نرم افزارهای مهندسی عمران

دسته بندی :

تاریخ درج :

حجم فایل :

نرم افزارهای مهندسی عمران

رشته‌ی مهندسی عمران، یک رشته‌ی کاملا محاسباتی است. کوچک‌ترین اشتباهی در محاسبات عمرانی می‌تواند خسارات مالی و جانی بسیاری به همراه داشته باشد. به علاوه، این محاسبات بسیار سخت، پیچیده و زمان‌بر هستند. خوشبختانه موجوداتی به نام کامپیوتر هستند که می‌توانند سنگین‌ترین محاسبات را با سرعت‌های بالا و کمترین خطای ممکن انجام دهند! اما خود سخت‌افزارهای کامپیوتری به تنهایی نمی‌توانند هیچ کاری انجام دهند و نیاز به نرم‌افزارها دارند. موجودات خلاقی به نام برنامه‌نویس هم داریم که این نرم‌افزارها را کدنویسی کرده و توسعه می‌دهند. به لطف برنامه‌نویسان آشنا با اصول مهندسی و مهندسان دارای مهارت برنامه‌نویسی، نرم افزارهای مهندسی عمران برای ساده کردن و خودکارسازی محاسبات عمرانی توسعه یافته‌اند.
این نرم‌افزارها سرعت پروژه‌های عمرانی را بسیار بالا برده و خطاها را بسیار کاهش داده‌اند. هرچند که هنوز هم کسی که فارغ‌التحصیل این رشته است باید اصول محاسبات عمرانی را بداند ولی امروزه، مهارت‌های نرم‌افزاری، مهم‌ترین مهارت‌های سخت در حوزه‌ی عمران هستند. اگر مروری بر آگهی‌های استخدام مهندسی عمران داشته باشید، خواهید دید که تقریبا در تمامی این آگهی‌ها، یکی از شروط کارفرمایان برای استخدام، تسلط به یک یا چند نرم‌افزار است. بعضی از نرم‌افزارهای تخصصی تقریبا در تمامی پروژه‌های عمرانی کاربرد دارند. بعضی نرم‌افزارهای عمومی نیز کاربردهایی در این رشته یافته‌اند. در مقاله‌ای که پیش روی شما است، می‌خواهیم یک لیست نرم افزارهای مهندسی که شامل ضروری‌ترین نرم افزارهای مهندسی عمران است را به شما معرفی کنیم. با ما همراه باشید.

نرم افزارهایی که مهندس عمران باید بداند
ابزارهای نرم‌افزاری که در زیر به شما معرفی می‌کنیم، ابزارهایی هستند که در اکثر شاخه‌های عمران کاربرد دارند. هر کسی که خود را مهندس عمران می‌نماد، باید با اکثر این نرم‌افزارها آشنایی داشته باشد.
۱- اتوکد
اتوکد (AutoCAD) به‌عنوان نرم افزار پرکاربرد رشته‌ی مهندسی عمران برای مهندسان مبتدی و ماهر شناخته می‌شود. این ابزار در واقع یک نرم‌افزار نقشه‌کشی است که برای تهیه‌ی نقشه‌ی سازه‌ها به کار می‌رود. اتوکد در حوزه‌های دیگری نیز کاربرد دارد. به‌عنوان نمونه اتوکد یکی از نرم افزارهای مهندسی مکانیک، معماری، نقشه‌برداری و مهندسی فرآیند، برق و شبکه نیز محسوب می‌شود. بنابراین، دنیای مهارت‌های اتوکد، بسیار وسیع است.
شرکت اتودسک (Autodesk) که اتوکد را ساخته است، محصول دیگری به نام AutoCAD Civil 3D دارد. در حالی که اتوکد تنها ابزارهای نقشه‌کشی در اختیار شما می‌گذارد، AutoCAD Civil 3D به شما این امکان دیگری نیز می‌دهد. اگر به یادگیری اتوکد علاقه دارید، می‌توانید در دوره‌های آموزشی معتبر جاب ویژن، در قسمت توانمندتر شو، شرکت کنید. قرار گرفتن مدال اتوکد در رزومه‌ی شما، شانس استخدامتان را بسیار بالا می‌برد.
