ArchSight 结构力学求解器首个公开版本发布：把结构计算做成可复核的 Web 工作台
2026 年 5 月 17 日，ArchSight 结构力学求解器迎来首个公开版本。
这不是一个“大而全”的商业结构设计套件，也不是一个只停留在公式演示层面的教学小工具。它的目标更具体：围绕梁系、平面框架、平面桁架三类高频结构力学对象，做一个开源核心、Web 原生、结果透明、便于复核和交付的结构力学求解器工作台。
在线体验入口：https://solver.archsight.cn
对结构工程师、土木结构方向教师、高校学生，以及正在构建工程工具的开发者来说，结构计算工具长期存在一个尴尬的断层。
一端是商业设计软件，能力强、覆盖广，但封闭、重型，很多时候不适合教学、原型验证和算法复盘；另一端是零散脚本、Excel 表格和课堂算例，灵活但难以沉淀成稳定的工作流，更难输出接近工程交付习惯的计算书。
ArchSight Solver 希望填补的正是中间这一层：把常见结构力学问题放到一个现代 Web 工作台里，让建模、计算、复核、导出形成闭环。
一、为什么要做一个新的结构力学求解器
结构力学计算的难点，从来不只是“算出一个数”。
真正影响工程判断和教学质量的，往往是下面这些问题：
- 模型是否建对了？
- 支座、荷载、材料、截面单位是否一致？
- 结果量级是否合理？
- 位移、弯矩、剪力、轴力能否同时复核？
- 结果能不能导出成别人看得懂、查得回去的计算书？
- 这个算例以后能不能保存、复用、回归验证？
很多工具在其中一两点上做得很好，但很少把它们组织成一个完整的轻量工作台。
ArchSight Solver 的第一版，就是围绕这个闭环展开：快速建模、即时计算、结果复核、计算书导出、模板复用、回归验证。
它不试图一次性覆盖所有结构分析场景，而是先把三类最典型、最适合教学与方案复核的对象打扎实：
- 梁系
- 二维平面框架
- 二维平面桁架
这三个模块共同构成当前开源核心。
二、首个公开版本交付了什么
本次公开版本以 Web 工作台形式交付。打开应用后，使用者可以在左侧选择分析对象，在中部完成参数建模、结构计算和敏感性分析，并在右侧参数面板编辑当前结构模型。
这意味着它不是一个命令行脚本，也不是单页公式计算器，而是一个面向实际使用流程组织起来的结构力学工作台。
界面上最先呈现的不是孤立公式，而是“分析对象、流程页签、结构预览、参数面板”四个区域。使用者可以从梁系、平面框架、平面桁架中切换对象，再沿着参数建模、结构计算和敏感性分析完成一轮闭环。
1. 梁系分析
梁系模块支持连续梁、简支梁、悬臂梁等常见模型。
使用者可以录入跨段长度、弹性模量、截面惯性矩、荷载参数等核心信息，选择 Q235、Q345、C30、C35、C40、C50 等常用材料，也可以使用自定义材料。
荷载方面，当前版本支持均布荷载、集中荷载、线性分布荷载等常见形式。求解时采用梁单元法与 Euler-Bernoulli 梁理论，并处理 GPa 到 Pa、kN/m 到 N/m、cm^4 到 m^4 等工程单位换算。
计算完成后，系统会输出允许挠度、最大挠度、最大挠度位置、支座反力、挠度曲线、弯矩图和剪力图。对于教学演示和方案阶段快速复核，这些结果足够形成一轮完整判断。
梁系结果页把结构预览和关键摘要放在同一视野内。比如这个简支梁均布荷载算例中，使用者可以同时看到最大挠度位置、支座反力和变形趋势，先判断量级，再进入弯矩、剪力等单项图形继续复核。
2. 平面框架分析
平面框架模块支持两类建模方式。
第一类是门式刚架快捷建模，适合快速输入跨长、层高、柱脚约束、梁面荷载和水平荷载。第二类是自定义显式建模，适合逐项输入节点、构件、支座、荷载和高级参数。
框架计算结果覆盖节点水平位移、节点竖向位移、节点转角、支座反力、构件杆端轴力、剪力、弯矩，以及构件测站曲线。
