TigerkinForGHMax
用户手册 · 面向结构工程师

TigerkinForGHMax
用户手册

这是一个运行在 Rhino / Grasshopper 内的结构建模与仿真插件。它将参数化几何、结构定义、荷载组织、跨软件互通、分析结果读取、设计校核以及 CFD 外流场和机器学习分析整合在同一个工作界面里,让你能在一个参数化图里完成从建模到结果的闭环。

参数化建模 多软件互通 分析结果闭环 设计校核 CFD 外流场 机器学习

1. 产品概述

TigerkinForGHMax 不是单一的 "SAP2000 发送工具",而是一套以 Grasshopper 为交互界面的结构建模与仿真工作台,覆盖建模、分析、结果、设计多个阶段,并向 SAP2000、ETABS、MIDAS、OpenSees、YJK、OpenFOAM 等外部软件延伸。

核心价值:把参数化建模、结构分析互通、结果展示和设计校核放进同一个 Grasshopper 语境里,减少多软件间反复操作,提升方案推演效率。

2. 快速上手

安装与启动

  • 将插件文件放置到 Grasshopper Libraries 目录下即可使用。
  • 启动 Rhino 后,插件会自动加载并在 Grasshopper 工具栏中显示。
  • 首次启动会自动初始化授权状态和工具栏偏好设置。

授权与试用

  • 产品提供三个版本:FreeProMax
  • 首次使用享有 14 天免费试用期,试用期间按 Pro 版本功能开放。
  • 试用结束后回落为 Free 版本;输入授权码后可升级为 Pro 或 Max。

工具栏功能

  • 授权管理窗口
  • 程序升级入口
  • 显示/隐藏组件名称
  • 鼠标断线模式
  • 组件树面板

推荐学习顺序

  1. 先掌握 通用设置定义体系构件创建荷载体系
  2. 再学习 模型组装 与跨软件导入导出。
  3. 随后进入 分析结果设计校核
  4. 最后按需要扩展到 OpenSees、MIDAS、YJK、CFD 与 ML 模块。

3. 功能模块地图

插件在 Grasshopper 工具栏中按功能场景划分为 11 个模块,覆盖从参数化几何到分析结果展示的完整工作流。

00
通用设置
01
定义体系
02
构件创建
03
荷载体系
04
模型组装
05
分析结果
06
设计校核
07
几何生成
08
辅助工具
09
CFD 模块
10
机器学习
功能模块 主要用途 典型场景 版本要求
通用设置 连接外部软件,设置单位、锁定状态与分析自由度 工作流入口,建立软件会话 Free 起步,ETABS 在 Pro
定义体系 定义材料、截面、连接、约束、分组等基础对象 建模前置,形成可复用构件定义 基础定义 Free,高级定义多在 Pro
构件创建 生成点、杆、面、索、实体及属性附加、分解、预览 结构对象搭建阶段 点/杆/面 Free,其余多在 Pro
荷载体系 组织荷载模式、荷载工况、组合、荷载施加与动力函数 模型完成后到分析前 静力基础 Free,高级工况和函数多在 Pro
模型组装 统一模型组装、跨软件导入导出、求解触发和预览 整个插件的中枢层 Free 到 Max 均有分布
分析结果 读取分析结果,并提供图示、包络、极值和拓扑结果解析 分析完成之后 SAP 基础 Free/Pro,MIDAS 与 OpenSees 多在 Max
设计校核 钢结构、混凝土、铝合金三大设计体系,含规范设置、设计执行、结果读取和截面校核 设计校核阶段 主要在 Pro,部分高阶校核在 Max
几何生成 生成桁架、穹顶、网壳、轴网、曲线等几何母体 参数化几何起步阶段 Free 与 Pro 混合
辅助工具 辅助判断、图例显示、文件读取、N-M 曲线等零散工具 全流程都可能调用 Free 与 Pro 混合
CFD 模块 OpenFOAM 风环境工作流:案例准备、网格划分、求解、采样、风荷载计算和预览 CFD 外流场分析与风荷载闭环 全功能开放
机器学习 ML.NET 回归/分类训练、TorchSharp 深度学习、ONNX 模型推理 数据驱动分析与预测 全功能开放