۲- مایکروسافت اکسل
نرم‌افزار مایکروسافت اکسل (Microsoft Excel) احتمالا در تمامی پروژه‌های عمرانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. خوشبختانه یا متأسفانه، اکثر مهندسین، محاسبات خود را با استفاده از اکسل انجام می‌دهند. بنابراین، پیش از شرکت در دوره‌های کارآموزی، بهتر است که کاملا به این نرم‌افزار شرکت مایکروسافت، مسلط باشید. البته اکسل کاربردها و ابزارهای متعددی دارد که تسلط به همه‌ی آن‌ها کار آسانی نیست ولی باید به کلیات این ابزار نرم‌افزاری، تسلط داشته باشید. توانایی فرمول‌نویسی در اکسل از مهم‌ترین مهارت‌هایی است که مهندسان باید داشته باشند.
۳- HEC-RAS
نرم افزار Hydrologic Engineering Center’s River Analysis System یا به اختصار HEC-RAS، یک برنامه‌ی مدل‌سازی هیدرولیکی و یکی از نرم افزارهای مهندسی عمران است که توسط نیروی مهندسی ارتش ایالات متحده‌ی آمریکا طراحی شده است. این نرم‌افزار به صورت آنلاین و کاملا رایگان در دسترس است و هر کسی می‌تواند آن را دانلود کند. این برنامه، احتمالا پرکاربردترین نرم افزار عمران در حوزه سیستم مدل‌سازی هیدرولیک است. HEC-RAS یکی از نرم افزارهای دفتر فنی عمران است که در پروژه‌های بسیار متنوعی شامل طراحی کانال، هیدرولیک پل، انتقال رسوبات، انطباق FEMA و مطالعات طغیان شکست سد کاربرد دارد.
HEC-RAS هم می‌تواند مدل‌سازی یک بعدی و هم می‌تواند مدل‌سازی دو بعدی انجام دهد. مطالعات یک بعدی با استفاده از این برنامه برای مطالعه‌ی سیستم‌های رودخانه‌ای پیوسته یا ناپیوسته که عمدتا در یک جهت جریان دارند استفاده می‌شود. با مدل‌های دو بعدی می‌توان جریان دشت سیلاب کم عمق یا شرایط جریانی چند شاخه‌ای را مورد مطالعه قرار داد.
۴- نرم افزار ETABS
نرم افزار ETABS (خلاصه شده‌ی عبارت Extended 3D Analysis of Building System به معنی تحلیل سه‌بعدی بسط یافته‌ی سیستم ساختمان) برای طراحی و تحلیل ساختمان‌های چند طبقه به کار می‌رود. ابزارهای مدل‌سازی و قالب‌ها، بار مجاز براساس کد، روش‌های تحلیل و … ، همگی با هندسه‌ی شبکه‌ای منحصر به این دسته از ساختارها مطابقت دارند. با استفاده از ایتبس می‌توان سیستم‌های پایه‌ای یا پیشرفته را تحت شرایط استاتیک یا داینامیک، ارزیابی کرد. این نرم‌افزار به عنوان بهترین نرم‌افزار برای تحلیل سازه و مهندسی زلزله شناخته می‌شود.
۵- ArcGIS
برنامه‌ی ArcGIS یکی از نرم افزارهای مهندسی عمران و زمین‌شناسی توسعه یافته توسط شرکت ESRI است. اگر بخواهیم خیلی کلی بگوییم، این برنامه برای ایجاد، مدیریت، تحلیل و ارائه‌ی داده‌های مکانی به کار می‌رود. با GIS می‌توان کارهای زیادی انجام داد. حتی امکان مدل‌سای هیدرولوژیک و پردازش داده‌های ارتفاعی نیز با GIS وجود دارد.
۶- Bluebeam Revu
برنامه‌ی Bluebeam Revu در واقع یک برنامه‌ی PDF بسیار پیشرفته است. کار کردن با PDFها و مدیریت آن‌ها در Bluebeam Revu خیلی راحت‌تر از ادوبی آکروبات است. به علاوه، با این برنامه می‌توانید طول ویژگی‌های خطی را اندازه گرفته و مساحت چندوجهی‌ها را محاسبه کنید. کار کردن با این نرم‌افزار خیلی راحت است.
