言即可使用参数化构件（亦称族）。族编辑器包含所有数据，能以二维和三维图形、基于不同细节水平表示一个组件。

（7）多用户协作

Autodesk Revit Structure支持相同网络中的多个成员共享同一模型，而且确保所有人都能有条不紊地开展各自的工作。一整套协作模式可以灵活满足项目团队的工作流程需求——从即时同步访问共享模型，到分成几个共享单元，再到分成单人操作的链接模型。

（8）备选设计方案

借助Autodesk Revit Structure，工程师可以专心于结构设计，可探索设计变更，开发和研究多个设计方案，为制定关键的设计决策提供支持，并能够轻松地向客户展示多套设计方案。每个方案均可在模型中进行可视化和工程量计算，帮助团队成员和客户做出明智决策。

（9）领先一步，分析与设计相集成

使用Autodesk Revit Structure创建的分析模型包含荷载、荷载组合、构件尺寸和约束条件等信息。分析模型可以是整个建筑模型、建筑物的一个附楼，甚至一个结构框架。用户可以使用带结构边界条件的选择过滤器，将子结构（例如框架、楼板或附楼）发送给它们的分析软件，而无须发送整个模型。分析模型使用工程准则创建而成，旨在生成一致的物理结构分析图像。工程师可以在连接结构分析程序之前替换原来的分析设置，并编辑分析模型。

Autodesk Revit Structure可为结构工程师提供更出色的工程洞察力。它们可以利用用户定义的规则，将分析模型调整到相接或相邻结构构件分析投影面的位置。工程师还可以在对模型进行结构分析之前，自动检查缺少支撑、全局不稳定性和框架异常等分析冲突。分析程序会返回设计信息，并动态更新物理模型和工程图，从而尽量减少烦琐的重复性任务，例如在不同应用程序中构建框架和壳体模型。

（10）创建全面的施工文档

使用一整套专用工具，可创建精确的结构图纸，并有助于减少由于手动协调设计变更导致的错误。材料特定的工具有助于施工文档符合行业和办公标准。对于钢结构，软件提供了梁处理和自动梁缩进等特性，以及丰富的详图构件库。对于混凝土结构，在显示选项中可控制混凝土构件的可见性。软件还为柱、梁、墙和基础等混凝土构件提供了钢筋选项。

（11）自动创建剖面图和立面图

与传统方法相比，在Autodesk Revit Structure中创建剖面图和立面图更为简单。视图只是整个建筑模型的不同表示，因此用户可以在一个结构中快速打开一个视图，并且可以随时切换到最合适的视图。在打印施工文档时，视图中没有放置在任何图纸上的剖面标签和立面符号将自动隐藏。

（12）自动参考图纸

这一功能有助于确保不会有剖面图、立面图或详图索引参考了错误的图纸或图表，并且图纸集中的所有数据和图形、详图、明细表和图表都是最新和协调一致的。

（13）详图

Autodesk Revit Structure支持用户为典型详图及特定详图创建详图索引。用户可以使用Autodesk Revit Structure中的传统二维绘图工具创建整套全新典型详图。设计师可以从Auto CAD软件中导出DWG详图，并将其链接至Autodesk Revit Structure，还可以使用项目浏览器对其加以管理。特定的详图直接来自模型视图。这些基于模型的详图是用二维参数化对象（金属面板、混凝土空心砖、基础上的地脚锚栓、紧固件、焊接符号、钢节点板、混凝土钢筋等）和注释（例如文本和标注）创建而成的。对于复杂的几何图形，Autodesk Revit Structure提供了基于三维模型的详图，例如建筑物伸缩缝、钢结构连接、混凝土构件中的钢筋和更多其他的三维表现。

（14）明细表

按需创建明细表可以显著节约时间，而且用户在明细表中进行变更后，模型和视图将自动更新。明细表特性包括排序、过滤、编组以及用户定义公式。工程师和项目经理可以通过定制明细表检查总体结构设计。例如，在将模型与分析软件集成之前，统计并检查结构荷载。如需变更荷载值.可以在明细表中进行修改，并自动反映到整个模型中。

3.Autodesk Revit MEP

Autodesk Revit MEP建筑信息模型（BIM）软件专门面向水暖电（MEP）设计师与工程师。集成的设计、分析与文档编制工具，支持在从概念到施工的整个过程中，更加精确、高效地设计建筑系统。关键功能支持：水暖电系统建模，系统设计分析来帮助提高效率，更加精确的施工文档，更轻松地导出设计模型用于跨领域协作。

Autodesk Revit MEP软件专为建筑信息模型而构建（BIM）。BIM是以协调、可靠的信息为基础的集成流程，涵盖项目的设计、施工和运营阶段。通过采用BIM，机电管道公司可以在整个流程中使用一致的信息来设计和绘制创新项目，并且还可以通过精确外观可视化来支持更顺畅的沟通，模拟真实的机电管道系统性能以便让项目各方了解成本、工期与环境影响。

借助对真实世界进行准确建模的软件，实现智能、直观的设计流程。Revit MEP采用整体设计理念，从整座建筑物的角度来处理信息，将给排水、暖通和电气系统与建筑模型关联起来。借助它，工程师可以优化建筑设备及管道系统的设计，进行更好的建筑性能分析，充分发挥BIM的竞争优势。同时，利用Autodesk Revit与建筑师和其他工程师协同，还可即时获得来自建筑信息模型的设计反馈，实现数据驱动设计所带来的巨大优势，轻松跟踪项目的范围、明细表和预算。Autodesk Revit MEP软件帮助机械、电气和给排水工程公司应对全球市场日益苛刻的挑战。Autodesk Revit MEP通过单一、完全一致的参数化模型加强了各团队之间的协作，让用户能够避开基于图纸的技术中固有的问题，提供集成的解决方案。