这使它不只是输出“最大值”，而是可以帮助使用者沿着结构路径复核：几何是否正确、荷载方向是否正确、支座反力是否平衡、控制节点和控制构件是否符合预期。
框架模块的重点，是让每根构件的局部响应能够被单独追踪。构件曲线页把轴力、剪力、弯矩和局部位移放到同一组结果中，便于沿构件编号和测站位置检查控制截面，而不是只停留在整体最大值。
3. 平面桁架分析
平面桁架模块面向典型屋架、悬臂桁架和自定义桁架模型。
使用者可以输入节点坐标、杆件连接、截面面积、材料、支座约束和节点荷载。计算结果包括节点水平位移、节点竖向位移、合位移、支座反力、杆件轴力、杆件轴应力，以及受拉/受压状态。
桁架页的价值在于把杆系假定表达清楚：节点、杆件、支座和节点荷载先形成可检查的几何图，再进入位移和轴力结果。这样既适合课堂讲解受拉/受压路径，也适合快速确认自定义桁架模型有没有连错杆或施错荷载。
这里有一个重要边界：桁架模块不把弯矩作为主结果。
这不是功能缺失，而是对桁架铰接杆系假定的尊重。需要弯矩、剪力和转角时，应使用平面框架模块。一个工程工具最重要的品质之一，就是不把错误的结果包装成丰富的功能。
三、默认进入“全部结果”：先建立整体判断
这一版有一个很实用的设计：结构计算页默认进入“全部结果”。
梁系会同时展示结果摘要、结构预览、挠度曲线、弯矩图和剪力图；平面框架会同时展示结果摘要、结构预览、节点位移、构件轴力/剪力/弯矩/位移曲线；平面桁架会同时展示结果摘要、结构预览、节点位移和杆件轴力。
这符合结构计算的真实复核习惯。
复核不是盯着一个最大值看，而是先看整体模型，再看变形趋势，再看内力图形，最后回到控制位置和量级判断。
单项页签仍然保留，用来对某个指标局部放大。但默认的“全部结果”让第一次判断更快，也更不容易误读。
四、敏感性分析：从“算一次”走向“看趋势”
工程判断很少止步于一次静态计算。
截面惯性矩变一点，最大挠度会怎么变？构件截面面积调整后，杆件轴力和节点位移是否敏感？框架高度或荷载参数变化时，控制指标是否突然放大？
ArchSight Solver 在首个公开版本中加入了敏感性分析页。使用者可以选择扰动参数、响应指标、扰动范围和步数，运行后查看响应曲线与变化趋势。
当前支持的响应指标包括：
- 梁系：最大挠度、最大弯矩、最大剪力
- 平面框架：最大节点位移、最大构件弯矩
- 平面桁架：最大节点位移、最大杆件轴力
敏感性分析不替代完整结构验算，但它能帮助使用者更快判断：当前结果是否对某个参数特别敏感，哪些参数值得优先关注，哪些调整对控制指标影响有限。
这对教学、方案阶段比选和工具原型验证都很有价值。
五、模板库：把一次性算例变成可复用工况
很多结构力学工具的使用体验停留在“一次性输入、一次性计算”。
但实际工作和教学中，真正有价值的是可复用的标准工况：
- 教材中的经典连续梁
- 门式刚架基准算例
- 标准屋架模型
- 项目中反复使用的截面与荷载组合
- 用于回归测试的边界工况
ArchSight Solver 提供了模板库能力：保存当前工况、从模板恢复、复制模板、删除模板、设置基准模板。
这让算例不再只是一次输入记录，而可以成为可沉淀、可复用、可回归的工程资产。
对于教师来说，这意味着课堂算例可以更稳定地组织；对于工程师来说，这意味着方案复核中的高频工况可以快速回到标准状态；对于开发者来说，这意味着求解器能力可以围绕基准模板持续验证。
六、计算书导出：让结果能被交付和复核
计算工具如果只能在界面上看结果，价值会少一半。
ArchSight Solver 当前支持 Word 和 Excel 导出。
Word 计算书包含输入参数、结果摘要、结构图、曲线图、表格结果与敏感性分析结果；Excel 表格则面向更细的结果复核，梁系、框架、桁架会分别导出摘要、参数、荷载、节点结果、构件结果、杆件结果等内容。
这件事看似普通，但对工程工具很关键。