4. 各模块详细说明

通用设置连接外部软件,处理文件、单位、锁定与分析自由度
  • 连接 SAP2000:获取正在运行的 SAP2000 接口,是 SAP 工作流的第一步。
  • 连接 ETABS:获取 ETABS 接口,适合 ETABS 互通场景。
  • 打开/导出文件:直接打开或导出 SAP / ETABS 原生模型文件。
  • 单位/锁定/自由度:在分析前统一控制模型状态,保证导入导出行为稳定。
定义体系定义材料、截面、连接和约束,是后续构件与模型的基础
  • 材料定义:建立通用材料或用户自定义材料。
  • 截面定义:为杆件、板、索、预应力、实体、钢筋等不同结构对象准备截面定义。
  • 连接属性:面向连接单元的高级行为定义。
  • 约束与分组:支持约束、分组和节点样式类组织能力。
  • SAP2000 查询:查询 SAP2000 中已定义的材料名称、截面名称,检查材料是否存在。
构件创建创建和修饰点、杆、面、索、实体对象,并提供对象分解与显示
  • 基础构件:点、杆、面构件,Free 版本即可完成基础结构对象生成。
  • 高级构件:索、预应力、连接单元与实体模型。
  • 属性附加:网格划分、弹簧、质量、修正系数、截面修正、端部偏移等高级属性。
  • 查看工具:对象拆解、局部轴查看和可视化预览。
  • SAP2000 增量操作:检查对象存在性、查询对象属性、增量创建/更新点对象。
荷载体系建立荷载模式、工况、组合和动力函数
  • 荷载组织:荷载模式、荷载工况、荷载组合,形成分析的工况组织骨架。
  • 荷载施加:覆盖节点、梁、面、温度、风荷载及索目标力等常见荷载类型。
  • 动力分析:支持反应谱、时程分析、功率谱、稳态分析等复杂动力分析前置定义。
  • SAP2000 荷载操作:施加面均布荷载、查询荷载模式名称等增量操作。
模型组装整个插件最核心的中台层,统一模型并连接多个软件
  • 模型组装与分解:把点、杆、面、荷载、组合等统一组装为一个可传递模型。
  • 跨软件互通:支持与 SAP2000、ETABS、MIDAS、OpenSees、3D3S、YJK 之间的导入导出或双向转换。
  • 模型预览:在 Grasshopper / Rhino 视口内做模型和荷载展示。
  • 异步执行:针对长耗时任务提供异步执行,包括 SAP2000 分析、OpenSees 分析、MIDAS 导出、增量同步等。
  • OpenSees 工作流:直接在 GH 内组织 OpenSees 分析与拓扑优化参数。
  • 轴网系统:轴网生成与管理组件。
  • 材料用量统计:统计模型中材料的使用情况。
分析结果结果模块最丰富,覆盖多软件结果读取和一整套结果可视化
  • SAP 结果:节点响应、构件内力、面结果、基底反力、广义位移、模态量、表格数据、能量等。
  • ETABS 结果:语义化的 ETABS 分析结果读取。
  • MIDAS 结果:节点位移、梁内力、板力、板应力、反力、通用表格、设计内力等。
  • OpenSees 结果:节点响应、杆件内力、截面力、支座反力、壳力、壳应力、模态结果。
