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LUSAS Bridge LUSAS Bridge产品介绍
概述 LUSAS Bridge是世界领先的桥梁工程有限元分析软件，适用于各类型结构的分析、设计与评估。无论您是需要进行一个单跨公路桥简单的线性静力分析，还是一个细长人行钢桥的动力分析，亦或是考虑混凝土徐变和收缩等特性的斜拉桥施工阶段几何非线性详细分析，LUSAS Bridge都提供了所有的功能满足您的需要。 LUSAS Bridge中您可以选择相适应的软件(模块)版本级别来满足您分析的需要。所有的版本都使用了相同的Windows用户界面，也包含了许多的建模向导，易于理解使用的荷载生成工具方便快速的建立分析模型，荷载施加与荷载组合功能帮助实现规范校验。可扩展的结果后处理功能(结果查看、报告生成等)给予用户极大的定制分析结果和报告的能力。总之，LUSAS Bridge可以很轻松地处理简单的网格/梁格和梁板结构，同时也提供了一系列的功能和软件模块选项来胜任更多更高端的分析。
为什么选择LUSAS Bridge？
软件产品LUSAS Bridge提供了不同级别版本以适合您不同的需求。
软件的模块选项 以下模块选项扩展特定的LUSAS软件的功能，您可以根据需求选购。
建模 LUSAS Bridge软件易于使用，既有建模及结果处理的相关模块，又有综合全面可单独使用的求解器。
LUSAS modelling of Avenues Walk Flyover 建模功能
建模向导 建模向导能使模型快速生成。
截面库与截面属性求解器 截面库与截面属性求解器提供简便的网格/梁格法建模和梁的模型。
高级的单元、材料和求解器 无与伦比的先进的线性和二次单元库：高端的材料本构、线性、非线性隔震节点模型、直接特征求解器、一系列的快速求解器选项等，让您在分析各类问题时得心应手，且拥有很高的求解效率。 高级单元库
常规/高级的材料类型
结点（joint）材料本构 结点单元(Joint Element)定义了线性连接、非线性连接，以及地震隔震连接特性。 线性结点模型包含仅弹簧刚度的简单模型、和定义弹簧刚度、质量、线膨胀系数、阻尼系数等的一般模型。并支持用户自定义的荷载-位移曲线和随轴力变化的位移曲线等。 非线性结点模型各向同性硬化的等拉压弹塑性模型，光滑接触、摩擦接触、以及一系列考虑滞回规则的节点，或用户自定义的结点。 隔震支座结点模型包含粘滞阻尼器（开尔文与四参数固体模型），考虑塑性屈服与双轴滞回特征的铅芯橡胶支座，考虑随压力与速度变化的摩擦系数和双轴滞回特征的摩擦摆隔震系统，等等。 求解器 所有软件产品都配备了直接与特征求解器。LUSAS Bridge的一些特定版本提供了快速求解器模块选项。 荷载类型和荷载组合 LUSAS Bridge提供了一个全方位的满足大多数情况下的一般加载类型。车辆荷载类型、列车荷载、预应力和后张预应力提供了许多国际设计规范标准。车辆荷载优化功能帮助找到*不利交通样式，包络功能、基本和智能荷载组合功能帮助您从结果中更方便快捷的获取所需信息。 一般荷载形式 结构荷载、指定荷载和温度荷载是基于几何体的，针对所指定的整个几何体都有效。离散荷载则是独立与几何体的。荷载中的变量值功能可以用于所有的荷载类型，取决于荷载所赋予的几何体类型。
预应力和后张预应力 LUSAS的单根与多根预应力生成向导可以自动在模型中的相应单元处计算生成等效荷载来模拟预应力。
车辆荷载 LUSAS Bridge软件中的车辆荷载向导使加载十分简单，大大加快了定义桥面荷载的工作效率。
车辆荷载优化 使用车辆荷载优化工具生成活荷载的*不利工况可以节省大量的时间。这个界面由一系列对话框组成，对于梁单元或板壳单元模型，只需要输入几个参数来启用一个优化荷载类型就可以生成与选定的规范一致的荷载。
包络与组合
荷载组合向导 设计规范中已定义的桥梁工况帮助自动定义荷载工况，结合使用设计规范模板，荷载工况组合自动创建**和*小承载能力极限状态或正常使用极限状态。 施工阶段建模 对于许多形式的桥梁设计和施工，施工过程是至关重要的。使用LUSAS您可以进行施工阶段分析或者结构拆除分析，也可以用来评估结构受力变化、荷载施加以及与时间相关的材料属性对结构带来的变化。