۷- Revit
برنامه‌ی Revit یکی دیگر از محصولات شرکت Autodesk است که در پروژه‌های معماری کاربرد دارد. این برنامه برای مدل‌سازی اطلاعاتی ساختمان (BIM) و ساخت مدل سه‌-بعدی از ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرد. رویت، برخلاف اتوکد برای تحلیل ویژه‌ی ساختمان نیز به کار می‌رود و یکی از نرم افزارهای پولساز مهندسی عمران و معماری است.
۸- Microsoft Project
مدیران پروژه‌ها برای پیشروی مطابق با برنامه‌ی زمانی، مدیریت بودجه و تحلیل حجم کاری است. با اینکه این برنامه، محصول مایکروسافت است، جزئی از مجموعه‌ی مایکروسافت آفیس نیست.
۹- Microsoft Access
مایکروسافت اکسس که عضوی از مجموعه‌ی آفیس است، به شما امکان می‌دهد تا پایگاه‌های داده بسازید. این برنامه برای سازمان‌دهی مجموعه داده‌های بزرگ و داده‌های مرتبط، بهتر از اکسل است. اگر یک جدول بزرگ از داده‌ها دارید که همیشه به هم می‌ریزد، این داده‌ها را در Microsoft Access وارد کنید. به علاوه شما می‌توانید فرم‌هایی را به پایگاه داده Microsoft Access اضافه کنید.
۱۰- ETABS MATE؛ بهترین نرم افزار نقشه کشی سازه
نرم‌افزار ETABS MATE یک نرم‌افزار خیلی سریع، حرفه‌ای و کاربرپسند برای طراحی و نقشه‌کشی جزئیات سازه‌های بتنی در یک رابط کاربری توسعه‌یافته و راحت، براساس تحلیل مدل ساختار نتایج نرم‌افزار ETABS است.
نرم‌افزار ETABS MATE نقشه‌هایی از ساختارهای بتنی با فرمت فایل اتوکد تولید می‌کند. به علاوه از این نرم‌افزار که به عنوان بهترین نرم افزار مهندسی عمران در زمینه نقشه کشی سازه شناخته می‌شود، برای تهیه‌ی چندین نوع گزارش شامل فهرست مصالح سازه، توالی طبقات و … استفاده می‌شود. شما می‌توانید در این نرم‌افزار، ظرف چند ثانیه، نقشه‌هایی از پروژه‌ی خود ایجاد کنید.
۱۱- FlowMaster
برنامه‌ی FlowMaster یک محاسبه‌گر هیدرولیکی پیشرفته است. این برنامه به شما کمک می‌کند تا خواص نامشخص ساختارهای هیدرولیکی مثل لوله‌کشی‌ها، ورودی‌ها، روزنه‌ها و خاکریزها را مشخص کنید. برای کار کردن راحت‌تر با FlowMaster باید از اکسل استفاده کنید تا مجبور نباشید یک شیت برای هر پارامتر هیدرولیکی که قصد محاسبه‌ی آن‌ را دارید، ایجاد کنید.
این نرم‌افزار، ساده‌ترین برنامه در این لیست نرم‌افزارهای مهندسی است و نیازی نیست که زمان زیادی به یادگیری آن اختصاص دهید. به جای این کار، می‌توانید زمان خود را صرف یادگیری اصول محاسباتی و معادلات مورد استفاده توسط این برنامه کنید.
۱۲- MicroStation
یکی دیگر از برنامه های مهندسی عمران، نرم افزار MicroStation است. میکرواستیشن یک برنامه‌ی نقشه‌کشی کامپیوتری (CAD) دو-بعدی و سه-بعدی است که اغلب برای پروژه‌های راه و ترابری به کار می‌رود. همچنین قابلیت مدل‌سازی اطلاعاتی ساختمان نیز دارد و یکی از برنامه‌های مهندسی عمران ساختمان نیز محسوب می‌شود.
۱۳- HY-8
برنامه‌ی HY-8 یکی از نرم افزارهای مهندسی عمران است که توسط اداره‌ی بزرگراهی فدرال سازمان حمل‌ونقل ایالات متحده‌ی آمریکا (FHWA) توسعه پیدا کرده است. مهندسان عمران می‌توانند از این برنامه برای کارهایی مثل طراحی آبریزها و لوله‌هایی که جریان را از زیر جاده‌ها عبور می‌دهند، استفاده کنند. این برنامه می‌تواند محاسبات اتلاف انرژی را نیز انجام دهد.
