【正文】 做軟件主人 不做軟件的奴隸 精心設(shè)計(jì) 慎之又慎 快樂一生 – 是一個(gè)專用于多層 、 高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)的商品 CAD軟件； – 于 1996年 12月通過了部級(jí)鑒定 ， 1999年獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)； – 集實(shí)用性 、 準(zhǔn)確性 、 適用性和豐富的專業(yè)功能等特點(diǎn)于一身 ， 滿足各種復(fù)雜多 、 高層結(jié)構(gòu)和超高層結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)的需要； – 已成為我國(guó)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的知名軟件 ， 已有數(shù)千家用戶 ， 并已在新加坡 ， 香港等東南亞國(guó)家和地區(qū)推廣應(yīng)用 。 SATWE軟件簡(jiǎn)介 理論模型科學(xué)合理 ， 在計(jì)算模型和條件相同的情況下 ，與 Super SAP等國(guó)際上優(yōu)秀軟件具有一致的精度 。 – 精度高 – 前后處理功能強(qiáng) 以 PMCAD為其前處理模塊 ， SATWE讀取 PMCAD生成的幾何數(shù)據(jù)及荷載數(shù)據(jù) ， 自動(dòng)將其轉(zhuǎn)換成空間有限元分析所需的數(shù)據(jù)格式 ， 并具有自動(dòng)導(dǎo)荷及墻元和彈性樓板單元自動(dòng)劃分功能 ， 大大方便了用戶的使用 。 以 PK、 JLQ等為后處理模塊 ， 繪梁 、 柱施工圖和剪力墻施工圖； SATWE軟件的特點(diǎn) – 專業(yè)功能豐富 從高層 、 超高層建筑實(shí)際出發(fā) ， 充分考慮了高層 、 超高層建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)功能要求 ， 這是 SAP等通用軟件所不具有的 ， 形成了建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)軟件的特點(diǎn)； – 適用性好 能夠高效 、 準(zhǔn)確地分析各種復(fù)雜的多層 、 高層和超高層結(jié)構(gòu) ， 包括多塔 、 錯(cuò)層 、 轉(zhuǎn)換層 、 樓板局部開大洞 ， 板柱結(jié)構(gòu) ， 以及復(fù)雜的工業(yè)廠房 、 體育場(chǎng)館等 。 – 引入墻元模擬剪力墻 ， 克服了薄壁桿件理論對(duì)剪力墻長(zhǎng)度和開洞的限制 ， 解決了復(fù)雜剪力墻的分析精度問題； – 對(duì)樓板給出多種簡(jiǎn)化假定 ， 并引入了彈性樓板單元 ，提高了平立面布置復(fù)雜結(jié)構(gòu)的分析精度和效率 。 – 實(shí)現(xiàn)了剪力墻和樓板單元自動(dòng)劃分 ， 解決了制約高層 、 超高層結(jié)構(gòu)有限元分析與設(shè)計(jì)軟件實(shí)用性的一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵 ， 提高了軟件應(yīng)用效率 。 理論模型 ? 多、高層結(jié)構(gòu)分析的關(guān)鍵是剪力墻和樓板的有限元模擬， SATWE軟件重點(diǎn)解決了這個(gè)問題。 ? SATWE的墻元是專為模擬多 、 高層結(jié)構(gòu)中的剪力墻而構(gòu)造的 。 ? 對(duì)于尺寸較大或帶洞口的剪力墻 ， 按照子結(jié)構(gòu)的基本思想 ， 由程序自動(dòng)進(jìn)行細(xì)分 ， 然后用靜力凝聚原理將由于墻元的細(xì)分而增加的內(nèi)部自由度消去 ， 從而保證墻元的精度和有限的出口自由度 。 ? 這種墻元對(duì)剪力墻的洞口的大小及空間位置無限制 ，具有較好的適用性； ? 墻元不僅具有墻所在的平面內(nèi)剛度 ， 也具有平面外剛度 ， 可以較真實(shí)地模擬工程中剪力墻的受力狀態(tài) 。 – 墻 元 – 墻元示意圖 – 墻元的特點(diǎn) ? 在 PMCAD人機(jī)交互輸入中 ， 兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的一段剪力墻就是一個(gè)墻元 ， 這樣的墻元可長(zhǎng)可短 ， 可能帶有洞口 ，也可能沒有洞口 ， 幾何描述簡(jiǎn)單 ， 設(shè)計(jì)人員輸入和修改都十分方便； ? 