Construction sequence modelling for a single span of West 7th Street Bridge, Texas 建模过程 一个完整的施工阶段分析过程在LUSAS中是在树形目录下的“分析”面板中。建模时，相应的元素和属性可以被设置为激活或钝化，边界条件约束信息一般是在各个工况间共享传递，也可以引入新的或移除边界条件以模拟工程各工况的真实情况。针对部分或整个模型的所选工况或所有工况下的预拱度、位移变化、以及位移增量表都可以生成。
时间管理 时间管理设施提供管理简单施工进度的手段，并在分阶段施工分析中轻松调整预定施工阶段的持续时间。 它可用于轻松自动更新先前为分阶段施工分析的每个载荷指定的非线性和瞬态控制中的总响应时间值。
LUSAS的阶段施工
用于 用于所有类型的施工阶段方法/桥梁类型，包括：
跨间施工 首先将一跨内所有的节段吊装成一列，然后对齐，连接，*后通常会在径向用后张拉法将其连在一起形成完整的一跨。在LUSAS中，这个可以建立一个线形的梁模型，并可以选择进行面板横截面的渲染来查看结果云图。 下面的动画演示了随后各跨（不包括底部结构）的施工过程。如果需要的话，该分析还可以合并施工阶段和随着施工进行的蠕变影响之间的后张拉力。
平衡悬臂 桥墩两侧上部结构的建造过程。
使用LUSAS，徐变/收缩分析可以包含一个年限属性（对于预制单元）也可以检查桥梁的稳健性，例如，一个节段可能会被起重机完全掉落，动态效应（冲击）也是很重要的。当然也可以包含二阶效应（P-δ 效应）。
顶推法
直线板的推进 点击播放视频（新窗口打开） 曲线板的推进 点击播放视频（在新窗口打开）。本模型分析中使用了一个简化的路线。 阶段施工建模：案例参考 *初提出的I95号密西西比河大桥是一斜拉桥结构，连接美国伊利诺斯州和密苏里州，当其建成时将打破斜拉桥的世界记录，会缓解密西西比河上已建桥梁的交通压力。 该桥建设单位是伊利诺斯州和密苏里州的交通部门，由Modjeski和Masters设计。采用LUSAS Bridge中的分阶段施工功能模拟了800天的施工期，为了分析徐变效应，共模拟到10000天。
岩土/土与结构相互作用 与其他软件不同的是LUSAS Bridge提供了一系列的与岩土功能相关的以及一般结构相关的工具，这样一来用户可以在一个模型中同时考虑下部土体结构和上部结构。先进的单元库、高端的材料模型、线性与非线性的节点等，使得软件能胜任一系列的土体与结构相互作用的工程问题的分析。
用于：
分析与设计 当建立结构分析模型时，您可以在一个模型中定义与求解多个“分析组项”。也就意味着，绝大多数情况下，您无需分别创建模型的多个拷贝和管理这些拷贝，而可以分析和查看不同分析类型的计算结果。LUSAS Bridge主要分析功能如下： 线性静力分析 任意线性静力荷载作用下的静力模型的应力、应变、位移、弯矩、剪力、轴力等计算结果，结果显示和输出。
调索分析 调索分析工具可以用于计算所有拉索的荷载系数，从而达到目标值设定的各种几何属性或结果分项。工具包含一些优化功能，和两个**化算法。
目标值分析功能 目标值分析功能可以用于在线性静力计算中，得到所有的荷载系数用于达到指定的几何属性的结果项。
屈曲分析
影响线/面分析 影响线/面分析支持交互和直接分析法。交互法也称Muller-Breslau定理，或麦克斯韦定理，通过一个辅助结构来计算影响线，变形对应一个感兴趣的负载效应。对于直线梁、框架、梁格、平板和肋板模型，直接分析法是一个通用的、更强大的计算影响线/面的方式。在结构可加载区域的每个节点或网格施加指定的点荷载，任何单元结果整体或分量的影响线/面都能计算出来，同样在一个分析里也可以自定义结果分量，不限位置和数量。
Direct Method Influence definition Direct Method Influence assignment 动力分析
交互式模态动力学(模态叠加法) 交互式模态动力学(IMD)可以组合考虑荷载的施加情况与结构固有振动频率，用于计算在施加了外部激励的情况下结构的动力响应。IMD生成计算结果化比传统的时间-步的方式快一个数量级。多个加载与高级加载（包括移动荷载、移动质量、移动弹簧质量）和地震分析可以使用IMD+或其他模块选项来建模。
阶段施工分析 参阅 施工阶段建模 预应力分析 参阅 荷载类型和荷载组合 车辆荷载优化 参阅 荷载类型和荷载组合 非线性分析 通常分析将不得不考虑材料、几何、边界条件的非线性使得结构模型的特征更加精确。LUSAS Bridge可以处理几何非线性、材料非线性和接触面的非线性。LUSAS的局部和全局非线性分析有助于确保在外加荷载下桥梁设计的经济和安全。自动非线性求解程序简化分析处理过程，例如以下应用：
