Điểm nổi bật của phần mềm trong mảng phân tích là ứng dụng phần tử sợi 3D - được xem là ưu việt và kết quả thực tế đã được chứng minh trong UC-win/FRAME (3D), và phần tử tấm dựa trên lý thuyết tấm dày Reissner-Mindlin. Ngoài ra, phần mềm cũng cho phép phân tích động và phân tích tĩnh có xét đến đồng thời phi tuyến vật liệu và phi tuyến hình học (bài toán chuyển vị lớn).

▲Phần tử sợi (hình bên phải là mô hình toán học)

Phần tử tấm có thể được xếp nhiều lớp trực tiếp lên nhau theo bề dày và thiết lập vật liệu, tuyến tính/ phi tuyến cho riêng từng tấm. Phương trình cấu thành phi tuyến của bê tông cốt thép (mô hình vết nứt phân tán) do Phòng thí nghiệm Bê tông của Đại học Tokyo phát triển được sử dụng cho phương trình cấu thành của bê tông áp dụng cho phần tử tấm. Có thể nói phần tử tấm của Engineer's Studio được mở rộng từ phần tử RC của UC-win/WCOMD thành nhiều lớp theo hướng bề dày, nó được phân tích không chỉ biến dạng trong mặt phẳng mà còn cả ứng xử phi tuyến của biến dạng ngoài mặt phẳng.
Phần tử đẳng tham số (isoparametric element) thường được sử dụng trong phân tích FEM được coi là phần tử tấm phẳng.

▲Phần tử tấm (hình bên phải là mô hình toán học)

Với phần tử bậc 1 dạng tam giác được bổ sung, phần mềm cho phép kết hợp phần tử bậc 1 dạng tam giác và tứ giác trong quá trình tự động chia lưới tại các miền có hình dạng phức tạp (xem Triangular Liner trong hình dưới). Ngoài ra, các phần tử lưới của phần tử bậc cao (phần tử bậc 2 dạng tứ giác, phần tử bậc 2 dạng tam giác) sau khi được chọn có thể được chuyển đổi thành phần tử bậc thấp hơn (phần tử bậc 1 dạng tứ giác, phần tử bậc 1 dạng tam giác).

・Phần tử bậc 1 dạng tam giác: phần tử 3 điểm nút, hàm dạng (shape function) bậc 1
・Phần tử bậc 2 dạng tam giác: phần tử 6 điểm nút, hàm dạng bậc 2
・Phần tử bậc 1 dạng tứ giác: phần tử 4 điểm nút, hàm dạng bậc 1
・Phần tử bậc 2 dạng tứ giác: phần tử 8 điểm nút, hàm dạng bậc 2

▲Các dạng phần tử tấm

▲3 loại lệnh tạo phần tử tấm

▲Tự động chia lưới thành các phần tử sơ cấp
có hình dạng tam giác, tứ giác

▲Chức năng chuyển phần tử bậc 2 thành bậc 1

Phiên bản 64-bit giúp quá trình nhập liệu, kiểm tra kết quả phân tích của các mô hình lớn dễ dàng, trơn tru hơn.
Phần mềm cũng xuất được báo cáo với số lượng trang lớn (ví dụ 30.000 trang).

▲Ví dụ một mô hình lớn

Khi kiểm tra lại kết quả lịch sử thời gian của phân tích động, người dùng có thể gọi ra dữ liệu sóng địa chấn đã nhập. Khi được gọi, màn hình "Display input waveform" sẽ hiện ra. Nhấp vào biểu đồ dạng sóng để di chuyển sang bước sau. Biểu đồ biến dạng và biểu đồ nội lực mặt cắt của mô hình cũng được hiển thị đồng bộ theo bước đó.

▲Dữ liệu đầu vào dạng sóng hiển thị trên kết quả lịch sử thời gian

Phần mềm có thể thực hiện kiểm toán cho mặt cắt bê tông cốt thép: ứng suất uốn cho phép, sức kháng uốn, ứng suất cắt trung bình, sức kháng cắt, hàm lượng cốt thép tối thiểu theo Tiêu chuẩn kỹ thuật cầu đường bộ (Nhật Bản).