（1）面向机电管道工程师的建筑信息模型（BIM）

Autodesk Revit MEP软件是面向机电管道（MEP）工程师的建筑信息模型（BIM）解决方案，具有专门用于建筑系统设计和分析的工具。借助Revit MEP，工程师在设计的早期阶段就能做出明智的决策，因为他们可以在建筑施工前精确可视化建筑系统。软件内置的分析功能可帮助用户创建持续性强的设计内容并通过多种合作伙伴应用共享这些内容，从而优化建筑效能和效率。使用建筑信息模型有利于保持设计数据协调统一，最大限度地减少错误，并能增强工程师团队与建筑师团队之间的协作性。

（2）建筑系统建模和布局

Revit MEP软件中的建模和布局工具支持工程师更加轻松地创建精确的机电管道系统。自动布线解决方案可让用户建立管网、管道和给排水系统的模型，或手动布置照明与电力系统。Revit MEP软件的参数变更技术意味着用户对机电管道模型的任何变更都会自动应用到整个模型中。保持单一、一致的建筑模型有助于协调绘图，进而减少错误。

（3）分析建筑性能，实现可持续设计

Revit MEP可生成包含丰富信息的建筑信息模型，呈现实时、逼真的设计场景，帮助用户在设计过程中及早做出更为明智的决定。借助内置的集成分析工具，项目团队成员可更好地满足可持续发展的目标和措施，进行能耗分析、评估系统负载，并生成采暖和冷却负载报告。Revit MEP还支持导出为绿色建筑扩展标记语言（gbXML）文件，以便应用于Autodesk Ecotect Analysis软件和Autodesk Green Building Studio基于网络的服务，或第三方可持续设计和分析应用。

（4）提高工程设计水平，完善建筑物使用功能

当今，复杂的建筑物要求进行一流的系统设计，以便从效率和用途两方面优化建筑物的使用功能。随着项目变得越来越复杂，确保机械、电气和给排水工程师与其扩展团队之间在设计和设计变更过程中清晰、顺畅地沟通至关重要。Revit MEP软件专用于系统分析和优化的工具让团队成员实时获得有关机电管道设计内容的反馈，这样，设计早期阶段也能实现性能优异的设计方案。

（5）风道及管道系统建模

直观的布局设计工具可轻松修改模型。Revit MEP自动更新模型视图和明细表，确保文档和项目保持一致。工程师可创建具有机械功能的HVAC系统，并为通风管网和管道布设提供三维建模，还可通过拖动屏幕上任何视图中的设计元素来修改模型。还可在剖面图和正视图中完成建模过程。在任何位置做出修改时，所有的模型视图及图纸都能自动协调变更，因此能够提供更为准确一致的设计及文档。

（6）风道及管道尺寸确定/压力计算

借助Autodesk Revit MEP软件中内置的计算器，工程设计人员可根据工业标准和规范［包括美国采暖、制冷和空调工程师协会（ASHRAE）提供的管件损失数据库］进行尺寸确定和压力损失计算。系统定尺寸工具可即时更新风道及管道构件的尺寸和设计参数，无须交换文件或第三方应用软件。使用风道和管道定尺寸工具在设计图中为管网和管道系统选定一种动态的定尺寸方法，包括适用于确定风道尺寸的摩擦法、速度法、静压复得法和等摩擦法，以及适用于确定管道尺寸的速度法或摩擦法。

（7）HVAC和电力系统设计

借助房间着色平面图可直观地沟通设计意图。通过色彩方案，团队成员无须再花时间解读复杂的电子表格，也无需用彩笔在打印设计图上标画。对着色平面图进行的所有修改将自动更新到整个模型中。创建任意数量的示意图，并在项目周期内保持良好的一致性。管网和管道的三维模型可让用户创建HVAC系统，用户还并可通过色彩方案清晰显示出该系统中的设计气流、实际气流、机械区等重要内容，为电力负载、分地区照明等创建电子色彩方案。

（8）线管和电缆槽建模

Revit MEP包含功能强大的布局工具，可让电力线槽、数据线槽和穿线管的建模工作更加轻松。借助真实环境下的穿线管和电缆槽组合布局，协调性更为出色，并能创建精确的建筑施工图。新的明细表类型可报告电缆槽和穿线管的布设总长度，以确定所需材料的用量。

（9）自动生成施工文档视图

自动生成可精确反映设计信息的平面图、横断面图、立面图、详图和明细表视图。通用数据库提供的同步模型视图令变更管理更趋一致、协调。所有电子、给排水及机械设计团队都受益于建筑信息模型所提供的更为准确、协调一致的建筑文档。

（10）Auto CAD提供无与伦比的设计支持

全球有数百万经过专业培训的Auto CAD用户，因此用户可以更迅速地共享并完成机电管道项目。Revit MEP为Auto CAD软件中的DWG文件格式提供无缝支持，让用户放心保存并共享文件。来自Autodesk的DWG技术提供了真实、精确、可靠的数据存储和共享方式。

4.Bentley

Bentley的核心产品是Micro Station与Project Wise。Micro Station是Bentley的旗舰产品，主要用于全球基础设施的设计、建造与实施。Project Wise是一组集成的协作服务器产品，它可以帮助AEC项目团队利用相关信息和工具，开展一体化的工作。Project Wise能够提供可管理的环境，在该环境中，人们能够安全地共享、同步与保护信息。同时，Micro Station和Project Wise是面向包含Bentley全面的软件应用产品组合的强大平台。企业使用这些产品，在全球重要的基础设施工程中执行关键任务。

（1）建筑业：面向建筑与设施的解决方案

Bentley的建筑解决方案为全球的商业与公共建筑物的设计、建造与营运提供强大动力。Bentley是全球领先的多行业集成的全信息模型（BIM）解决方案厂商，产品主要面向全球领先的建筑设计与建造企业。

Bentley建筑产品使得项目参与者和业主运营商能够跨越不同行业与机构，一体化地开展工作。对所有专业人员来说，跨行业的专业应用软件可以同时工作并实现信息同步。在项目的每个阶段做出明智决策能够极大地节省时间与成本，提高工作质量，同时显著提升项目收益、增强竞争力。