采用的殼元有矩形單元和任意四邊形單元 ， 是一種高精度單元 ， 尤其四邊形單元對(duì)幾何形狀不敏感 ， 適用性好； ? 墻元的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有空間的全部 6個(gè)自由度 ， 與柱 、 梁等空間構(gòu)件自然變形協(xié)調(diào) ， 可以很好地模擬剪力墻與柱 、 梁等構(gòu)件之間連接的特性； ? 對(duì)剪力墻洞口布置無限制 ， 允許上 、 下層剪力墻洞口不對(duì)齊 ， 不需為計(jì)算簡(jiǎn)化而加任何計(jì)算洞； ? 特殊考慮了弧形剪力墻情況 ， 可很好地模擬弧形剪力墻的受力特性； ? 可對(duì)上 、 下層剪力墻洞口之間部分墻體 (墻 梁 )作剛度折減 ， 可有效地模擬 《 高規(guī) 》 中允許剪力墻洞口開裂 、 ? 自動(dòng)進(jìn)行墻元?jiǎng)澐?， 而且劃分精度可由人工干預(yù) ， 解決了制約有限元理論在工程中普及應(yīng)用的一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵 ， 大大提高了軟件的應(yīng)用效率； ? 出口自由度少 ， 結(jié)構(gòu)分析效率高 ， 比 Super SAP快幾十倍 。 – 樓 板 對(duì)于樓板 ， SATWE給出了四種簡(jiǎn)化假定 ， 即： ? 樓板整體平面內(nèi)無限剛 ， 平面外剛度為零； ? 樓板分塊平面內(nèi)無限剛 ， 平面外剛度為零； ? 樓板分塊平面內(nèi)無限剛并帶彈性連接板帶； ? 彈性樓板 。 在應(yīng)用中 ， 根據(jù)工程實(shí)際情況和分析精度要求 ， 可靈活的選用其中的一種或幾種簡(jiǎn)化假定 。 由程序自動(dòng)生成有關(guān)樓板信息 ， 大大提高了復(fù)雜平立面布置結(jié)構(gòu) (厚板轉(zhuǎn)換層 、 樓板局部開大洞 、 板柱結(jié)構(gòu) 、 空曠的工業(yè)廠房等 )的分析精度和效率 。 – 彈性樓板單元 ? 彈性樓板單元是一種特殊的超單元 。 在 PMCAD數(shù)據(jù)輸入中 ， 一個(gè)房間的樓板就是一個(gè)彈性樓板單元 。 ? 彈性樓板單元的形狀任意 ， 可以是凸多邊形 ， 也可以是凹多邊形 。 ? 與剪力墻墻元相類似 ， 由程序自動(dòng)進(jìn)行單元?jiǎng)澐趾妥杂啥饶?。 ? 在彈性樓板單元?jiǎng)澐诌^程中 ， 考慮了單元形狀優(yōu)化 ，以矩形最優(yōu) ， 無奇異角度的四邊形次之 ， 再其次是三角形 。 ? SATWE的基本功能與限制 Space analysis of tallbuildings with wallelement 一、 SATWE的特點(diǎn)： ，分析精度高 SATWE以殼元理論為基礎(chǔ)，構(gòu)造了一種通用墻元來模擬剪力墻； 對(duì)于樓板給出了四種簡(jiǎn)化假定，即假定樓板平面內(nèi)無限剛、分塊 無限剛、分塊無限剛帶彈性連接板帶和彈性樓板。 2. 前后處理功能強(qiáng) SATWE以 PMCAD為其前處理模塊，以 PK、 JLQ等為后處理模 塊，可接 PK繪梁、柱施工圖，接 JLQ繪剪力墻施工圖。 三、 使用限制 1. 后處理只能繪制矩形梁，矩形、圓形和異形截面的鋼筋混凝土柱施工圖，其它截面形式及材料的梁、柱及支撐，只給出內(nèi)力。 2. SATWE的解題能力 結(jié)構(gòu)層數(shù)（高層版） ≤100 每層節(jié)點(diǎn)數(shù) ≤6000 每層梁數(shù) ≤5000；每層柱數(shù) ≤5000 每層墻數(shù) ≤2022；每層支撐數(shù) ≤2022 每層塔數(shù)＜ 10 結(jié)構(gòu)總自由度數(shù)不限 3. SATWE多層版與高層版的區(qū)別 多層版限八層以下（包括八層） 多層版沒有考慮樓板彈性變形功能 多層版沒有動(dòng)力時(shí)程分析和吊車荷載分析功能 ? SATWE軟件的數(shù)據(jù)文件管理 SATWE要求不同的工程要在不同的子目錄內(nèi)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)，以避免數(shù)據(jù)文件沖突。 SATWE的數(shù)據(jù)文件分為以下幾類： 1. 工程原始數(shù)據(jù)文件（工程名 . *和 * . PM） 2. SATWE補(bǔ)充輸入數(shù)據(jù)文件（ SAT_* . PM） 3. 計(jì)算過程的中間數(shù)據(jù)文件（ * . MID） 4. 