Đặc tính M-φ

・Kết cấu khung: song tuyến tính (bilinear) (đối xứng, bất đối xứng), tam tuyến tính (tri-linear) (đối xứng, bất đối xứng), tứ tuyến tính (tetra-linear) (đối xứng, bất đối xứng)

・Biến lịch sử nội bộ (internal history): Normal, mô hình Takeda, đàn hồi, định hướng tâm động cho điểm gốc, định hướng tâm động cho điểm lớn nhất, tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn cho đường sắt 1999 (tiêu chuẩn H11, Nhật Bản)

Đặc tính đàn hồi

・Kết cấu khung: song tuyến (đối xứng, bất đối xứng), tam tuyến (đối xứng, bất đối xứng),
tetra linear (đối xứng, bất đối xứng), gối cao su loại của Công ty đường cao tốc Nagoya, giảm chấn BMR (Binghum Material Restored)

・Biến lịch sử nội bộ (internal history): Normal, mô hình Takeda, đàn hồi, định hướng tâm động cho điểm gốc, định hướng tâm động cho điểm lớn nhất, tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn cho đường sắt 1999 (tiêu chuẩn H11, Nhật Bản), hướng dương và âm, hướng dương, hướng âm, thiết bị giảm xóc, Clough/dạng trượt, dạng Gap/Hook

Độ trễ (hysteresis) (đường cong ứng suất – biến dạng của phần tử sợi)

Vật liệu	Nguyên lý cấu thành
Bê tông	Đường cong bậc 2	Mô hình đã được áp dụng tính mô men uốn tới hạn theo các tiêu chuẩn.
	Hoshikuma	Kết cấu khung là đường cong đa chiều (bậc n) và đường thẳng biến dạng mềm hóa có xét đến hiệu ứng biên ngàm (theo Tiêu chuẩn cầu đường Nhật). Biến lịch sử nội bộ (internal history) là "F3D original" và "mô hình Sakai - Kawashima".
	COM3	Nguyên lý cấu thành được phát triển tại phòng thí nghiệm bê tông ở Đại học Tokyo, đáp ứng Tiêu chuẩn JSCE cho kết cấu bê tông (phần kiểm toán hiệu suất kháng chấn) 2002 (Nhật)
	JSCE	Mô hình đơn giản hóa dạng hệ thống phân tích kết cấu 3D "COM3" cho phần tử cọc (rod).
	Mander	Kết cấu khung là các hàm phân thức có xét đến hiệu ứng ngàm biên. Biến lịch sử nội bộ (internal history) là "mô hình Sakai - Kawashima".
Cốt thép / Thép gang / Thép dự ứng lực	Kết cấu khung: Song tuyến tính (đối xứng, bất đối xứng) Tam tuyến tính (đối xứng, bất đối xứng)	Biến lịch sử nội bộ (internal history): quy luật biến cứng động học (kinematic hardening law) (đường thẳng) / điều chỉnh Menegotto - Pinto (Sakai - Kawashima) / điều chỉnh Menegotto - Pinto (F8)
Sợi carbon / Sợi aramid	Kết cấu khung: tuyến tính (chỉ bên kéo)	Không có biến lịch sử nội bộ (internal history)

Phần tử sợi

Phần tử sợi (nguyên bản): Các phần tử phi tuyến tính sử dụng liên kết vật rắn tuyệt đối và phần tử đàn hồi phân bố. Ảnh hưởng của biến dạng cắt được bỏ qua. Biến dạng và độ cứng của kết cấu ở cả hai biên là độc lập, phù hợp để phân tích cấu kiện có độ cứng âm. Ngoài ra, ma trận độ cứng dựa trên giả thiết độ cong không đổi áp dụng cho một nửa chiều dài của phần tử cho phép dễ dàng điều chỉnh các phần tử như vùng khớp dẻo (plastic hinge) phù hợp với các giả thiết giả định độ cong khu vực (như cầu đường bộ) không đổi.

Phần tử sợi (bậc 1): Phần tử đẳng tham số với 2 nút sử dụng đường cong sơ cấp cho hàm hình dạng. Phần tử xem xét các hiệu ứng biến dạng cắt dựa trên lý thuyết dầm Timoshenko. Sự phân bố độ cong của các phần tử theo hướng chiều dài là không đổi. Dựa trên đánh giá độ cứng của một trong những điểm tích phân Gauss ở giữa kết cấu, phần tử sợi sử dụng tích phân Gauss để xây dựng ma trận độ cứng phần tử.

Phần tử sợi (bậc 2): Phần tử đẳng tham số 3 nút sử dụng đường cong bậc hai cho hàm hình dạng.

