空间结构建模及分析软件spascad和pmsap_2
第二套设计软件_PMSAP
专家相伴、设计梦想
� 程序布局不同
PMSAP在程序总体结构的组织上采用了通用有限元软件技术，在 分析上具备通用性，可以适用于任意的结构形式。
� 单元模型不同
PMSAP基于广义协调理论的子结构墙元和子结构楼板元，与 SATWE中的基于经典协调模式的墙元和楼板元有本质区别。。
专家相伴、设计梦想
PMSAP与SATWE是相互独立的两个有
专家相伴、设计梦想
钢屋盖与主体结构整体建模分析
专家相伴、设计梦想
张拉索预应力的作用模拟
� 通过温度应力模拟预应力索张拉 作用：通过指定索的负温差，使 得预应力索在温度工况下的周拉 力与施加的预应力相同
专家相伴、设计梦想
钢屋盖支座的分析模拟
� 钢屋盖通过周边较均匀 分布的角部8个三向固 定球铰支座、6个两向 可动球铰支座和70个单 向滑动球铰支座支承在 钢筋混凝土劲性柱顶。 � 整体分析时，如何准确 的模拟钢屋盖支座，反 映钢屋盖与下面主体结 构的传力作用，成为分 析的难点。
专家相伴、设计梦想
算题2.2：剪力墙结构商住楼
专家相伴、设计梦想
算题2.3：框架-剪力墙结构办公楼
专家相伴、设计梦想
算题2.4：框架-筒体结构办公楼
专家相伴、设计梦想
算题2.5：带转换层的高层商住楼
专家相伴、设计梦想
算题2.6：带加强层的高层混合结构
专家相伴、设计梦想
算题2.7：大底盘多塔结构
� PMSAP的重要研发目标是复杂结构设计
� SPASCAD空间结构建模，对任意复杂结构的适应性 � 非比例阻尼系统CCQC求解器 � BUCKLING分析 � 隔震支座和减震阻尼器的分析 � 斜墙/斜板/复杂空间壳体的分析设计
新版spascad发布
三、新版空间结构建模分析程序介绍专家相伴、设计梦想空间结构建模与分析主要内容：一、新版SpasCAD简介新版S CAD二、建模的改进三、接力PMSAP的强大分析功能专家相伴、设计梦想新版SpasCAD 简介SpasCAD 是为了解决越来越复杂的空间结构体系的分p 析设计，而开发的建模系统，可以接力PMSAP 完成计算，支座反力能够接力JCCAD 完成基础设计。
其特点是直接三维建模，能处理平面方式不好解决的结构类型建模分析。
专家相伴、设计梦想新版SpasCAD简介S CAD1.全新构架与开发，经历了近两年的开发，1新版本进行了经历了近两年的开发重写或改写了近90%以上的代码，其中重要的网格生成机制，显示查询系统，工作基面等模块完全重写。
2.杆系简化版本已经在今年5月后STS08版中推出，完整版将在10新规范版本中发布。
STS08版中推出第个杆系版中推出第一个杆系版本已经得到很多用户的实际应用，反馈非常好。
3.稳定性和易用性得到了极大提高。
新版经过大量3新版本得到了极大提高新版经过大量的测试和实际工程的考验。
并充分考虑了用户在复杂性更高的空间建模中，可能碰到的实际困难，针对性的开发了一系列工具来提高建模效率。
发了系列工具来提高建模效率专家相伴、设计梦想S CAD 新版SpasCAD 界面专家相伴、设计梦想建模的改进1.切片与视图切换2.选择集3.工作基面4.丰富的导入、导出功能5.丰富的截面类型6.斜墙、斜板、钢板剪力墙的输入7.荷载输入类型增加8.便捷的显示查看功能9.模型检查功能专家相伴、设计梦想切片与视图切换专家相伴、设计梦想切片与视图切换专家相伴、设计梦想选择集选择集的作用是将一个复杂工程分部分显示。
选择集的作用是将个复杂工程分部分显示。
专家相伴、设计梦想工作基面工作基面是新版增加的个重要功能。
首先其作用是三工作基面是新版增加的一个重要功能。
首先其作用是三维环境二维操作，可以将网格约束在基面内。
125-张欣、夏绪勇等-应用PKPM进行空间结构设计
应用PKPM进行空间结构设计张欣1 1.前言，夏绪勇，黄吉锋(中国建筑科学研究院，北京 100013)摘要：体育场馆、会展中心、剧院等建筑结构常采用大跨空间钢屋盖结构支撑于下部钢筋混凝土结构上构成，这类整体结构形式往往比较复杂，采用传统的层模型无法达到其设计要求，需要采用空间结构建模，考虑上下部共同作用总装分析。