計(jì)算結(jié)果二進(jìn)制文件（ * . SAT） 5. 計(jì)算結(jié)果輸出文件（ * . OUT和 * . T） 二、 SATWE的基本功能： satwe 水平力與整體坐標(biāo)夾角 逆時(shí)針方向?yàn)檎瑔挝粸槎?。?dāng)需進(jìn)行多方向側(cè)向力核算時(shí)，可改變此參數(shù)。 水平荷載的最不利的方向 即 地震作用的最大方向 墻元細(xì)分最大控制長(zhǎng)度 這是在墻元細(xì)分時(shí)需要的一個(gè)參數(shù)，為確保分析精度，要求墻 元細(xì)分后的邊長(zhǎng)不得大于給定限值 Dmax。 程序限定 ≤ Dmax≤，對(duì)于一般結(jié)構(gòu)，可取 Dmax=， 對(duì)于框支剪力墻結(jié)構(gòu)， Dmax可取 。 結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力計(jì)算信息 計(jì)算整個(gè)結(jié)構(gòu)的升溫或降溫，如果需要計(jì)算溫度變化 引起的內(nèi)力，可在此指定溫度變化。 墻元側(cè)向節(jié)點(diǎn)信息 內(nèi)部節(jié)點(diǎn)：精度較小，效率較高，計(jì)算量較?。? 外部節(jié)點(diǎn)：精度較高，效率較低，計(jì)算量較大。 地震力的計(jì)算信息： 豎向地震作用 （ 1） ? 新規(guī)范 ， 對(duì)于 9度的高層建筑 ， 其豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按公式 （ ） 和（ ） 計(jì)算 ， 并宜乘以 。相當(dāng)于重力荷載代表值的 %。 ? 新規(guī)范 ， 長(zhǎng)懸臂和其它大跨度結(jié)構(gòu)豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 ， 8度 、 9度時(shí)分別取重力荷載代表值的 10%、 15%和 20%。 ? 新高規(guī) ， 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu) ， 8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)轉(zhuǎn)換構(gòu)件應(yīng)考慮豎向地震影響 。 豎向地震作用 （ 2） ? 新規(guī)范軟件采用情況： 設(shè)防 烈度 6度 7度 8度 9度 豎向地震作用系數(shù) 施工模擬 施工加載過程 模擬施工加載的機(jī)理 ? 在豎向荷載作用下，結(jié)構(gòu)變形基本上是在施工過程中逐層形成的。 ? 在施工過程中，由于從下往上依次施工和逐層找平的原因：某一層的恒載僅對(duì)該層及其以下各層的變形和內(nèi)力有影響，而不影響該層以上各層，也不受上面各層剛度影響。 恒載作用下結(jié)構(gòu)變形形成示意圖 ???nii222 ?? nnn ?? ????nii111 ??恒載作用下結(jié)構(gòu)變形形成近似示意圖 ???nii111 ?? ???nii222 ?? nnn ?? ?模擬施工加載 1的計(jì)算簡(jiǎn)圖 模擬施工加載 1 ? 考慮了 從下往上依次施工和逐層找平因素的影響； ? 未考慮結(jié)構(gòu)地基的不均勻沉降； ? 若結(jié)構(gòu)地基無不均勻沉降， 模擬施工加載 1能較準(zhǔn)確地反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際 受力狀態(tài)； ? 若結(jié)構(gòu)地基有不均勻沉降，上述分析結(jié)果會(huì)存在一定的誤差，尤其對(duì)于框剪結(jié)構(gòu)，外圍框架柱受力偏小。 模擬施工加載 2 ? 考慮在 模擬施工加載 1的基礎(chǔ)上， 近似考慮基礎(chǔ)的不均勻 沉降： （ 1）假定基礎(chǔ)的剛度是均勻的； （ 2）豎向構(gòu)件的軸向剛度放大 10倍，間接減小豎 向變形差。 ? “模擬施工加載 2”在理論上并不嚴(yán)密，是一種經(jīng)驗(yàn)上的處理方法，但這種經(jīng)驗(yàn)上的處理，會(huì)使地基有不均勻沉降的結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果更合理，能更好地反映這類結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)。 ? SATWE軟件的前處理 一、總信息 1. 水平力與整體坐標(biāo)夾角 逆時(shí)針方向?yàn)檎?