（2）工厂：面向工业与加工工厂的解决方案(https://www.xing528.com)

Bentley为设计、建造、营运加工工厂提供工厂软件，包括发电厂、水处理工厂、矿厂以及石油、天然气与化学产品加工工厂。在该领域，所面临的挑战是如何使工程、采购与建造承包商（EPC）与业主运营商及其他单位实现一体化协同工作。

Bentley的Digital Plant解决方案能够满足工厂的一系列生命周期需求，从概念设计到详细的工程、分析、建造、营运、维护等方面一应俱全。Digital Plant产品包括多种包含在Plant Space之中的工厂设计应用软件，以及基于Micro Station和Auto CAD的Auto Plant产品。

（3）地理信息：面向通信、政府与公共设施的解决方案

Bentley的地理信息产品主要面向全球公共设施、政府机构、通信供应商、地图测绘机构与咨询工程公司。他们利用这些产品对基础设施开展地理方面的规划、绘制、设计与营运。在服务器级别，Bentley地理信息产品结合了规划与设计数据库。这种统一的方法能够有效简化和统一原来存在于分散的地理信息系统（GIS）与工程环境中的零散的工作流程，企业能够从有效的地理信息管理获益匪浅。

（4）公共设施：面向公路、铁路与场地工程基础设施的解决方案

Bentley公共设施工程产品在全球范围内被广泛地用于道路、桥梁、场地工程开发、中转与铁路、城市设计与规划、机场与港口及给排水工程。GDL语言能独立地对模型内各构件的二维信息进行描述，将二维信息转换成三维数据模型，并能在生成的二维图纸上使用平面符号标志出相应的构件位置。Bentley有多种建模方式，能够满足设计人员对各种建模方式的要求。Bentley软件是一款基于Micro Station图形平台进行三维模型构建的软件。基于Micro Station图形平台Bentley软件可以进行实体、网格面、B-Spline曲线曲面、特征参数化、拓扑等多种建模方式。另外，软件还带有两款非常实用的建模插件：Parametric Cell Studio与Generative Components。在建模插件的辅助下，软件可以使设计人员完成任意自由曲面和不规则几何造型的设计。在软件建模过程中，凭借软件参数化的设计理念，可以控制几何图形进行任意形态的变化。软件可以通过控制组成空间实体模型的几何元素的空间参数，对三维实体模型进行适当的拓展变形。设计人员通过Bentley软件对模型进行拓展，从产生的多种多样的形体变化中可以找到设计的灵感和思路。

Bentley系统软件的建模工作需与多种第三方软件进行配合，因此建模过程中设计人员会接触到多种操作界面，使其可操作性受到影响。Bentley软件有多种建模方式，但是不同的建模方式构建出的功能模型有着各不相同的特征行为。设计人员要完全掌握这些建模方式需要花费相当的人力与时间。软件的互用性较差，很多功能性操作只能在不同的功能系统中单独应用，对协同设计工作的完成会有一定的影响。

5.Graphisoft/Nemetschek AG-ArchiCAD软件

20世纪80年代初，Graphisoft公司开发了ArchiCAD软件，2007年Graphisoft公司被Nemetschek公司收购以后，新发布了11.0版本的ArchiCAD软件，该软件可以在目前广泛应用的Windows操作平台上操作，也可以在Mac操作平台上应用，适用性较强。ArchiCAD软件是基于GDL（Geometric Description Language）语言的三维仿真软件。ArchiCAD软件含有多种三维设计工具，可以为各专业设计人员提供技术支持。同时软件还有丰富的参数化图库部件，可以完成多种构件的绘制。GDL是1982年开发出的一种参数化程序设计语言。作为驱动ArchiCAD软件进行智能化参数设计的基础，GDL的出现使得ArchiCAD进行信息化构件设计成为可能。与BASIC相似，GDL是参数化程序设计语言，它是运用程序绘制门窗、小型的组件，必须单独进行处理，从而使设计工作变得更加烦琐。

ArchiCAD还包含了供用户广泛使用的对象库（object libraries）。ArchiCAD作为最早开发的基于BIM技术的软件，在众多软件中具有较多优势，同时随着相关专业技术的发展，其发展潜力逐渐得到开发。ArchiCAD软件的主要特点如下。

（1）运行速度快

ArchiCAD在性能和速度方面拥有较大优势，这就决定了用户可以在设计大体量模型的同时将模型做得非常详细，真正起到补助设计和施工的作用。对硬件配置的要求远远低于其他BIM软件，普通用户不需要花费大量资金进行硬件升级，即可快速开展BIM工作。

（2）施工图方面优势明显

使用ArchiCAD建立的三维立体模型本身就是一个中央数据库，模型内所有构件的设计信息都储存在这个数据库中，施工所需的任意平面图、剖面图和详图等图纸都可以在这个数据库的基础上进行生成。软件中模型的所有视图之间存在逻辑关联，只要在任意视图里对图纸进行修改，修改信息会自动同步到所有的视图中，避免了平面设计软件容易出现的平面图与剖面、立面图纸内容不对应的情况。

（3）可实现专业间协同设计

ArchiCAD具有非常良好的兼容性，能够实现数据在各设计方之间的准确交换和共享。软件可以对已有的二维设计图纸中的设计内容进行转换，通过软件内置的DWG转换器，将二维图纸中的设计内容完美地转换成三维实体。软件不仅可以进行建筑模型的创建，还能为给排水、暖通、电力等设备专业提供管道系统的绘制工具。利用ArchiCAD软件中的MEP插件，各配套设备专业的设计人员可以在建筑模型基础上对本专业的管道系统进行建模设计。软件还可以在可视化的条件下对管道系统进行碰撞检验，查找管线综合布设问题，优化管线系统的布设。然而，ArchiCAD软件也有不小的局限性.造成这种局限性的最主要原因是软件采用的全局更新参数规则（parametric rules）。ArchiCAD软件采用的是内存记忆系统，当软件对大型项目进行处理时，系统就会遇到缩放问题.使软件的运行速率受到极大影响。要解决这个问题，必须将项目整个设计管理工作分割成众多设计等多个方面。软件依靠其强大的建模功能能够完成建筑模型的绘制、机电和设备的布设以及多种不规则设计。