  • 结果可视化:变形视图、模态视图、反力向量、截面力图、模型视图。
  • 拓扑优化后处理:收敛曲线、单元状态、激活网格、密度视图、迭代选择。
  • 结果后处理:结果包络、结果极值用于结果归并分析。
设计校核钢结构、混凝土、铝合金三大设计体系
  • 设计规范:设置设计规范、偏好参数和分析方法。
  • 设计组合:准备强度组合、挠度组合或自动生成。
  • 设计执行:启动设计计算,获取设计摘要和校核结果。
  • 结果查看:查看截面校核结果、设计覆盖参数、通过状态。
  • 钢结构设计:完整的钢结构设计规范设置、设计启动、结果摘要、组合管理、截面验证与覆盖参数。
  • 混凝土设计:混凝土结构设计规范设置、设计启动与结果查看。
  • 铝合金设计:铝合金结构设计规范设置、设计启动与结果查看。
几何生成快速生成常用结构几何母体
  • 桁架结构:2D 桁架、空间桁架。
  • 穹顶网壳:标准穹顶、Kiewitt 型穹顶、网壳结构。
  • 轴网与曲线:快速轴网、螺旋曲线等参数化几何工具。
辅助工具全流程都可能调用的零散工具
  • 有效性判断:辅助判断模型或构件状态。
  • 图例显示:在视口内显示结果图例。
  • 文件读取:读取外部文本文件。
  • N-M 曲线:钢筋混凝土圆形截面 N-M 相关曲线。
  • 索引预览:预览列表元素的索引。
CFD 模块OpenFOAM 外流场风环境工作流与风荷载计算
  • 风参数设置:定义风环境分析参数,创建 CFD 会话。
  • 案例准备:导出 STL 几何并写入 OpenFOAM 字典文件。
  • 网格划分:运行 blockMesh 和 snappyHexMesh 生成网格,支持网格预览。
  • 求解执行:运行 CFD 求解器(支持异步执行)。
  • 结果读取:读取压力场、速度场、探针数据、VTK 文件、切片结果和流线数据。
  • 采样工具:切片采样(单时刻/全时刻)、边界采样(单时刻/全时刻)、流线生成。
  • 风压系数:将运动压力转换为风压系数 Cp、高度修正风压系数 Cp_1。
  • 体型系数:基于建筑轮廓网格计算面积加权体型系数,支持体型系数预览。
  • 边界系数统计:从建筑轮廓采样结果计算 Cp 或 Cp_1 的瞬态统计量。
  • 荷载映射:将 CFD 压力值转换为结构面均布荷载。
  • 切片预览:自动着色的切片结果网格可视化。
机器学习ML.NET 与 TorchSharp 深度学习集成,AI 辅助结构分析
  • 数据准备:构建 ML 训练数据表。
  • 结构特征:将结构模型数据转换为 ML 特征。
  • ML.NET 训练:回归模型训练、分类模型训练,支持多种算法和训练选项配置。
  • 深度学习训练:基于 TorchSharp 的表格深度学习训练,支持 CUDA GPU 加速(异步执行)。
  • 模型预测:ML.NET 向量预测、深度学习向量预测与批量预测。
  • ONNX 推理:加载和运行 ONNX 模型推理。
  • 模型管理:加载 .tgkdl 深度学习模型目录,查看 GPU 设备信息。
  • 可视化:ML 相关可视化工具。