，單位為度。?dāng)需進(jìn)行多方向側(cè)向力核算時(shí)， 可改變此參數(shù)。 2. 混凝土容重、鋼材容重 為了考慮飾面的重量，可適當(dāng)加大構(gòu)件重度。 3. 轉(zhuǎn)換層所在層號(hào) 如果有轉(zhuǎn)換層，必須在此指明其層號(hào)，以便進(jìn)行正確的內(nèi)力調(diào)整。 4. 地下室層數(shù) 這里的地下室層數(shù)是指與上部結(jié)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行內(nèi)力分析的地下室 部分。這個(gè)參數(shù)是為了 導(dǎo)算風(fēng)荷載和自動(dòng)形成嵌固約束信息服 務(wù)的。 5. 墻元細(xì)分最大控制長(zhǎng)度 這是在墻元細(xì)分時(shí)需要的一個(gè)參數(shù)，為確保分析精度，要求墻 元細(xì)分后的邊長(zhǎng)不得大于給定限值 Dmax。 程序限定 ≤ Dmax≤，對(duì)于一般結(jié)構(gòu)，可取 Dmax=， 對(duì)于框支剪力墻結(jié)構(gòu)， Dmax可取 。 6. 對(duì)所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假設(shè) 計(jì)算結(jié)構(gòu)位移比時(shí)，需要選擇此項(xiàng)。除了位移比計(jì)算，其他的 結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)不應(yīng)選擇此項(xiàng)。 7. 墻元側(cè)向節(jié)點(diǎn)信息 內(nèi)部節(jié)點(diǎn)：精度較小，效率較高，計(jì)算量較小； 外部節(jié)點(diǎn)：精度較高，效率較低，計(jì)算量較大。 8. 恒活荷載計(jì)算信息 這是豎向力計(jì)算控制參數(shù)。 不計(jì)算豎向荷載：不計(jì)算豎向力 一次性加載：按一次加荷方式計(jì)算豎向力 模擬施工加載 1：按模擬施工加荷方式計(jì)算豎向力 模擬施工加載 2：按模擬施工加荷方式計(jì)算豎向力，同時(shí)在分析 過程中將豎向構(gòu)件（柱、墻）的軸向剛度放大 10倍，以削弱豎向 荷載按剛度的重分配。 注：模擬施工加載 2僅用于傳基礎(chǔ)荷載。 9. 結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力計(jì)算信息 SATWE可計(jì)算整個(gè)結(jié)構(gòu)的升溫或降溫，如果需要計(jì)算溫度變化 引起的內(nèi)力，可在此指定溫度變化。 風(fēng)荷載信息 框架結(jié)構(gòu) T=（ ） N 框剪結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu) T=（ ） N 剪力墻結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu) T=（ ） N 其中 N為結(jié)構(gòu)層數(shù)。 也可采用結(jié)構(gòu)分析得到 的結(jié)構(gòu)第 1平動(dòng)周期。 活荷載信息 中“柱、墻活荷載是否折減”， 一般不折減，“傳到基礎(chǔ)的活荷載是否折減”，應(yīng)折減。 自振周期 應(yīng)考慮填充墻體對(duì)剛度的影響進(jìn)行折減。當(dāng)添充墻為磚墻時(shí)： 框架結(jié)構(gòu) ， 框剪結(jié)構(gòu) ，剪力墻結(jié)構(gòu) 。 一計(jì)算振型數(shù)，取 3的倍數(shù)，高層建筑應(yīng)至少取 9個(gè)，考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算時(shí)，振型應(yīng)不少于 15個(gè)，對(duì)多塔結(jié)構(gòu)不應(yīng)少于塔數(shù) 9。計(jì)算時(shí)要檢查 Cmassx及 Cmassy兩向質(zhì)量振型參與系數(shù)，均要保證不小于 90％，達(dá)不到時(shí)，應(yīng)增加振型數(shù)，重新計(jì)算。 阻尼比 結(jié)構(gòu)阻尼比 混凝土取 鋼結(jié)構(gòu) 小于等于１２層 取 超過１２層 罕遇地震 地震信息中的“活荷質(zhì)量一般折減系數(shù)” 取 對(duì)于多層和高層建筑，建議都考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)。 扭轉(zhuǎn)耦