本文在对PKPM的空间建模模块SpasCAD、复杂结构分析软件PMSAP系统介绍的基础，提供了PKPM针对这类空间结构便捷而全面的设计手段，并对其中若干需要注意的问题加以详细阐述。
关键词：空间结构；总装分析；SpasCAD；PMSAP实际工程中，除了常规的标准层模型结构外，还有一些上部大跨空间钢结构支承于下部钢筋混凝土结构来构成，如体育场馆、会展中心、剧院等建筑。
空间结构往往比较复杂，采用传统的层模型无法达到其设计要求，需要采用空间结构建模，考虑上下部共同作用总装分析。
应用PKPM的空间建模模块SpasCAD 与PMSAP分析程序可以进行这类空间结构建模、分析与设计。
SpasCAD是三维空间建模软件，其底层数据结构以具有X、Y、Z三个坐标的节点及空间网格，作为最基础的描述数据，杆件、墙板、荷载等信息都在此基础上建立。
和PMCAD不同，SpasCAD中没有平面网格及标准层概念，也没有楼层组装，所有操作都是针对自然层模型。
图1 三维空间建模体系的SpasCAD正因为此特点，杆件的布置不再受到平面网格的限制，而且楼层关系直接通过自然层表现，连接关系更直观。
通过空间网格定位，布置出更为复杂灵活的空间模型，如体育场馆，工业通廊栈桥等。
这类结构形式一般都比较复杂，如经常会采用上部空间桁架，下部框架看台的形式，平面立面都不规则；上部钢结构桁架竖向振动,温度应力的释放，非比例阻尼，支座的设置等；特殊荷载的施加及设计组1作者简介：张欣，1977.1出生，男，硕士，工程师合；斜墙斜板的分析设计等，PMSAP对这类结构形式有着很强的分析及设计能力。
PMSAP总体介绍-PPT精选文档
7. 地基单元
A 温克尔模型一维线弹簧 B 温克尔模型二维面弹簧 C 分层总和模型地基单元
D 目前主要用于基坑支护结构分析 E 拟用于地基、基础和上部结构整体分析
8.罚单元
A 该类单元可使结构自由度之间满足 指定的线性约束关系。它主要用于 强制实现单元之间的连续性。 PMSAP 提供三类罚单元：一般性罚单元，梁 式罚单元，三角形壳式罚单元。
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错 层 结 构 楼 层 编 号
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楼层灵活编号，避免因打断造成的过矮楼层， 楼层位移、楼层刚度等结果统计更符合规范
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（多塔+错层）情况的编号
0、概述
复杂空间结构设计软件PMSAP是PKPMCAD 工程部继SATWE之后推出的又一个三维建筑 结构设计工具。PMSAP与SATWE由不同的开发 人员独立完成。PMSAP在程序总体构架上具备 通用性，在墙单元、楼板单元的构造以及动 力算法方面采用了先进的研究成果，具备较 完善的设计功能。作为同一公司的产品， PMSAP与SATWE的关系可类比于也是同一公司 产品的SAP2000和ETABS，
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（多塔+错层+连体）情况的编.钢结构 3.钢-混凝土混合结构
2.3 有限单元库
1.梁、柱单元 A 等截面、变截面均可 B 可接受二十七种荷载(包括温度荷载、 预应力荷载) C 容许数十种规则截面和异型截面 D 可考虑任意刚域、偏心 E 具有杆端力放松功能 F 可指定杆端方位角，从而可在空间 任意放置
V3.1版本PMCAD更新说明
2010新规范版本V3.1版本V3.1版PMCAD更新说明（PMCAD程序更新至“关于”对话框中内部版本号：2015.3.1.37）（本文档电子版可以通过点击PMCAD程序“工具设置”菜单中的“更新说明”获得）一、新增空间层建模在PMCAD的基础上，新增了空间标准层的定义功能。
规则结构部分可以用PMCAD完成建模，平面网格不好描述的空间结构部分可以用空间标准层来布置。
空间标准层的交互和SPASCAD类似，完成布置并且参加组装后，后续程序将两个部分自动合成为完整的模型，接力PMSAP完成计算。