Cải thiện sự hội tụ của các phần tử tấm phi tuyến và chỉ số đánh giá phá hoại (damage index)

Đây là tính năng kiểm toán đối với phần tử tấm phẳng BTCT phi tuyến. Phần mềm tính toán bất biến thứ hai của ten-xơ lệch biến dạng và năng lượng biến dạng tích lũy chuẩn hóa, là các chỉ số đánh giá phá hoại được nêu ra trong "Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với bê tông (2012, 2017)" do Hiệp hội Kỹ sư Xây dựng Nhật Bản ban hành. Ngoài ra, phần mềm có thiết lập hội tụ cho các phần tử tấm phi tuyến, cải thiện vấn đề khó hội tụ của các phần tử này. Điều này cho phép dễ dàng tái tạo hiện tượng mềm hóa sau đỉnh cực đại trong quan hệ tải trọng - chuyển vị.

▲Bất biến thứ 2 của ten-xơ lệch biến dạng dầm phi tuyến BTCT
(sau khi lấy trung bình trọng lượng)

▲Quan hệ tải trọng - chuyển vị

・Phần tử sợi, phần tử M-φ, hiển thị mức độ phá hoại của phần tử đàn hồi
・Hiển thị mức độ phá hoại của phần tử M-φ
・Hiển thị mức độ phá hoại của phần tử đàn hồi
・Tính ứng suất (tiêu chuẩn cầu đường Nhật)
・Tính giới hạn bền (tiêu chuẩn cầu đường Nhật)
・Kiểm tra độ cong / kiểm toán phần tử đàn hồi
・Kiểm tra chuyển vị dư của cầu đường bộ
・Kiểm tra biến dạng dẻo của cầu đường bộ (μ=δmax / δy, μa=δls2 / (α*δy))
・Kiểm tra chuyển vị của cầu đường bộ
・Import/ export dữ liệu CAD (định dạng DXF, DWG)
・Export file định dạng IFC

▲Biểu đồ đồng mức chuyển vị

▲Biểu đồ đồng mức mômen bản mặt uốn

Phần mềm hỗ trợ kiểm toán bằng phương pháp hệ số riêng phần áp dụng trong Tiêu chuẩn kỹ thuật cầu đường bộ năm 2017 (tức tiêu chuẩn H29, Nhật Bản).
Để kiểm toán phân tích động của kết cấu, có thể kiểm tra độ bền cắt và kiểm toán uốn để có giá trị đáp ứng lớn nhất. Đối với trụ BTCT cột đơn hoặc trụ thép cột đơn, việc kiểm tra chuyển vị và chuyển vị dư được thực hiện ở tất cả các bước để có kết quả chính xác. Ngoài ra, kiểm tra chuyển vị và chuyển vị dư có thể được áp dụng đối với bài toán uốn theo hai phương.

Thông cáo báo chí
FORUM8 phát hành Engineer's Studio® Ver.7. Bổ sung tùy chọn tính toán mặt cắt 2 trục của kết cấu (Phương pháp hệ số riêng phần - Tiêu chuẩn cầu đường Nhật Bản 2017. (26/09/2017)

Tính toán hoạt tải là một dạng phân tích được thực hiện trên đường ảnh hưởng của thanh đơn. Sau khi tạo đường ảnh hưởng, phần mềm sẽ di chuyển hoạt tải để tìm kiếm vị trí mà nội lực đạt cực đại hoặc cực tiểu (tải trọng L, tải trọng T, tải trục song hành theo quy chuẩn Nhật). Các phân tích thường là cho trục cầu.

Kiểm tra biến dạng dựa trên "Tiêu chuẩn kỹ thuật cho kết cấu thép và vật liệu composite" do Hiệp hội Kỹ sư xây dựng Nhật Bản phát hành vào tháng 2/2008. Các cấu kiện thép cần được mô hình hóa sử dụng phần tử sợi, sau đó gán hệ số an toàn và biến dạng tới hạn để thực hiện kiểm tra biến dạng.

Các phần tử trong hệ (khung/ đàn hồi) sau khi kiểm toán cho ra kết quả không đạt (NG) sẽ được hiển thị màu đỏ.
Tính năng hỗ trợ kiểm toán mặt cắt, kiểm tra trạng thái giới hạn, kiểm toán uốn, kiểm tra độ dẻo, kiểm tra chuyển vị/ chuyển vị dư và kiểm tra đàn hồi.

▲Phần cấu kiện không đạt chuẩn hiển thị màu đỏ

<Phần tử khung>

<Phần tử sợi>

<Phần tử tấm>

<Phần tử giảm chấn>

<Phần tử cáp (dây)>