結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件介紹

1、一、目前，國(guó)內(nèi)主要多高層結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件有：TBAS開(kāi)發(fā)單位：中國(guó)建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所高層室。SAP2000、ETABS開(kāi)發(fā)單位：美國(guó) CSI公司。MIDAS開(kāi)發(fā)單位：韓國(guó)邁達(dá)斯公司。. PKPM系列軟件(PK、PM、TAT、SATWE )開(kāi)發(fā)單位：中國(guó)建筑科學(xué) 研究院 PKPMCAD 程部。TUS/ADBW開(kāi)發(fā)單位：活華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)院。多數(shù)設(shè)計(jì)院、所都有1個(gè)或1個(gè)以上的高層計(jì)算程序。建設(shè)部也明文規(guī)定，在 重要 的高層結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，應(yīng)至少用 2個(gè)以上的計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算比較。由于上述幾個(gè)設(shè)計(jì)軟件本身基于幾種不同的計(jì)算模型，不同計(jì)算模型有其適用范圍及特點(diǎn)，如果不加考慮地將其中某一計(jì)算模型的程序使用在任一

2、結(jié)構(gòu)類型中，那么，盡管輸入的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)完全正確，在一些情況下，基于不同模型的計(jì)算程序的計(jì)算結(jié)果有時(shí)可能相差其遠(yuǎn)，若在實(shí)際工程中使用這些結(jié)果，將是非常危險(xiǎn)的。抗震規(guī)范對(duì)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震分析提出下列要求：(p.12)1、計(jì)算模型的建立，必要的簡(jiǎn)化計(jì)算與處理，應(yīng)符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況；2、計(jì)算軟件的技術(shù)條件應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并應(yīng)闡明其特殊處理的內(nèi)容和依據(jù)；3、復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震作用下的內(nèi)力和變形分析時(shí)，應(yīng)采用不少于兩個(gè)不同的力學(xué)模型，并對(duì)其計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析比較；4、有計(jì)算機(jī)結(jié)果，應(yīng)經(jīng)分析判斷確認(rèn)其合理、有效后方可用于工程設(shè)計(jì)。二、多高層結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的計(jì)算模型及適用范圍1、平面桿系

3、單元模型計(jì)算程序PK平面桿系單元模型每個(gè)節(jié)點(diǎn)有 3個(gè)自由度，計(jì)算速度最快，內(nèi)存最省。適用于結(jié)構(gòu) 平 面、立面布置均勻、規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)e x X一二? 一/y平面桿系模型2、空間桿系單元模型（簿壁桿件單元模型）一般計(jì)算程序均包含此單元空間桿系單元模型每個(gè)節(jié)點(diǎn)有6個(gè)自由度，計(jì) 算速度也很快，內(nèi)存較節(jié)點(diǎn)有6個(gè)自由度，計(jì) 算速度也很快，內(nèi)存較X XMx空間桿鈉陪系模型梁、柱簡(jiǎn)化成一般空間桿系單元，剪力墻簡(jiǎn)化成簿壁桿件單元BB簿壁柱mi柱模型1?薄壁？軒件模型財(cái)計(jì)算程Jr： TBSA-TAT.h.程序特點(diǎn)：相對(duì)其它兩種計(jì)算模型.計(jì)算速度慘硬 盤(pán) 陞求小，“模型理論依據(jù)：采用空間殲系 計(jì)算梁 住等何件，樓

4、板假 定為無(wú)限剛，果用薄壁柱原 理計(jì)算曹力墻，忽略了可切變形的 影響，在薄 壁桿件模型牝?qū)⑼粚颖舜讼噙B的詢力堵 堵肢作為 一個(gè)薄壁桿件單元，把上下層可力埔河口閭部分作為連系梁?jiǎn)卧?以大大減少結(jié)枸的自由度，d.存在的問(wèn)BL由于采用樓板平面內(nèi)無(wú)限剛，則不能考慮樓 板的憚性變畛情況，由于忽略腳切變彬影響，對(duì)于復(fù)柴聯(lián)接的乾 力堵，高估了剪力墻的剛度 其次，由于用聯(lián)系梁?jiǎn)?元模擬 上、下層上力堵洞口間的部分，井用剛壁把聯(lián)系梁?jiǎn)卧c 薄壁桿 件的形心或曹心連 接起來(lái)，這樣的模型化與結(jié)構(gòu)實(shí)際情況相差 較遠(yuǎn)，致使聯(lián)系梁?jiǎn)卧獌?nèi)力有時(shí)產(chǎn)更失耳.再 次，實(shí)際工程中乾 力墻千變?nèi)f化可能會(huì)導(dǎo)致 凹力墻不滿足薄壁桿件