1.新建空间标准层添加新标准层和一般标准层类似，可以定义多个空间标准层；也可以选择标准层的类型为PM原有的普通标准层或已经定义好的的空间层。
2.空间层编辑空间标准层可以布置各种空间杆件、斜墙斜板，其基本交互方式和SPASCAD一致，可以参考SPASCAD说明。
需要说明的是，空间层是在SPASCAD基础上编制的空间标准层布置功能，和PMCAD形成的规则楼层部分共同形成完整的模型，也要参加楼层组装，而不能独立存在。
3.空间层增加到楼层组装空间标准层在组装时，不仅可以定义标高，也可以水平向移动即定义x,y方向的偏移，也可以设置转动角度;目的是最大限度的利用已有的空间层，如果几何形式一样，可以通过平移和旋转反复使用。
组装完可形成普通层和空间层的整体模型，如下图所示。
4.接力PMSAP建模完成后，点击PMSAP分析设计，程序自动分两步完成整体模型的形成：首先将规则楼层部分形成自然层模型，这部分功能和SATWE形成数据的过程类似，然后如果定义了空间层并参与了组装，程序根据组装的偏移转角信息，将多个空间层部分自动加入，从而形成完整的全楼模型。
形成完整模型后，可以定义特殊构件定义和荷载，然后接力PMSAP完成计算。
这部分功能和SPASCAD的功能类似，请参考相应说明。
二、全新的构件截面布置输入方式新版本程序中，为了提高构件输入的效率，采用了一种全新的构件输入停靠面板方式。
任意空间结构建模输入系统SpaS-CAD
SpaS CAD
SpaS CAD技术特点
➢ 以具有自主版权的CFG图形系统为基本图形平台， 保持了广大用户熟悉的输入界面
➢ 采用动态数据管理技术，结构模型规模只受物理内 存的限制。优化查询技术，提高建模速度（ID）
➢ 一MFC为用户输入界面开发工具，具有友好的 Windows输入界面
➢ 总结PKPM系列软件的开发经验，加入任意约束、 材料、自定义荷载输入等其他功能
与其它结构软件衔接
➢ 提供PMCAD和钢结构（原SYS-1）的结构模型数 据文件接口
➢ 独立输入，或读取PMCAD、钢结构的结构模型数 据文件，转换为任意空间结构模型，并在此基础 上输入其它结构模型数据
➢ 与PMSAP组成集成式软件操作环境（IDE），与 PKPM系列软件形成有机的整体
SpaS AD 高级功能
➢ 网格线任意分割、弧轴线放样、共线直线按投影/起拱任 意方向、旋转放样、斜面延伸
➢ 提供丰富的显示控制功能 ➢ 静/动态+文本状态多种组合数据查询功能 ➢ 固定、约束节点，初始节点位移输入 ➢ 局部坐标系定义和显示 ➢ 自立式塔架、空间桁架、空间网架/壳快速建模 ➢ 全面的平面数据转换、任意多个子结构拼装功能 ➢ 特殊构件、抗震等级、材料、参数联动输入 ➢ 联机帮助
PMSAP的详细介绍概述
6. 多边形壳元 A B C D E F
是由三角壳元构造的子结构式超单元 主要用于计算楼板、空间壳体 薄壳、中厚壳通用 适用于凹、凸单连通多边形 最多允许200条边 内部网格自动剖分，允许最小30CM的 网格尺寸，可以精细分析楼板的位移、内力 G 给出楼板配筋图及文件
对厚板转换层、板柱体系以及普通 楼板的全楼整体式分析与设计: 在PMSAP中，可以将厚板转换层结构中 的厚板、板柱体系结构中的楼板、或者 一般结构中的楼板进行全楼整体式分析 与配筋设计。楼板的计算结果同梁、柱、 墙一样是从整体分析中一次得出,严格考 虑了楼层之间、构件之间的耦合作用及 地震作用的CQC组合，精度高，更能保障 设计的安全性、合理性。该功能在同类 软件中未见到。
一、前处理---建模手段
1、 2、 3、 4、 5、 PMCAD建模 STS-1建模 SPASCAD建模 PMCAD+SPASCAD 联合建模 STS-1+SPASCAD 联合建模
6、PMSAP的补充建模
6.1 6.2 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 特殊构件: 铰接杆件,框支柱,转换梁,连梁 弹性楼板：弹性板6,弹性板3,弹性膜 多塔定义：平面定义,立面查看 温度荷载：指定节点温度分布 改节点高：考虑错层 改构件抗震等级 : 梁/柱/撑/墙 改构件材料属性 : 梁/柱/撑/墙 （钢/砼） 定义吊车荷载