非线性分析选项也可以和动力分析选项、热/场分析选项捆绑在一起来求解对于时间和温度效应敏感的问题。
P-Delta分析 P-Delta分析适用于棒，梁，厚壳和薄壳，以及具有GNL功能的2D和3D连续体单元。 P-Delta分析是一种近似的几何非线性（GNL）分析，通常用于考虑高大细长建筑物上垂直和水平（摇摆）载荷之间的相互作用。 垂直恒定载荷（通常是静载荷）用于形成结构的几何刚度（应力加强）矩阵; 然后可以应用额外的活载荷情况，并且载荷组合用于捕获横向和竖向载荷之间的相互作用的影响。
铁路轨道分析 当与非线性软件选项一起使用时，LUSAS铁轨分析软件选项可自动对轻轨和高速铁路项目的轨道/桥梁相互作用分析，以便国际铁路联盟代码UIC 774-3。 它允许您根据Excel电子表格中定义的数据自动构建模型，运行分析，并快速计算热量和火车载荷在轨道中引起的应力和力。 支持列车加载的参数化定位，自动创建结果图并将其导出到Excel电子表格，并生成代码检查结果表。
更快的解决方案时间 快速求解器选项包含用于特定LUSAS Bridge产品的附加求解器。
设计荷载工具 对于欧洲规范的钢和混凝土桥梁设计，LUSAS提供了如下关键结构功能：
车辆荷载优化 车辆荷载优化功能支持的各国设计规范如下：
……（持续增加中） 混凝土收缩和徐变 混凝土收缩和徐变包含下列规范：
板的设计 LUSAS混凝土板的设计功能是针对钢筋混凝土板（不含预应力），建模用板单元或壳单元。对于承载能力极限状态，可以用云图或数值的形式表示所需要的抗弯钢筋，也可以绘制正常使用极限状态下的裂缝宽度图。 支持如下设计规范：
钢-砼组合桥面板设计 依据EN1994规范的钢-砼组合桥面板设计功能能够设计验算钢-砼组合桥面板的截面。
结果查看 LUSAS Bridge拥有一系列简单易用的结果后处理与查看功能，帮助您从分析中获得更多信息。
用户自定义结果 内建的用户自定义结果功能可以让用户像使用Excel表格的计算公式一样定制模型信息数据与计算的结果数据。与一般的Excel程序不同的是，LUSAS内置的计算是基于当前模型的数据与结果数据，当模型数据更新或分析被更改时，用户自定义结果中的数据也会自动更新。
所有的LUSAS结果后处理功能如视图、动画、绘图、打印、报告生成功能等也都适用于用户自定义的组合结果。
动画 结果动画-对于动画展示施工阶段、模态变形、查看结构在移动荷载或地震激励的反应、评估混凝土裂缝发展、材料的屈服时尤其有用。也可以保存成AVI的动画格式以方便其他视频软件打开查看。
施工表格 可以生成预拱度、位移历程和增量位移结果表格，为已选择模型的位置生成施工分析。
结果输出 使用结果输出工具可以将结果项和结果分量的数值制成表格。这些表格通过Windows复制和粘贴操作就能转移到其他应用程序中。模型和结果视图可以直接输出，保存为高分辨率的BMP,JPG,WMF文件，或者是直接复制粘贴到其他应用程序中。
软件开发和定制 LUSAS软件是高度可定制的。LUSAS的可编程接口LPI（LUSAS Programmable Interface）可以使用户基于特定需求，创建用户自定义菜单项、对话框和工具栏，以及自定义的建模前处理以及后处理功能等。 LUSAS可编程接口（LPI） 对于定制和自动化操作的LUSAS，LPI是个强大的工具。使用任何与ActiveX兼容的语言，如VB.net，C#，VBScript，C++，Python，Perl，JScript等都可以访问和使用LUSAS软件的所有模块和功能，可以用来：
LUSAS宏观的录制功能为定制生成VB脚本，提供一个对话框编辑器，使用Visual Basic运行时意味着任何VB脚本都可以在LUSAS中运行。 高级脚本用户可以自动创建整桥跨度上的梁和桥面板贯穿预应力，设计验算和输出报告到微软的Word。 案列学习 在台湾高速铁路C270标段工程中，VB脚本辅助模型构建、分析抗地震的高架桥结构和车站导轨。在这个工程中，38公里高架桥需要创建70个独立的模型。
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| 版本 | 功能 | |
基 本 版 | 几何建模工具【线面实体、布尔运算、扩展、旋转、扫描、放样、镜像等，树形菜单，层组管理，属性关联，拖拽施加，OpenGL显示，多级撤销/重做。】 | |
网格划分工具【自动网格划分，网格优化能力。】 | ||