5、理論的基本淞 定及幾何條件要求，在以卜“味中情況下，用薄壁桿件模烈進(jìn)行 結(jié)構(gòu)分析時(shí)，可能會(huì)有一定的誤差.有惟支地力墻存在，荷敘分布有較大的 不均勻I剪力ig縱 向洞口不對(duì)齊;取力墻墻展 連接夏雜，落力堵縱向布置變化較大 有較多K而又謹(jǐn)?shù)那Χ危浚═AT 說(shuō)明書(shū) P.165-16& P.104）3、實(shí)體單元模型實(shí)體單元有4（TAT 說(shuō)明書(shū) P.165-16& P.104）3、實(shí)體單元模型實(shí)體單元有4個(gè)節(jié)點(diǎn)、6個(gè)節(jié)點(diǎn)、8個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成3維實(shí)體單元，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有 度。3個(gè)線性自由FZAJTgj全篇坐標(biāo)裹分析結(jié)果為應(yīng)力，但截面設(shè)計(jì)時(shí)需內(nèi)力PKP幅列軟件簡(jiǎn)介進(jìn)入計(jì)算機(jī)，建立用戶子菜單狀態(tài)開(kāi)關(guān)（坐標(biāo)顯示，節(jié)點(diǎn)

6、捕捉，點(diǎn)網(wǎng)捕捉）狀態(tài)設(shè)置（點(diǎn)網(wǎng)設(shè)置，背景顏色，白色：15）光標(biāo)狀態(tài)P.70捕捉靶功能：P.66節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)點(diǎn)、網(wǎng)格的定義鍵盤(pán)輸入：P. 66直接由鍵盤(pán)輸入：絕對(duì)坐標(biāo)：Insert 鍵相對(duì)直角坐標(biāo)：Home鍵相對(duì)極坐標(biāo)：End鍵結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層：將結(jié)構(gòu)幾何特征（樓面上的水平構(gòu)件如主梁，豎向構(gòu)件如 柱、墻等）相同且相鄰的樓層稱為結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層。梁柱布置示意圖圖4-3例4-1特殊字符輸入PKPM系統(tǒng)的特殊符號(hào)（可在 Word Excel及Autocad中使用）輸入狀態(tài)：區(qū)位輸入法（中文（簡(jiǎn)體）一內(nèi)碼輸入法）鋼筋種類7H勺輸入法熱軋一級(jí)aaa1熱軋二級(jí)aaa2熱軋三級(jí)aaa3熱軋四級(jí)aaa4冷拉一級(jí)aaa5冷拉二級(jí)

7、aaa6冷拉三級(jí)aaa7冷拉四級(jí)aaa8冷軋帶肋aaa9熱處理aaaa冷拔鋼絲aaab碳素鋼絲aaac刻痕鋼絲aaad鋼絞線aaae熱軋扭aaaf平方aab1立方aab2表中數(shù)字不能用數(shù)字鍵盤(pán)（NumLock ）輸入PKPM 新天地 2001 （4） P.22 將CFG?目錄下的txt.shx, hztxt.shx 拷貝到Autocad下的fonts子目錄中，才能顯示PKPMfe成的施工圖中的鋼筋符號(hào)。Autocad中特殊符號(hào)輸入單行文字：%128= 士”%128= %130= %131 = %132=多行文字：直接采用Word的輸入方法；特殊符號(hào)其它符號(hào)專用符號(hào)圖框、文件打包：P.642.板

8、梁堵元模型n計(jì)算程序tSD9 CSJ公司的ETARS,清華大孝建筑系的 TUWAIJHW. 浙江省建筑設(shè)計(jì)院的BSSD, 卜程序特點(diǎn)：計(jì)程速度樹(shù)呵較快.硬盤(pán)需 求相對(duì)較少.C?模型特點(diǎn)二果用空間桿系計(jì)算梁，柱構(gòu) 件，把無(wú)洞口或有小 洞口的一片鯽力堵簡(jiǎn)化 為-個(gè)膜單元十邊梁十邊柱，膜單元只能，收 受平面內(nèi)的荷載，即只有墻平面內(nèi)的抗普、抗 回和抗壓甌度，平面外 剛度為零，邊梁為？種特殊的剛性梁，其在墻平面內(nèi)的抗輯、杭彎刖 度和軸向匝度元限大，垂直于墻平？面的抗彎、 抗弊剛度和抗扭剛度 為零，每根邊梁除兩靖 節(jié)點(diǎn)處，中間還有一個(gè)剛性節(jié)點(diǎn)*這個(gè)節(jié)點(diǎn)可 用“靜力凝聚”方法消去，即可用邊柱的位移 來(lái)表達(dá)專