7. 地基单元
A 温克尔模型一维线弹簧 B 温克尔模型二维面弹簧 C 分层总和模型地基单元
D 目前主要用于基坑支护结构分析 E 拟用于地基、基础和上部结构整体分析
8.罚单元
A 该类单元可使结构自由度之间满足 指定的线性约束关系。它主要用于 强制实现单元之间的连续性。 PMSAP 提供三类罚单元：一般性罚单元，梁 式罚单元，三角形壳式罚单元。
Pkpm破解版软件空间建模程序《Spas CAD》
Pkpm破解版软件空间建模程序《Spas CAD》1、pkpm破解版SpaS CAD的基本功能Spas CAD采用了真实空间结构模型输入的方法，适用于各种建筑结构，弥补了无法划分楼层的结构，PMCAD不能建模的问题。
下图是SpasCAD的程序界面。
更懂pkpm资料可到官网或Pkpm软件 pkpm破解版行业软件网进行下载学习。
与PMCAD比较，其主要特点有：功能比较Saps CAD PMCAD1）建模方式空间建立真实结构模型；所有构件通过空间网格线定位；例如布置柱、梁构件时必须选择一个网格线；布置一片墙或者楼板必须选择一个闭合区按照标准层输入，楼层组装；构件通过网格线和节点定位；例如布置一根柱只需指定一个节点，布置一根域。
梁、一片墙只需指定一段网格。
2）模型编辑可选择局部或整体作为【选择集】；在选择集中输入网格节点，布置构件、荷载。
网格线节点包含X，Y，Z三个坐标分量，只有在定义了工作基面后，才可以采用X，Y两个坐标分量；选择【标准层】在标准层中输入网格节点，布置构件、荷载；网格线节点包含X，Y两个坐标分量，Z坐标靠楼层高度和标高来确定。
3）适用范围任意空间结构。
例如机场候机楼、火车站、体育场馆、空间桁架、塔架等结构；包括能用PMCAD建模的结构。
适合用层模型建立的结构，例如多、高层民用建筑。
Pkpm与广联达预算软件在部分功能上存在想通性，从以上简单比较来看，SpaS CAD提供了真正空间建模的途径，应用范围要更广泛一些。
广联达预算软件广联达破解版软件用Spas CAD可以建模和设计的结构SpaS CAD结构建模的基本功能如下。
（1）网格输入：通过绘制直线、节点等建立结构的整体空间定位网格线。
这些网格线可以是与墙、梁、支撑等长的线段，当有其它的网格线和其相交时，程序会自动计算，对该网格线进行分割，自动完成网点形成功能。
除了基本的网格线功能，软件还提供了很多放样工具，对于具有一定规则的空间网格线特征，如轴对称、空间平面对称等，可以使用这些放样工具快速输入网格线。
PKPM讲义 第三章 四章
钢结构CAD软件STS2008 版本中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所一STS-钢框架设计——1.1 三维和二维模型方法¾三维模型方法：建立结构整体模型用SATWE、TAT进行三维分析计算接三维分析计算结果进行节点设计绘制设计图，节点图，构件施工图，布置图统计结构整体用钢量，钢材订货表，高强度螺栓表¾二维模型方法：单榀建模，计算，二维节点设计，施工图一STS-钢框架设计——1.2 三维模型输入¾截面定义（钢管混凝土，实腹、格构组合、任意截面）¾斜梁输入（上节点高、梁端高）¾支撑输入（柱间支撑、屋面支撑）¾广义楼层（柱底标高、越层柱、越层梁）¾楼板厚度组合楼盖时，输最薄位置厚度轻型屋面，不考虑楼板作用，板厚输为0¾次梁布置，压型钢板组合楼盖设计¾荷载输入、吊车平面布置¾结构平面图与钢材统计（毛重）一STS-钢框架设计——1.3 用SATWE，TAT，PMSAP分析计算¾有无侧移，计算长度系数修改¾特殊构件定义（铰接构件，门式刚架构件，组合梁）¾考虑特殊风荷载与自定义荷载效应组合¾净截面和毛截面比值¾强柱弱梁校核选择按“按高规或高钢规进行构件设计”，即可校核强柱弱梁要求¾结果查看钢梁、钢柱、钢支撑、组合梁的应力值的输出意义一STS-钢框架设计——1.4三维框架连接节点设计¾读入设计内力¾定义连接设计参数¾选择连接形式¾全楼连接自动设计¾单个节点设计参数，连接方式修改¾计算结果查看一STS-钢框架设计——1.4.1 