5. 典型工作流

SAP2000 完整工作流
  1. 连接软件:使用"连接 SAP2000"组件获取运行中的 SAP2000 接口。
  2. 定义体系:在"定义体系"模块中创建材料、截面、约束等基础定义。
  3. 创建构件:在"构件创建"模块中生成点、杆、面等结构对象。
  4. 施加荷载:在"荷载体系"模块中组织荷载模式、工况和组合。
  5. 模型组装:使用"模型组装"组件将所有对象统一组装。
  6. 发送分析:将模型发送至 SAP2000 并触发分析。
  7. 读取结果:在"分析结果"模块中读取节点响应、构件内力等结果。
  8. 设计校核:在"设计校核"模块中设置设计规范并执行校核(钢/混凝土/铝)。
OpenSees 高级分析工作流
  1. 模型准备:完成基础建模和定义。
  2. OpenSees 参数设置:在"模型组装"模块中配置 OpenSees 分析参数和记录器。
  3. 拓扑优化设置:配置拓扑优化参数(如需要)。
  4. 执行分析:使用异步组件触发 OpenSees 求解。
  5. 结果读取:使用"OpenSees 结果源"读取分析结果。
  6. 结果可视化:使用变形视图、模态视图、反力向量、截面力图等可视化工具展示结果。
CFD 风荷载闭环工作流
  1. 风参数设置:使用"CFD Wind Parameters"定义风速、风向等参数。
  2. 创建会话:使用"CFD Outdoor Session"创建可复用的 CFD 会话。
  3. 案例准备:使用"CFD Prepare Outdoor Case"导出几何并写入 OpenFOAM 字典。
  4. 网格划分:使用"CFD Generate Outdoor Mesh"运行网格生成。
  5. 运行求解:使用"CFD Run Outdoor"(异步)执行外流场求解。
  6. 结果读取:读取压力场、速度场等结果。
  7. 边界采样:对建筑表面进行采样,获取压力数据。
  8. 风压系数计算:将运动压力转换为 Cp / Cp_1。
  9. 体型系数计算:计算面积加权体型系数。
  10. 荷载映射:使用"CFD Pressure To Area Load"将 CFD 压力映射为结构荷载。
  11. 切片预览:使用"CFD Slice Preview"可视化结果。
机器学习工作流
  1. 数据准备:使用 ML 数据组件构建训练数据表。
  2. 结构特征提取:将结构模型数据转换为 ML 特征向量。
  3. 模型训练:使用 ML.NET 或 TorchSharp 进行回归/分类训练。
  4. 模型预测:加载训练好的模型进行预测。
  5. ONNX 推理:加载外部 ONNX 模型进行推理。

6. 授权与版本说明

产品提供三个版本,满足不同阶段的使用需求。

体验版

Free

¥0

WIP 完全开放

  • 适合学习、试用、轻量建模
  • 节点限制 500
  • 基础 SAP2000 连接与建模流程
  • 基础模型组装、点杆面构件、静力荷载
  • 试用结束后的默认版本
专业版

Pro

¥0

WIP 完全开放

  • 适合结构工程师的日常生产工作
  • 节点限制 10,000
  • 完整 SAP2000 + ETABS 工作流
  • 更多材料、截面、荷载、结果和设计组件
  • 钢结构 / 混凝土 / 铝合金设计校核
  • 新用户默认 14 天试用期按 Pro 生效
旗舰版

Max

¥0

WIP 完全开放

  • 适合多软件协同与高级分析用户
  • 节点限制无限制
  • 解锁 MIDAS、OpenSees、YJK 全流程
  • 支持拓扑优化、OpenSees 图示结果、高阶互通
  • 完整 CFD 风荷载工作流
  • 机器学习与深度学习模块
  • 适合作为团队级生产与研发工具

7. 常见问题

如何获取授权码?

请联系销售团队或通过工具栏中的"授权管理"窗口获取授权码。输入授权码后,插件会自动升级到对应版本。

试用期结束后会怎样?

14 天试用期结束后,插件会自动回落为 Free 版本。已创建的模型文件不会受影响,但部分高级功能将不可用。

支持哪些版本的 SAP2000 / ETABS?

插件通过官方 API 与 SAP2000 / ETABS 通信,理论上支持所有开放 API 的版本。建议使用较新版本以获得最佳兼容性。

CFD 分析需要什么环境?

CFD 模块依赖 OpenFOAM 运行环境。需要预先安装 OpenFOAM(推荐使用 Linux 环境或 WSL),并确保相关求解器可在命令行中调用。

机器学习组件支持 GPU 加速吗?

深度学习组件基于 TorchSharp,支持 CUDA GPU 加速训练。使用前可通过"DL Device Info"组件检查 GPU 可用性。ML.NET 组件目前使用 CPU 训练。

如何获取技术支持?

可通过工具栏中的"组件树"面板查看组件结构,或查看示例文件(位于 exam 目录)了解典型用法。如需进一步帮助,请联系技术支持团队。

软件下载

TigerkinforGHMax 下载地址: https://pan.quark.cn/s/aeaf288a316b

blueCFD 2020 下载地址:https://pan.quark.cn/s/6e2db3a8e806

提示:cuda_setup为机器学习、深度学习相关库,如果不使用该模块可以不下载安装!