6.CATIA

CATIA是英文Computer Aided Tri-dimensional Interface Application的缩写，是法国Dassault Systemes公司的CAD/CAM/CAE/PDM一体化软件。在20世纪70年代Dassault Aviation成了第一个用户，CATIA也应运而生。从1982年到1988年，CATIA相继发布了1、2、3版本，并于1993年发布了功能强大的4版本，现在的CATIA软件分为V4版本和V5版本两个系列。V4版本应用于UNIX平台，V5版本应用于UNIX和Windows两种平台。新的V5版本界面更加友好，功能也日趋强大，并且开创了C.AD/CAE/C.AM软件的一种全新风格。最新的V5R14版本已经投放市场。CATIA源于航空航天业，但其强大的功能已得到各行业的认可，在欧洲汽车行业，已成为事实上的标准。其著名用户包括波音、克莱斯勒、宝马、奔驰等一大批知名企业，用户群体在世界制造业中具有举足轻重的地位。波音飞机公司使用CATIA完成了整个波音777的电子装配，创造了业界的一个奇迹，从而也确定了CATIA在CAD/CAE/CAM行业内的领先地位。CATIA重新构造的新一代体系结构，不仅具有与NT和UNIX硬件平台的独立性，能给现存客户平稳升级，而且还具有以下特点。

（1）CATIA采用特征造型和参数化造型技术，允许自动指定或由用户指定参数化设计、几何或功能化约束的变量式设计。根据其提供的3D框架，用户可以精确地建立、修改与分析3D几何模型。

（2）具有超强的曲面造型功能，其曲面造型功能包含了高级曲面设计和自由外形设计，用于处理复杂的曲线和曲面定义，并有许多自动化功能，包括分析工具，加速了曲面设计过程。

（3）提供的装配设计模块可以建立并管理基于三维的零件和约束的机械装配件，自动地对零件间的连接进行定义，便于对运动机构进行早期分析，大大加速了装配件的设计，后续应用则可利用此模型进行进一步的设计、分析和制造，能与产品生命周期管理（Product Lifecycle Management，PLM）相关软件进行集成。

（二）BIM模拟类软件

模拟类软件即为可视化软件，有了BIM模型以后，对可视化软件的使用至少有如下好处：可视化建模的工作量减少了；模型的精度和与设计（实物）的吻合度提高了；可以在项目的不同阶段以及各种变化情况下快速产生可视化效果。常用的可视化软件包括3ds Max、Artlantis、AccuRender和Lightscape等。

预测居民、访客或邻居对建筑的反应以及与建筑的相互影响是设计流程中的主要工作。“这栋建筑的阴影会投射到附近的公园内吗？”“这种红砖外墙与周围的建筑协调吗？”“大厅会不会太拥挤？”“这种光线监控器能够为下面的走廊提供充足的日光吗？”只有“看到”设计，即在建成前体验设计才能圆满地回答这些常见问题。可计算的建筑信息模型平台，如Revit平台，可以在动工前预测建筑的性能。建筑的性能中，人对于建筑的体验是其中一个方面。准确实现设计的可视化对于预测建筑未来的效果非常重要。

建筑设计的可视化通常需要根据平面图、小型的物理模型、艺术家的素描或水彩画展开丰富的想象。观众理解二维图纸的能力、呆板的媒介、制作模型的成本或艺术家渲染画作的成本，都会影响这些可视化方式的效果。CAD和三维建模技术的出现实现了基于计算机的可视化，弥补了上述传统可视化方式的不足。带阴影的三维视图、照片级真实感的渲染图、动画漫游，这些设计可视化方式可以非常有效地表现三维设计，目前已广泛用于探索、验证和表现建筑设计理念。这就是当前可视化的特点：可与美术作品相媲美的渲染图，与影片效果不相上下的漫游和飞行。对于商业项目（甚至高端的住宅项目），这些都是常用的可视化手法——扩展设计方案的视觉环境，以便进行更有效的验证和沟通。如果设计人员已经使用了BIM解决方案来设计建筑，那么最有效的可视化工作流就是重复利用这些数据，省却在可视化应用中重新创建模型的时间和成本。此外，同时保留冗余模型（建筑设计模型和可视化模型）也浪费时间和成本，增加了出错的概率。

建筑信息模型的可视化BIM生成的建筑模型在精确度和详细程度上令人惊叹。因此人们自然而然地会期望将这些模型用于高级的可视化，如耸立在现有建筑群中的城市建筑项目的渲染图，精确显示新灯架设计在全天及四季对室内光线影响的光照分析等。Revit平台中包含一个内部渲染器，用于快速实现可视化。

要制作更高质量的图片，Revit平台用户可以先将建筑信息模型导入三维DWG格式文件中，然后传输到3ds Max。由于无须再制作建筑模型，用户可以抽出更多时间来提高效果图的真实感。比如，用户可以仔细调整材质、纹理、灯光，添加家具和配件、周围的建筑和景观，甚至可以添加栩栩如生的三维人物和车辆。

1.3ds Max

3ds Max是Autodesk公司开发的基于专业建模、动画和图像制作的软件，它提供了强大的基于Windows平台的实时三维建模、渲染和动画设计等功能，被广泛应用于建筑设计、广告、影视、动画、工业设计、游戏设计、多媒体制作、辅助教学以及工程可视化等领域。在建筑表现和游戏模型制作方面，3ds Max更是占有绝对优势，目前大部分的建筑效果图、建筑动画以及游戏场景都是由3ds Max这一功能强大的软件完成的。