因为结构计算不是“我看懂了就结束”，而是需要让别人能复核、能归档、能追溯。一个可读的计算书，连接的是计算过程和工程沟通。
七、开源核心，但不模糊边界
ArchSight Solver 的定位很明确：开源核心聚焦结构力学计算、教学演示、方案阶段复核和工程工具原型验证。
它当前不是规范设计软件，不提供配筋设计、构件承载力设计或施工安全验算；也不包含影响线、动力分析、稳定分析、三维杆系求解、云协作、多用户权限和企业审签流程。
这些边界不是退让，而是为了让首个公开版本保持清晰。
一个好的开源工程项目，最怕的不是功能少，而是定位虚。ArchSight Solver 选择先把梁系、二维框架、二维桁架这三类核心对象做好，把建模、计算、图形、导出、模板、测试和文档闭环打通。
后续再扩展高级分析、私有部署模板、企业工作流或三维能力时，也能建立在更清楚的边界之上。
八、工程化：不仅能运行，还要能验证
首个公开版本背后还有一层值得强调的工程化建设。
前端使用 Vite、React、TypeScript、Tailwind CSS v4 和 ECharts；后端使用 Python、Flask、NumPy、Pandas、Openpyxl。
接口层提供 /api/calculate、/api/sensitivity、/api/export，并统一返回 version: v1 的 API 包络，包含 request、model、results、diagnostics、errors、meta 等字段。
测试方面，后端覆盖梁系、平面框架、平面桁架、错误契约、基准算例和导出计算书；前端覆盖模板库、求解 payload、API 包络、框架构件曲线、文本建模和结构预览工具函数。
项目还配置了 GitHub Actions，包括后端测试、前端 lint、前端单元测试和前端构建。
这些内容不一定是普通使用者第一眼看到的功能，但它决定了这个项目能不能持续演进。结构计算工具不能只靠“看起来能跑”，它必须能被验证、能被回归、能被持续维护。
九、适合谁使用
如果你是结构工程师，它适合用来快速核对典型梁系、平面框架和平面桁架的位移、弯矩、剪力、轴力和支座反力。
如果你是土木或结构方向教师，它适合用来做课堂演示，把建模、计算图形、结果复核和计算书串成一个完整过程。
如果你是高校学生，它适合帮助你把结构力学公式和图形结果对应起来，而不是只停留在手算步骤。
如果你是工程软件开发者，它适合作为一个开源计算核和 Web 工作台样例，用来研究结构分析、结果表达、导出计算书、API 契约和回归测试如何协同。
十、这只是第一版，但闭环已经出现
ArchSight Solver 首个公开版本的意义，不在于它已经覆盖所有结构分析需求。
它真正值得庆祝的是：一个面向结构力学的开源 Web 工作台已经跑通了第一条完整路径。
从梁系、框架、桁架三类对象出发，它把参数建模、结构计算、结果总览、敏感性分析、模板库、Word/Excel 计算书、API 契约和测试门禁组织到了一起。
这条路径一旦成立，后续迭代就不再是零散地“加功能”，而是在一个可复核的工程系统上持续打磨。
对于 ArchSight 来说，这是一个起点。
对于结构工程工具开发来说，它也是一个小而清晰的样本：开源核心可以不追求大而全，但必须追求透明、可靠、可复核、可交付。
欢迎关注 ArchSight Solver 的后续迭代，也欢迎工程师、教师、学生和开发者用真实算例来检验它、改进它、扩展它。
访问 ArchSight Solver：https://solver.archsight.cn
查看操作说明书：https://solver.archsight.cn/docs/user-manual.html
查看更新说明：https://solver.archsight.cn/docs/release-notes-2026-05-17.html