9、邊柱咋用為等 效替代乾力墻的平面外網(wǎng)度”嫉類模型的捋構(gòu)自由建也大為減少.旦精度較薄壁柱模型更精山存在的問(wèn)題：時(shí)于夏雜 T程，特別是當(dāng)卯力墻洞口上F不對(duì) 齊，不等寬時(shí)，為使上，下層之間的單元?jiǎng)?wù)點(diǎn)變形協(xié)譙，計(jì)算單元 有可能被劃分得又細(xì)乂氏，造成單元刖度奇異，使分析結(jié)果失真，此 外，將剪力堵對(duì)口間部分 慎型化一個(gè)遂單元，削弱了財(cái)力墻實(shí)際的 變形協(xié)調(diào)火系，其結(jié)果是結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的分析結(jié)果偏柔.如程序差別；ETABS為美國(guó)CSI公司開(kāi)發(fā).除？般高層計(jì)算功能 外，除可計(jì)算鉗、頂，彈簧、結(jié)構(gòu)阻尼運(yùn)動(dòng)、斜板、變截面梁或祓梁 等特殊構(gòu)件和一定的緒枸善置性變 形，該程 序在世界上許多國(guó)家結(jié)構(gòu) 計(jì)算中餌到r應(yīng)用.計(jì)算

10、結(jié)果可京。在中國(guó)大舫？由該程序計(jì) 算的結(jié) 果?得到世界糧行等些國(guó)際組織貸款項(xiàng)目的認(rèn)可，TUWADBW 為 清華大學(xué)建 筑蟆計(jì)院開(kāi)發(fā).其圖形界面設(shè)計(jì)在 Windows下開(kāi)發(fā).校 之其它舊內(nèi)開(kāi)發(fā)的高肩計(jì)算理序 的圖形界面更加良好.膜單元4r一 膜單元4r一 - ; 3Yl1J2X10板彎曲單元3?疣元、堵元蟆型%計(jì)算程序；SAPS4.SATWEb.程序特點(diǎn)計(jì)算速度較慢，所需硬 內(nèi)存較大.a模型特點(diǎn)：用每一節(jié)點(diǎn) 6個(gè)白由度的殼 元來(lái) 模擬眄力墻單元。剪力墻既有T面內(nèi)的 湖度，史有平面外雄度.樓板既可以按鼻性梅號(hào)慮，也可按剛性板考慮，這是一種址搔近于 憲際情況的慎型口懵 果的何鼬是結(jié) 構(gòu)的自 由度急困

11、增加，使得對(duì)德凱的 逸度、理盤(pán)、內(nèi) 存的要求大為提高甘目前大多數(shù)的 微機(jī)而 有.椅大？些規(guī)模的軻勉即雄以 眼受.北京大學(xué)的 SAP跑程序首先引 進(jìn)了慵 元的概 念。建研院PKPMCAI ）工程部的SATWE進(jìn)-步改 進(jìn)了 SAP84的增元.建立了通用漏元.一個(gè)墻元（可 能包括洞口），在一 定的情況下，按？定的規(guī)膈成細(xì) 分后形成？抵小克元.因堵元知分而愜加的堵元內(nèi)部 節(jié) 點(diǎn)，通過(guò)用靜力 麓聚”的方 法消去右淌元 的邊 周節(jié)點(diǎn)自由度參與綃 構(gòu)整體分析？這神 墻元的引入 碰化男力墻的兒何描述，透過(guò) 采用子結(jié)構(gòu) 的技術(shù)卜 魏少了結(jié)梅總的自由度.提高了分析效率：d.存在間霆篩要注意并不是墻元?jiǎng)?&的越細(xì)越好.當(dāng)墻元?jiǎng)澐诌^(guò)汩時(shí)，由單元有 一定的厚度. 當(dāng)單元的長(zhǎng)？寬向與單元的厚度之比接近時(shí)，墻單元就不能再徵為殼無(wú)計(jì)IT程序比較：從計(jì)算如度而言 *AP84功