3ds Max从最初的1.0版本开始发展到今天，经过了多次的改进，目前在诸多领域得到了广泛应用，深受用户的喜爱。它开创了基于Windows操作系统的面向对象操作技术，具有直观、友好、方便的交互式界面，而且能够自由灵活地操作对象，成为3D图形制作领域中的首选软件。

3ds Max的操作界面与Windows的界面风格一样，使广大用户可以快速熟悉和掌握软件功能的操作。在实际操作中，用户还可以根据自己的习惯设计个人喜欢的用户界面，以方便工作需要。

无论是建筑设计中的高楼大厦还是科幻电影中的人物角色设计，都是通过三维制作软件3ds Max来完成的；从简单的棱柱形几何体到最复杂的形状，3ds Max通过复制、镜像和阵列等操作，可以加快设计速度，从单个模型生成无数个设计变化模型。

灯光在创建三维场景中是非常重要的，主要用来模拟太阳、照明灯和环境等光源，从而营造出环境氛围。3ds Max提供两种类型的灯光系统：标准灯光和光学度灯光。当场景中没有灯光时，使用的是系统默认的照明着色或渲染场景，用户可以添加灯光使场景更加逼真，照明增强了场景的清晰度和三维效果。

2.Lightscape

Lightscape是一种先进的光照模拟和可视化设计系统，用于对三维模型进行精确的光照模拟和灵活方便的可视化设计。Lightscape是世界上唯一同时拥有光影跟踪技术、光能传递技术和全息技术的渲染软件，它能精确模拟漫反射光线在环境中的传递，获得直接和间接的漫反射光线，使用者不需要积累丰富的实际经验就能得到真实自然的设计效果。Ughtscape可轻松使用一系列交互工具进行光能传递处理、光影跟踪和结果处理。Lightscape3.2是Lightscape公司被Autodesk公司收购之后推出的第一个更新版本。

3.Artlantis

Artlantis是法国Abvent公司的重量级渲染引擎，也是SketchUp的一个天然渲染伴侣，它是用于建筑室内和室外场景的专业渲染软件，其超凡的渲染速度与质量，无比友好和简洁的用户界面令人耳目一新，被誉为建筑绘图场景、建筑效果图画和多媒体制作领域的一场革命，其渲染速度极快，Artlantis与SketchUp、3ds Max、ArchiCAD等建筑建模软件可以无缝链接，渲染后所有的绘图与动画影像呈现让人印象深刻。

Artlantis中许多高级的专有功能为任意的三维空间工程提供真实的硬件和灯光现实仿真技术。对于许多主流的建筑CAD软件，如ArchiCAD、Vectorworks、SketchUp、AutoCAD、Arc+等，Artlantis可以很好地支持输入通用的CAD文件格式：dxf、dwg、3ds等。

Artlantis家族共包括两个版本。Artlantis R，非常独特、完美地用计算渲染的方法表现现实的场景。另一个新的特性就是使用简单的拖拽就能把3D对象和植被直接放在预演窗口（preview window）中，来快速地模拟真实的环境。Artlantis Studio（高级版），具备完美、专业的图像、动画、QuickTime VR虚拟物体等功能，并采用了全新的FastRadiosity（快速辐射）引擎，企业版提供了场景动画、对象动画，及许多使相机平移、视点、目标点的操作更简单、更直觉的新功能。

三维空间理念的诞生造就了Artlantis渲染软件的成功，拥有80多个国家超过6500O之多的用户群。虽然在国内，还没有更多的人接触它、使用它，但是其操作理念、超凡的速度及相当好的质量证明它是一个难得的渲染软件，其优点包括以下几点。

（1）只需点击。Artlantis综合了先进和有效的功能来模拟真实的灯光，并且可以直接与其他的CAD类软件互相导入导出（例如ArchiCAD、Vectorworks、SketchUp、AutoCAD、Arc++等），支持的导入格式包括dxf、dwg、3ds等。

Artlantis渲染器的成功来源于Artlantis友好简洁的界面和工作流程，还有高质量的渲染效果和难以置信的计算速度。可以直接通过目录拖放，为任何物体、表面和3D场景的任何细节指定材质。Artlantis的另一个特点就是自带有大量的附加材质库，并可以随时扩展。

Artlantis自带的功能，可以虚拟现实中的灯光。Artlantis能够表现所有光线类型的光源（点光源、灯泡、阳光等）和空气的光效果（大气散射、光线追踪、扰动、散射、光斑等）。

（2）物件。Artlantis的物件管理器极为优秀，使用者可以轻松地控制整个场景。无论是植被、人物、家具，还是一些小装饰物，都可以在2D或3D视图中清楚地被识别，从而方便地进行操作。甚至使用者可以将物件与场景中的参数联系起来，例如树木的枝叶可以随场景的时间调节而变化，更加生动、方便地表现渲染场景。

（3）透视图和投影图。每个投影图和3D视图都可以被独立存储于用户自定义的列表中，当需要时可以从列表中再次打开其中保存的参数（例如物体位置、相机位置、光源、日期与时间、前景背景等）。Artlantis的批处理渲染功能，只需要点击一次鼠标，就可以同时计算所有视图。

Artlantis的本质就是创造性和效率，因而其显示速度、空间布置和先进的计算性都异常优秀。Artlantis可以用难以置信的方式快速管理数据量巨大的场景，交互式的投影图功能使得Artlantis使用者可以轻松地控制物件在3D空间的位置。

（4）技术。通过对先进技术的大量运用（例如多处理器管理、OpenGL导航等），Artlantis带来了图像渲染领域革命性的概念与应用。一直以界面友好著称的Artlantis渲染器，在之前成功版本的基础上，通过整合创新的科技发明，必会成为图形图像设计师的最佳伙伴。

（三）BIM分析类软件

1.BIM可持续（绿色）分析软件

可持续或者绿色分析软件可以使用BIM模型的信息对项目进行日照、风环境、热工、景观可视度、噪声等方面的分析，主要软件有国外的Ecotect、IES、Green Building Studio以及国内的PKPM等。