建模向导【梁格法建模助手，多元自动影响线/面向导，单/多根预应力筋向导，工况生成器等。】 | ||
第三方程序接口【Abaqus(.inp)，Ansys(.cdb)，AutoCAD(.dxf)，Etabs(.e2k)，BIM(.ifc)，Iges(.igs)，Nastran(.bdf)，Patran(.def)，SAP2000(.s2k)，STEP(.stp)等。】 | ||
单元库【低阶/高阶、杆、梁、板、壳、膜、实体单元；钢筋单元，针对斜拉、悬索结构的单元；热/场单元、界面单元、刚性单元、非结构质量元；二相实体；线性与非线性结点单元（Joint单元）。共计33子类150余种单元。】 | ||
常规/高级的材料【各向同性/正交各向同性/各向异性材料，刚性材料（塑性, 徐变, 损伤, 收缩, 粘滞, 二相）；温度相关材料本构模型；只受拉/压杆材料模型；考虑开口/闭口裂缝、混凝土压碎、基于断裂能理论的应变软化效应的2D/3D混凝土材料本构；CEB-FIP 1990、EN1992、中国规范的收缩徐变模型；用户自定义材料模型与其他模型。】 | ||
移动荷载优化器【多国梁设计规范；车辆荷载优化；智能包络组合。】 | ||
线性静力分析 | ||
特征值分析/反应谱分析 | ||
施工阶段分析【连续梁和连续板的分段浇筑；连续梁的逐跨现浇施工；预制节段的逐跨拼装；现浇平衡悬臂施工；预制节段平衡悬臂施工；逐步安装预制节段桥面板；斜拉桥的平衡布置；顶推施工；复合桥面板；矮塔斜拉桥；悬索桥。】 | ||
影响线/面分析【交互法（Muller-Breslau定理或麦克斯韦定理），直接分析法。】 | ||
预应力分析【考虑摩擦、锚具变形、收缩徐变、松弛等预应力损失，含欧美中规范，梁/壳/实体均支持。】 | ||
调索分析【索力优化，多种**算法。】 | ||
屈曲分析【线性屈曲分析、非线性屈曲分析（需非线性模块）。】 | ||
疲劳分析【全寿命法。】 | ||
| 任意截面特性值计算器、钢束形状生成器 | ||
| 混凝土板的设计【配筋和裂缝，欧美规范等。】 | ||
快速求解器【快速多波前、快速多波兰索斯、复特征值求解器，快速并行直接/迭代求解器。】 | ||
专 业 模 块 | 模块1 | IMD+分析【交互式模态动力分析，多向多激励线性时程分析、移动荷载和移动质量时程分析等。】 |
模块2 | 动力分析【解析模态动力分析、超单元和瞬态隐式动力分析、非线性动力分析；行人激励，车辆或船的冲击，高速铁路动态效应，爆炸荷载，地震作用等。】 | |
模块3 | 非线性分析【材料非线性/几何非线性/接触或边界非线性：板弹塑性大变形屈曲，缆索结构大变形分析，非线性时程分析，Push-Over，混凝土开裂、收缩徐变、砌体拱桥分析、冲击和倒塌、只受压支座/减隔震支座/支座沉降分析等。】 | |
模块4 | 铁轨分析【基于UIC774-3和欧标自动分析轻轨和高速铁路的铁轨与桥梁的相互作用。】 | |
模块5 | 水化热分析【支持多种水泥类型，考虑粉煤灰、粒化高炉矿渣微粉带来的影响。水化热分析可以在热与力学结构耦合的模型中进行。】 | |
模块6 | 岩土分析及岩土-结构协同【本构模型：特雷斯卡、范梅塞斯、D-P、摩尔库伦，修正剑桥模型及所有常用的土体与结构相互作用的本构模型；考虑体积变形的土体本构(包括固结)。解决整体式桥梁，挡土墙，桩与群桩分析，隧道/明挖隧道，开挖施工，堤/边坡稳定，沉降与固结，降水与渗流分析，模态与动力时程分析等岩土及与结构协同分析问题。】 | |
模块7 | midas Civil 接口【单元、材料、截面、施工阶段、预应力、边界、荷载等全面导入生成LUSAS模型】 | |
扩 展 模 块 | 模块8 | 温度/场分析【稳态与瞬态分析、温度分布/耗散、热力耦合分析】 |
模块9 | 复合材料工程【壳和实体复合材料单元、先进分层失效模型、针对所有类型结构复合材料工程问题失效分析预测；有效解决复合材料（如FRP等）加固工程、复合材料产品分析等问题。】 | |
模块10 | 二次开发接口（软件定制）【LUSAS MMI：基于FORTRAN语言添加用户材料本构等，LUSAS LPI：基于.NET框架VB、C#、C++及Python等语言，访问和调用LUSAS所有模块和功能，可实现高度定制化和成果化。】 | |
模块11 | 钢与组合截面板设计器 | |
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