复杂空间结构建模spascad及分析

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1、PKPM软件园地复杂空间结构建模SPASCAD及分析中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部08版在SATWE中增加“复朵空同结构建模及分析”菜单（程序名为:SPASCAD）,可完成比PMCAD按层建模更复杂多变的空间结构的模型输入，这样SATWE可以计算的模型类型大大扩充。本文屮称为SPASCAD.SATWE工作模式。1设计思路SPAS_SATWE是将前处理、分析计算与后处理三大模块集成在一起的冇限元分析设计软件，其目标对象是从PMCAD导入并在空间建模中扩充的结构模型以及SPASCAD的自建模型。SPAS.SATWE在构件、模型以及单元等多方面进行了修改与

2、扩充。在构件形式上除了兼容原有PMCAD中的构件以外，增加了斜板、斜墙等构件形式；在层管理上突破了标准层限制，对每一层均可以按照广义层定义；在整体模型上，实现所有节点的变形协调模式：在网格及单元上通过引入新的网格剖分模式以及单元类型对墙板实行三角形与四边形混合计算。SPAS.SATWE采用单一•的工作界面下实现所有模型儿何参数、物理参数以及计算控制参数的输入，并查看所有分析设计结果。用在SPASCAD•里直接建立模型。图2规则结构附加非规则结构图2所示为小型体育馆结构，结构的1・3层为一般规则结构，适宜在PMCAD里快速建模，而上面儿层含有大量的斜杆和斜板，

3、可通过SPASCAD里的“模型导入”功能先将PMCAD里生成的三层导入，然后在SPASCAD里完成模型其它部分。（2）SATWE计算控制SPASCAD.SATWE的主要参数定义在SPASCAD屮完成，通过SPASCAD的“结构计算”控制菜单中的“设计参数”传递,如图3。图1SPASCAD界面2计算模型的前处理（1）PMCAD导入模型工程中更常见的结构是部分为规则结构含冇标准层，适宜在PMCAD里建立模型，而另一部分为非规则结构，适宜在SPASCAD里完成，并调用SATWE完成计算。对■丁•一般没自标准泾概念的非规则结构，更适图3设计参数图4计算选项上述计算分

4、析参数的定义与PMSAP共用。而SATWE中关丁•计算内容的控制项（如图4）继续保附。3有限元分析计算SPASCAD_SATWE的有限元分析计算仍采用SATWE的程序，但进行了大量的扩充与修改，其计算模塑与单元以及最后的内力计算都有着很大的不同，因此计算结果也会有差别。SPAS.SATWE程序对所要处理的特殊构件定义等工作都在SPASCAD下完成，并在SATWE核心分析模块中进行有限元计算。1）层定义对于在PMCAD'I'建立的模型，当导入SPASCAD时，原冇的标准层的定义仍可以保留。SPASCAD_SATWE引入广义层的定义，当结构的构件出现较多的上卜-

5、交错时，标准层的定义会使得许多构件被打断，甚至可能会BuildingStructurePKPM软件园地无法实现，如图5所示结构。此时广义层町更方便地描述结构，当无法按照标高分层时，也可以指定图5广义层示意但为得到规范规定的与层相关的统讣结果，如层刚度中心，层刚度比，层最人位移，层间位移角以及每层的竖向力统计等参数，应正确定义广义层。因此SPASCAD_SATWE的层指定仍然沿用规范中标高意义上的层指定。2）网格剖分SPASCAD_SATWE对板和墙都采用了通川的网格剖分模式,程序会尽量在板内形成均匀网格，且为了保证分析精度，优先采用四边形网格。右图为复杂形状

6、的墙的剖分结果。3）单元类型、墙元模型和板元模型SPASCAD_SATWE增加了三角形单元。増加了任意形状的墙的计算，对于任意形状的墙看重处理斜墙构件。増加了斜板构件，且对板进行了网格细分。斜板的引入，使得SPASCAD_SATWE程序的通用性得到很大程度的捉鬲。对于平面板，用户町以根据術要采用不同的计算模型，但是对于斜板程序不允许采用平而内刚性假定，只允许采用弹性6模型。SPASCAD_SATWE将每层内的刚性板容量修改为100。4SPASCAD后处理SPAS主要捉供两种后处理方式：图形显示和文木显示。1）图形显示。主耍包含如下四个部分：（1）结构模态显示

7、。包含：频率阶数、振型位移图、振型云图。（2）节点位移显示。节点位移共八项，分别是：冷、仆心ex、仇、0、如、仇。节点位移可查看荷载工况f的变形图、位移云图、位移值、数值查询。荷载工况包含工况1~6,工况1,2分别为X,丫方向地震作用卜-的标准内力；工况3,4分别为X,丫方向风荷载作川下的标准内力；工况5,6分别为恒载和活载作用下的标准内力。（3）构件内力显示。构件内力是指建筑结构中梁、柱、支撐、墙梁、墙柱等构件的轴力、剪力、弯矩和扭矩等，SPAS构件内力显示主要包括：构件标准内力显示；地盛作用调整后的构件内力显示;梁设讣内力包络图：吊车荷载预纽合内力显示；

8、基础设讣荷载显示。地震作用调整后的构件内力显示菜单的