PKPM是中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所研发的工程管理软件。中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所是我国建筑行业计算机技术开发应用的最早单位之一。它以国家级行业研发中心、规范主编单位、工程质检中心为依托，技术力量雄厚。软件所的主要研发领域集中在建筑设计CAD软件、绿色建筑和节能设计软件、工程造价分析软件、施工技术和施工项目管理系统、图形支撑平台、企业和项目信息化管理系统等方面，并创造了PKPM、ABD等全国知名的软件品牌。

PKPM没有明确的中文名称，一般就直接读PKPM的英文字母。最早这个软件只有两个模块——PK（排架框架设计）、PMCAD（平面补助设计），因此合称PKPM。现在这两个模块依然还在，功能大大加强，更加入了大量功能更强大的模块。

PKPM是一个系列，除了集建筑、结构、设备（给排水、采暖、通风空调、电气）设计于一体的集成化CAD系统以外，目前PKPM还有建筑概预算系列软件（钢筋计算、工程量计算、工程计价）、施工系列软件（投标系列、安全计算系列、施工技术系列）、施工企业信息化软件（目前全国很多特级资质的企业都在用PKPM的信息化系统）。

PKPM在国内设计行业占有绝对优势，拥有用户上万家，市场占有率达90%以上，现已成为国内应用最为普遍的CAD系统。它紧跟行业需求和规范更新，不断推陈出新开发出对行业产生巨大影响的软件产品，使国产自主知识产权的软件十几年来一直占据我国结构设计行业应用和技术的主导地位。及时满足了我国建筑行业快速发展的需要，显著提高了设计效率和质量，为实现住建部提出的“甩图板”目标做出了重要贡献。

PKPM系统在提供专业软件的同时，提供二维、三维图形平台的支持，从而使全部软件具有自主知识版权，为用户节省购买国外图形平台的巨大开销。跟踪Auto CAD等国外图形软件先进技术，并利用PKPM广泛的用户群实际应用，在专业软件发展的同时，带动了图形平台的发展，成为国内为数不多的成熟图形平台之一。

软件所在立足国内市场的同时，积极开拓海外市场。目前已开发出英国规范、美国规范版本，并进入了新加坡、马来西亚、韩国、越南等国家和中国的香港、台湾地区市场，使PKPM软件成为国际化产品，提高了国产软件在国际竞争中的地位和竞争力。

现在，PKPM已经成为面向建筑工程全生命周期的集建筑、结构、设备、节能、概预算、施工技术、施工管理、企业信息化于一体的大型建筑工程软件系统，以其全方位发展的技术领域确立了在业界独一无二的领先地位。

2.BIM机电分析软件

水暖电等设备和电气分析软件国内产品有鸿业、博超等，国外产品有Design Master、IES Virtual Environment、Trane Trace等。

我们以博超为例，对其下属的大型电力电气工程设计软件EAP进行简单介绍。

（1）统一配置。采用网络数据库后，配置信息不再独立于每台计算机。所有用户在设计过程中都使用网络服务器上的配置，保证了全院标准的统一。配置有专门权限的人员进行维护，保证了配置的唯一性、规范性，同时实现了一人扩充，全院共享。

（2）主接线设计。软件提供了丰富的主接线典型设计库，可以直接检索、预览、调用通用主接线方案，并且提供了开放的图库扩充接口，用户可自由扩充常用的主接线方案。可以按照电压等级灵活组合主接线典型方案，回路、元件混合编辑，完全模糊操作，无须精确定位，插入、删除、替换回路完全自动处理，自动进行设备标注，自动生成设备表。

（3）中低压供配电系统设计。典型方案调用将常用系统方案及个人积累的典型设计管理起来，随手可查，动态预览、直接调用。提供上千种定型配电柜方案，系统图表达方式灵活多样，可适应不同单位的个性化需求。自由定义功能以模型化方式自动生成任意配电系统，彻底解决了绘制非标准配电系统的难题。能够识别用户以前绘制的老图，无论是用CAD绘制还是其他软件绘制，都可用博超软件方便的编辑功能进行修改。对已绘制的图纸可以直接进行柜子和回路间的插入、替换、删除操作，可以套用不同的表格样式，原有的表格内容可以自动填写在新表格中。

低压配电设计系统根据回路负荷自动整定配电元件及线路、保护管规格，并进行短路、压降及电机启动校验。设计结果不但满足系统正常运行，而且满足上下级保护元件配合，保证最大短路可靠分断、最小短路分断灵敏度，保证电机启动母线电压水平和电机端电压和启动能力，并自动填写设计结果。

（4）成组电机启动压降计算。用户可自由设定系统接线形式，包括系统容量变压器型号容量、线路规格等，可以灵活设定电动机的台数及每台电动机的型号参数，包括电动机回路的线路长度及电抗器定，软件自动按照阻抗导纳法计算每台电动机的端电压压降及母线的压降。

（5）高中压短路电流计算。软件可以模拟实际系统合跳闸及电源设备状态计算单台至多台变压器独立或并联运行等各种运行方式下的短路电流，自动生成详细的计算书和阻抗图。可以采用自由组合的方式绘制系统接线图，任意设定各项设备参数，软件根据用户自由绘制的系统进行计算，自动计算任意短路点的三相短路、单相短路、两相短路及两相对地等短路电流，自动计算水轮、汽轮及柴油发电机、同步电动机、异步电动机的反馈电流，可以任意设定短路时间，自动生成正序、负序、零序阻抗图及短路电流计算结果表。

（6）高压短路电流计算及设备选型校验。根据短路计算结果进行高压设备选型校验，可完成各类高压设备的自动选型，并对选型结果进行分断能力、动热稳定等校验。选型结果可生成计算书及CAD格式的选型结果表。

（7）导线张力弧垂计算。可以从图面上框选导线自动提取计算条件进行计算，也可以根据设定的导线和现场参数进行拉力计算。可以进行带跳线、带多根引下线、组合或分裂导线在各种工况下的导线力学计算。计算结果能够以安装曲线图、安装曲线表和Word格式计算书三种形式输出。