۱۴- Google Earth
ممکن است دیدن Google Earth در این لیست نرم افزارهای مهندسی، شما را متعجب کند. با این حال، این برنامه خیلی به کار مهندسان می‌آید زیرا به آن‌ها اجازه می‌دهد تا مکان اجرای یک پروژه را از زوایای مختلف، ببینند. به علاوه، با این برنامه می‌تواند مشخصات محل و مشخصات زمین را به طور تقریبی ندازه‌گیری کرد.
۱۵- STAAD Pro
آخرین مورد از نرم افزارهای مهندسی عمران که در این فهرست به شما معرفی می‌کنیم، STAAD Pro است. برنامه‌ی تحلیل و طراحی ساختاری (Strutural Analysis And Design) ورژن Pro یا به اختصار، STAAD Pro، یکی از محصولات شرکت Bentley است که برای تحلیل ساختاری سه-بعدی به کار می‌رود. این برنامه، اولین بار در سال ۱۹۹۷ توسط شرکت Research Engineers International توسعه پیدا کرد و بعدها، شرکت بنتلی آن را خریداری نمود. از این برنامه برای BIM نیز استفاده می‌شود. در زیر فهرستی از قابلیت‌های STAAD Pro برای شما آورده‌ایم:
    تحلیل عنصری متناهی
    طراحی تیرها، ستون‌ها و دیوارها
    تحلیل بارها
    طراحی لرزه‌ای
    طراحی پی و دال
    وارد کردن داده‌ها از اتوکد
    تهیه‌ی گزارش‌های ویژگی بخش
    طراحی بر اساس استانداردهای بین‌المللی
    طراحی بارها و ترکیبات بارها
    نشان دادن دقت نتایج (مثال نیروی برشی، دیاگرام لنگری خمش و …)
از دیگر نرم افزار های عمران می‌توان به نرم افزار مهندسی عمران Tekla structures، نرم افزار «سی اس آی سیف» (CSi SAFE) و پلکسیس اشاره کرد.
16- نرم افزار سیف (SAFE)
چهارمین نرم افزار معرفی شده از گروه نرم افزار مهندسی عمران نرم افزار سیف SAFE می باشد. مهندسین عمران به منظور محاسبه آرماتور فونداسیون و دال های بتن آرمه از نرم افزار سیف (SAFE) که گرافیک بالایی دارد استفاده می‌کنند. در نرم افزار سیف رفتار خاک با کمک فنر مدل‌سازی می‌شود. این نرم افزار قابلیت تحلیل رفتار غشایی خمشی، پوسته‌ای یا ترکیبی را داراست.
انواع المان‌های مختلف زیر به کمک نرم افزار سیف (SAFE) طراحی می‌شود:
    دال‌های بتنی
    دال‌های یک طرفه
    دال‌های تحت با کتیبه
    دال‌های دو طرفه با تیر
    دال‌های پس کشیده با تیر
    دال تخت پس کشیده
    طراحی انواع فونداسیون های ساختمان
    سقف های بتنی
به جهت ورود به حوزه طراحی سازه اولین قدم یادگیری نرم افزارهای ایتبس و سیف است. برای یادگیری این نرم افزارهای میتوانید ازدوره جامع آموزش ایتبس پاراسیویل استفاده کنید.
17- نرم افزار تکلا استراکچرز (Tekla Structures)
چهارمین نرم افزار معرفی شده از گروه نرم افزارهای مهندسی عمران نرم افزار تکلا استراکچرز می باشد. نرم افزار تکلا استراکچر (Tekla Structures) برای تبدیل نقشه های اجرایی به نقشه های شاپ استفاده می‌شود. این نرم افزار یکی از کاربردی ترین نرم افزارهای مهندسی عمران است که در قدیم با نام (Xsteel) شناخته می‌شد. در نقشه‌های ساخت جزئیات به صورت کلی بیان شده است در حالی که به کمک تکلا استراکچرز (Tekla Structures) نقشه کارگاهی قابل فهم برای خط تولید و کارگران ایجاد می‌شود، علاوه بر آن برای سه بعدی سازی سازه ساختمان و مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) نیز کاربردهای فراوانی دارد. تکلا با مدل‌سازی جزئیات سازه مثل ستون‌ها، پیچ و مهره و جوش و … مشکلات احتمالی و تداخلات احتمالی سازه با معماری و تاسیسات را قبل از ساخته شدن به مهندسین یادآوری می‌کند که این ویژگی بسیار خوبی برای یک نرم افزار است. به عبارت دیگر با گذراندن دوره آموزش تکلا شما قبل از ساخته شدن سازه، میتوانید قسمت ها و طبقات مختلف سازه با ریزترین جزییات اجرایی مورد بررسی قرار دهید.
