建筑抗震结构----1(2).ppt

第七章抗震软件介绍
第一节前言
目前结构抗震分析软件主要是有限元程序软件,它一般可分为通用有限元分析程序和结构专用分析程序。前者单元类型多、适应性强、功能强大,不足之处是不能像专用分析程序那样针对结构的特点加入一些特殊的处理功能。专用程序虽使用起来比较方便但不能像通用分析软件那样可以灵活地模拟各种复杂的结构形式。
结构线性地震反应分析的理论研究工作已发展的较为完善。无论多么复杂的结构体系,只要结构的计算模型简化的合理都能得到满足一定工程精度要求的结果。
国外已开发了很多可用于抗震计算的软件,具有代表性的软件有SAP90、SAP2000、SAP91、SUPER-ETABS、ANSYS等,
第二节国外的软件介绍
一、SAP90和SAP2000
上个世纪70年代初,Willson美国教授等人编制了结构同用有限元分析程序SAP5,随后该程序在国际上得到了极其广泛的应用。20世纪80年代,又推出微机版本。近二十几年,在结构分析领域没有一个程序能代替SAP5或SAP80 。
此后,Willson教授等人综合了有关的新理论及新分析方法,又编制了一个全新的结构有限元分析程序SAP90、SAP2000版本。
其设计功能是将美国、加拿大和新西兰等国的设计规范和常用的设计材料特性编入程序,根据计算分析结果,直接进行下一步设计,极大地提高了设计效率。而且它不但可用于线性分析还可用于非线性分析。除此以外,它还具有一个界面友好,功能强大的图形界面,从建立模型,到计算分析,到结果整理显示,直至结构设计可完全在这一图形界面下进行。
二、SAP91
SAP91是美国Algor公司发展的有限元通用分析程序,它可以进行线性和非线性以及复合材料结构的有限元分析。
其线性分析程序一为SAP5蓝本,将SAP5的格式输入改为自由格式。该程序的主要特点是前后处理做的非常好,智能化很高,前处理采用图形输入大大节约了准备数据的工作量,后处理图形显示变形及应力分布等,使计算结果的分析与处理极为简便。但其不便之处是不能输出结构整体反应信息。
三、SUPER-ETABS
SUPER-ETABS是美国Berkeley地震工程研究中心发展的高层建筑三维专用有限元分析程序,20世纪80年代中期至90年代,得到较广泛的应用。这一程序采用空间协同工作体系,是拟三维分析程序。其主要优点是针对结构的特点进行编制,可以输出结构反应的总体信息,如层间位移、剪力、基底剪力等,使用起来比较方便。不足之处是它并非完全三维空间分析程序,协同工作假定带来一定误差。
四、ANSYS
ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机分析和设计软件,可用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。它具有200左右个单元,可以模拟各种力学特性。
ANSYS的使用有两个模式,一是交互模式,另一是非交互模式
进入ANSYS软件后,逐一执行命令完成分析工作,包括建立模型、查看模型、修改模型、保存文件、打印图形及分析结果的获得等,一般无特别原因,皆使用交互模式。
第三节国内的软件介绍
一、TBSA系列软件
TBSA系列软件是我国建筑科学研究院发展的高层结构专用程序。这一程序前后处理和程序主体均针对结构特点编制,采用菜单操作,图形化输入几何数据和荷载,除结构反应外,还可按现行规范给出结构的参考配筋,因而在设计部门收到了广泛的欢迎和应用。
根据需要,建研院又发展了MTBSA,它采用楼板分块刚性假定,从而可以计算多塔高层等特殊结构。
TBSA系列软件对抗震墙的离散采用薄壁柱单元,这类单元的优点是自由度较少,使用分析得到一定的简化,但又是难以满足精度的要求。
SATWE也是我国建研院发展的高层建筑专用三维空间有限元分析程序。其主要功能以及输入方式与系列软件相类似,不同之处在于以板壳单元和抗弯板单元迭合而成。
因而即可以考虑平面内刚度,又可考平面外刚度。单元内的洞口采用自动细分单元后通过静力凝聚将内部自由度凝聚掉,以保持有限出口自由度。板壳单元是目前模拟墙的最好单元,选用这一单元并对墙开洞作了自动处理是该程序受到广泛欢迎的重要原因之一。
二、SATWE