（8）配电室、控制室设计。由系统自动生成配电室开关柜布置图，根据开关柜类型自动确定柜体及埋件形式，可以灵活设定开关柜的编号及布置形式，包括单、双列布置及柜间通道设置，同步绘制柜下沟、柜后沟及沟间开洞和尺寸标注。由变压器规格自动确定变压器尺寸及外形，可生成变压器平面、立面、侧面图。参数化绘制电缆沟、桥架平面布置及断面布置，可以自动处理接头、拐角、三通、四通。平面自动生成断面，直接查看三维效果，并且可以直接在三维模式下任意编辑。

（9）全套弱电及综合布线系统设计。能够进行综合布线、火灾自动报警及消防联动系统、通信及信息网络系统、建筑设备监控系统、安全防范系统、住宅小区智能化等所有弱电系统的设计。

（10）二次设计。自动化绘制电气控制原理图并标注设备代号和端子号，自动分配和标注节点编号。从原理图自动生成端子排接线、材料表和控制电缆清册。可手动设定、生成端子排，也可以识别任意厂家绘制的端子排或旧图中已有的端子排，并且能够使用软件的编辑功能自由编辑。能够对端子排进行正确性校验，包括电缆的进出线位置、编号、芯数规格及来去向等，对出现的错误除列表显示详细错误原因外还可以自动定位并高亮显示，方便查找修改。绘制盘面、盘内布置图，绘制标字框、光字牌及代号说明，参数化绘制转换开关闭合表，自动绘制KKS编号对照表。提供电压控制法与阶梯法蓄电池容量计算。可以完成6～10kV及35kV以上继电保护计算，可以自由编辑计算公式，可以满足任意厂家继电设备的整定计算。

（11）照度计算。提供利用系数法和逐点法两种算法。利用系数法可自动按照屋顶和墙面的材质确定反射率，自动按照照度标准确定灯具数量。逐点法可计算任意位置的照度值，可以计算水平面和任意垂直面照度、功率密度与工作区均匀度，并且可以按照计算结果准确模拟房间的明暗效果。

软件包含了最新规范要求，可以在线查询最新规范内容，并且能够自动计算并校验功率密度、工作区均匀度和眩光，包括混光灯在内的各种灯具的照度计算。软件内置了照明设计手册中所有的灯具参数，并且提供了雷士、飞利浦等常用厂家灯具参数库。灯具库完全开放，可以根据厂家样本直接扩充灯具参数。

（12）平面设计。智能化平面专家设计体系用于动力、照明、弱电平面的设计，具有自由、靠墙、动态、矩阵、穿墙、弧形、环形、沿线、房间复制等多种设备放置方式。动态可视化设备布置功能使用户在设计时同步看到灯具的布置过程和效果。对已绘制的设备可以直接进行替换、移动、镜像以及设备上的导线联动修改。设备布置时可记忆默认参数，布置完成后可直接统计，无须另外赋值。提供全套新国标图库及新国标符号解决方案，完全符合新国标。自动及模糊接线使线路布置变得极为简单，并可直接绘制各种专业线型。提供开关和灯具自动接线工具，绘制中交叉导线可自动打断，打断的导线可以还原。据设计经验和本人习惯自动完成设备及线路选型，进行相应标注，可以自由设定各种标注样式。提供详细的初始设定工具，所有细节均可自由设定。自动生成单张或多张图纸的材料表。

按设计者意图和习惯分配照明箱和照明回路，自动进行照明系统负荷计算，并生成照明系统图。系统图形式可任意设定。按照规范检验回路设备数量、检验相序分配和负荷平衡，以闪烁方式验证调整照明箱、线路及设备连接状态，保证照明系统的合理性。平面与系统互动调整，构成完善的智能化平面设计体系。

（四）BIM结构分析软件

结构分析软件是目前和BIM核心建模软件集成度比较高的产品，基本上两者之间可以实现双向信息交换，即结构分析软件可以使用BIM核心建模软件的信息进行结构分析，分析结果对结构的调整又可以反馈到BIM核心建模软件中去，自动更新BIM模型。ETABS、STAAD、Robot等国外软件以及PKPM等国内软件都可以跟BIM核心建模软件配合使用。

1.ETABS

ETABS是由美国CSI公司开发研制的房屋建筑结构分析与设计软件，ETABS涵括美国、中国、英国、加拿大、新西兰以及其他国家和地区的最新结构规范，可以完成绝大部分国家和地区的结构工程设计工作。ETABS在全世界100多个国家和地区销售，超过10万的工程师在用它来进行结构分析和设计工作。中国建筑标准设计研究所同美国CSI公司展开全面合作，已将中国设计规范全面地贯入到ETABS中，现已推出完全符合中国规范的ETABS中文版软件。除了ETABS，他们还正在共同开发和推广SAP200O（通用有限元分析软件）、SAFE（基础和楼板设计软件）等业界公认的技术领先软件的中英文版本，并进行相应的规范贯入工作。此举将为中国的工程设计人员提供优质服务，提高我国的工程设计整体水平，同时也引入国外的设计规范供我国的设计和科研人员使用和参考研究，在工程设计领域逐步与发达国家接轨，具有战略性的意义。

目前，ETABS已经发展成为一个完善且易于使用的面向对象的分析、设计、优化、制图和加工数字环境、建筑结构分析与设计的集成化环境：具有直观、强大的图形界面功能.以及一流的建模、分析和设计功能。