از جمله کاربردهای دیگر تکلا می توان به قابلیت متره و براورد مصالح در این نرم افزار اشاره کرد. امروزه از نرم افزار تکلا علاوه بر سازه های فولادی در سازه های بتنی هم استفاده های بسیار زیادی میتوان کرد که متاسفانه تعداد افرادی که به مدلسازی و شاپ سازه های بتنی در تکلا مسلط باشند بسیار کم بوده واین اتفاق یک فرصت بسیار خوب برای افرادی است که توانایی شاپ انواع سازه های فولادی و بتنی با تکلا را دارند می باشد.
18- نرم افزار سپ SAP2000
نرم افزار SAP2000 یکی دیگر از محصولات شرکت CSI می باشد که از آن برای تحلیل و طراحی انواع سازه های غیر ساختمانی مثل طراحی سوله استفاده می شود. این نرم افزار از لحاظ ظاهری بسیار شبیه به نرم افزار ETABS بوده که نسبت به آن قابلیت های بیشتری به ما میدهد، قابلیت هایی مثل توانای تحلیل رفتار پوسته ها. از نرم افزار SAP همواره به عنوان یکی از قوی ترین ابزارهای تحلیل انواع سازه ها یاد می شود. کاربردهای SAP شامل:
    تحلیل خطی و غیرخطی المان ها
    تحلیل رفتار غشایی و پوسته‌ای
    سیستم مختصات چندگانه
    طراحی پل ها
    تحلیل استاتیکی و دینامیکی سازه ها
نرم افزار سپ SAP یکی از قویترین نرم افزارهای مهندسی عمران در حوزه طراحی سازه های صنعتی طراحی سوله ها است.
19- نرم‌افزار ژئو استودیو GeoStudio
نرم‌افزار ژئواستودیو (GeoStudio) نرم افزار دیگری است که در زمینه نرم افزارهای مهندسی عمران برای محاسبات پیچیده ژئوتکنیکی به کار می‌رود. نرم‌افزار ژئواستودیو دارای کتابخانه ای کامل از رفتارهای خاک است و به کمک این کتابخانه مهندسین فعال در حوزه ژئوتکنیک و مکانیک خاک آزادی عمل بیشتری در مدل‌سازی دارند. کاربرد اصلی این نرم افزار پیش‌بینی رفتار خاک، بررسی تنش و کرنش، جریان، جابجایی، تحلیل پایداری شیروانی‌ها، پایداری سدهای خاکی تحلیل دینامیکی سازه ها، مدلسازی نیلینگ، شبیه سازی پدیده نشست، شبیه‌سازی تغییر شکل زمین، شبیه سازی انتقال گرما و جرم در خاک و سنگ، شبیه سازی روانگرایی در خاک مستعد است.
20- نرم افزار پلکسیس Plaxis
نرم افزار پلکسیس یکی دیگر از نرم افزارهای مهندسی عمران است که در زمینه ژئوتکنیک کاربرد دارد. برای تحلیل و مدل‌سازی تغییر شکل‌ها و پایداری‌ها به کار می‌رود. پلکسیس به وسیله المان‌های مثلثی می‌تواند خاکبرداری و خاکریزی مرحله‌ای را مدل‌سازی کند. در تحلیل سازه هایی مثل تونل، خاکریز، گودبرداری، فونداسیون و معادن از پلکسیس استفاده می‌شود.

اهمیت یادگیری نرم افزارها در رشته عمران
امروزه مهندسی عمران از رشته های پرطرفدار در جامعه است اما در عین حال به لحاظ تعداد زیاد فارغ التحصیلان، باید از ابتدای کار به این توجه داشته باشید که برای جذب در بازار کار باید مسلط به نرم افزارهای مهندسی عمران باشید.
چنانچه یک مهندس عمران بخواهد در کارهای طراحی و دفاتر فنی این رشته وارد وارد شده و موفق باشد تسلط و آشنایی کامل با نرم افزارهای تحلیل و طراحی سازه ها توصیه میشود.