ETABS采用独特的图形操作界面系统（GUI），利用面向对象的操作方法来建模，编辑方式与AutoCAD类似，可以方便地建立各种复杂的结构模型，同时辅以大量的工程模板，大大提高了用户建模的效率，并且可以导入导出包括AutoCAD在内的常用格式的数据文件，极大地方便了用户的使用。当更新模型时，结构的一部分变化导致另一部分的影响都是同时和自动的。在ETABS集成环境中，所有的工作都源自一个集成数据库进行操作。基本的概念是用户只需创建一个包括垂直及水平的结构系统，就可以进行分析和设计整个建筑物。通过先进的有限元模型和自定义标准规范接口技术来进行结构分析与设计，实现了精确的计算分析过程和用户可自定义的（选择不同国家和地区）设计规范来进行结构设计工作。除了能够快速而方便地应付简单结构，ETABS也能很好地处理包括各种非线性行为特性的巨大且极其复杂的建筑结构模型，因此成为建筑行业里结构工程师的首选工具。ETABS允许基于对象模型的钢结构和混凝土结构系统建模和设计，复杂楼板和墙的自动有限单元网格划分，在墙和楼板之间节点不匹配的网格进行自动位移插值，外加Ritz法进行动力分析，包含膜的弹性效应在分析中很有效。

ETABS集成了荷载计算、静动力分析、线性和非线性计算等所有计算分析为一体，容纳了最新的静力、动力、线性和非线性分析技术，计算快捷，分析结果合理可靠，其权威性和可靠性得到了国际上业界的一致肯定。ETABS除一般高层结构计算功能外，还可计算钢结构、钩、顶、弹簧、结构阻尼运动、斜板、变截面梁或腋梁等特殊构件和结构非线性计算（Pushover、Buckling、施工顺序加载等），甚至可以计算结构基础隔震问题，功能非常强大。

（1）ETABS的分析功能。ETABS的分析计算功能十分强大，这是国际上业界的公认事实，可以这样讲，ETABS是高层建筑分析计算的标尺性程序。它囊括几乎所有结构工程领域内的最新结构分析功能，二十多年的发展，使得ETABS积累了丰富的结构计算分析经验，从静力、动力计算，到线性、非线性分析，从P-Delta效应到施工顺序加载，从结构阻尼器到基础隔震，都能运用自如，为工程师提供经过大量的结构工程检验的最可靠的分析计算结果。

ETABS包含了强大的塑性分析功能，既能满足结构弹性分析的功能，也能满足塑性分析的需求，如材料非线性、大变形、FNA（Fast Nonlinear Analysis）方法等选项。在Pushover分析中包含FEMA273、ATC-40规范、塑性单元进行非线性分析。更高级的计算方法包括非线性阻尼、推倒分析、基础隔震、施工分阶段加载、结构撞击和抬举、侧向位移和垂直动力的能量算法、容许垂直楼板震动问题等。

（2）ETABS的设计功能。ETABS采用完全交互式图形方式进行结构设计，可以同时设计钢筋混凝土结构、钢结构和混合结构，运用多种国际结构设计规范，使得ETABS的结构设计功能更加强大和有效，同时可以进行多个国家和地区的设计规范设计结果的对比。

针对结构设计中烦琐的反复修改截面、计算、验算过程，ETABS采用结构优化设计理论可以对结构进行优化设计，针对实际结构只需确定预选截面组和迭代规则，就可以进行自动计算选择截面、校核、修改的优化设计。同时，ETABS内置了Section Designer截面设计工具，可以对任意截面确定截面特性。ETABS适用于任何结构工程任务的一站式解决方案。

2.STAAD.Pro

STAAD.Pro是结构工程专业人员的最佳选择，可通过其灵活的建模环境、高级的功能和流畅的数据协同进行涵洞、石化工厂、隧道、桥梁、桥墩等几乎任何设施的钢结构、混凝土结构、木结构、铝结构和冷弯型钢结构设计。

STAAD.Pro助力结构工程师可通过其灵活的建模环境、高级的功能及流畅的数据协同分析设计几乎所有类型的结构。灵活的建模通过一流的图形环境来实现，并支持7种语言及70多种国际设计规范和20多种美国设计规范。包括一系列先进的结构分析和设计功能，如符合10CFR Part 50、10CFR21、ASME NQA-1-2000标准的核工业认证、时间历史推覆分析和电缆（线性和非线性）分析。通过流畅的数据协同来维护和简化目前的工作流程，从而实现效率提升。

使用STAAD.Pro为大量结构设计项目和全球市场提供服务，可扩大客户群，从而实现业务增长。

STAAD/CHINA主要具有以下功能。

（1）强大的三维图形建模与可视化前后处理功能。STAAD.Pro本身具有强大的三维建模系统及丰富的结构模板，用户可方便快捷地直接建立各种复杂三维模型。用户亦可通过导入其他软件（例如AutoCAD）生成的标准DXF文件在STAAD中生成模型。对各种异形空间曲线、二次曲面，用户可借助Excel电子表格生成模型数据后直接导入到STAAD中建模。最新版本STAAD允许用户通过STAAD的数据接口运行用户自编宏建模。用户可用各种方式编辑STAAD的核心的STD文件（纯文本文件）建模。用户可在设计的任何阶段对模型的部分或整体进行任意的移动、旋转、复制、镜像、阵列等操作。

（2）超强的有限元分析能力，可对钢、木、铝、混凝土等各种材料构成的框架、塔架、桁架、网架（壳）、悬索等各类结构进行线性、非线性静力、反应谱及时程反应分析。

（3）国际化的通用结构设计软件，程序中内置了世界20多个国家的标准型钢库供用户直接选用，也可由用户自定义截面库，并可按照美国、日本、欧洲各国等国家和地区的结构设计规范进行设计。

（4）可按中国现行的结构设计规范，如《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）、《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001）、《钢结构设计规范》（GB50017—2003）、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）等进行设计。

（5）普通钢结构连接节点的设计与优化。

（6）完善的工程文档管理系统。

（7）结构荷载向导自动生成风荷载、地震作用和吊车荷裁。

（8）方便灵活的自动荷载组合功能。

（9）增强的普通钢结构构件设计优化。

（10）组合梁设计模块。

（11）带夹层与吊车的门式刚架建模、设计与绘图。

（12）可与Xsteel和StruCAD等国际通用的详图绘制软件数据接口、与CIS/2、Intergraph PDS等三维工厂设计软件有接口。