读入设计内力¾TAT设计内力¾SATWE设计内力¾PMSAP设计内力一STS-钢框架设计——1.4.2 设计参数，连接形式的选择¾混凝土框架托钢柱，按柱脚设计（08版改进）¾高强度螺栓连接，全焊连接¾螺栓直径，等级等参数¾梁拼接，柱拼接，柱分段¾门式刚架连接¾框架节点域补强¾选择节点连接形式，比较¾选择原则根据具体连接情况确定一STS-钢框架设计——1.4.3 节点设计参数－螺栓排列dθtBeR一STS-钢框架设计——1.4.5 节点设计参数－全焊连接一STS-钢框架设计——1.4.6 计算结果查看计算结果详细输出¾翼缘对接焊缝计算¾连接板与柱翼缘连接焊缝计算¾梁净截面，连接板净截面验算¾螺栓群验算一STS-钢框架设计——1.4.6.1 节点设计—柱脚设计¾预设底板尺寸¾混凝土承压验算¾确定底板厚度1¾锚栓抗拉验算¾确定底板厚度2¾抗剪键设置¾调整原则一STS-钢框架设计——1.4.6.3 节点设计方法—铰接¾梁端设计内力V¾梁柱连接：连接承担V，V*e（偏心弯矩）¾主次梁连接（1）剪力V，V*e（偏心弯矩）（2）1.3V1.4.6.4 节点域验算节点域的屈服承载力应符合下式要求:工字形截面柱和箱形截面柱的节点域应按下列公式验算：（稳定性）注:当柱节点域腹板厚度不小于梁柱截面高度之和的1/70 时可不验算节点域的稳定性¾软件按照上述要求进行了节点域验算，当验算不满足要求时，给出了满足要求的最小腹板厚度，并且自动补强。
PMSAP软件说明书
专家相伴、设计梦想
PMSAP与SATWE设计结果比对
主要比对内容
总体指标的对比 结构主振型对比； 风荷载标准值计算结果对比； 地震作用剪力计算结果对比； 楼层刚度比计算； 位移比； 层间位移角；
......
混凝土配筋结果、钢结构应力比验算结果对比
专家相伴、设计梦想
算题2.1：框架结构办公楼
专家相伴、设计梦想
算题2.8：板柱结构
专家相伴、设计梦想
算题2.9：钢结构框架
专家相伴、设计梦想
算题2.10：带吊车的多层钢结构厂房
专家相伴、设计梦想
PMSAP与SATWE设计结果比对汇总
前三个振型周期对比结果
算例 平均偏差 算例 算例2.1 5.55% 算例2.6 2.89% 算例2.2 0.87% 算例2.7 5.89% 算例2.3 2.54% 算例2.8 6.40% 算例2.4 1.16% 算例2.9 3.48% 算例2.5 6.67%
专家相伴、设计梦想
PMSAP推广材料
例题一：框架结构例题
— 例题详解
详细介绍了PMSAP接力PM层模型的基本操作、设计流程 、设计结果查看
专家相伴、设计梦想
PMSAP推广材料
例题二：体育场馆例题
—例题详解
详细介绍了PMSAP接力Spas空间结构模型的基本操作、体育场馆设 计的建模与分析要点
整体分析时，斜板采用弹性板计算，看台斜板沿 板面内有较大的拉应力，PMSAP对于弹性楼板的 分析，可以综合考虑楼板承受楼面均布荷载与沿 板面内的作用力，计算楼板的应力，并给出弹性 楼板上下表面的应力配筋结果。
专家相伴、设计梦想
工程3.2：五棵松体育馆
五棵松体育馆由北京市建筑设计研究院设计，主体结构采用 PMCAD完成建模， PMSAP软件为主要分析设计软件之一
PMSAP的详细介绍
欧姆龙贸易（上海）有限公司
尽管它们的侧重有所不同（PMSAP更多地考虑 各种复杂情况），但对于多数建筑结构的分析、 设计而言，它们的功能是基本相当的。当复杂 工程需要两个或两个以上软件做对比计算时， SATWE和PMSAP是合适的选择。PMSAP与SATWE都 可以与建模软件PMCAD、STS-1接口，用于对比 计算时可省去多次建模的繁琐工作，减少建模
欧姆龙贸易（上海）有限公司
5.后处理---分析设计结果的表达 5.1 图形方式输出 5.2 文本方式输出 6.施工图 6.1 梁柱施工图接口
6.2 剪力墙施工图接口 7.后续分析设计 7.1 基础JCCAD接口 7.2 钢结构STS接口
7.3 弹塑性时程分析EPDA接口 7.4 弹塑性静力分析EPSA接口
出错机会，给设计人员提供了便利。
欧姆龙贸易（上海）有限公司
一、前处理---建模手段
1、 PMCAD建模 2、 STS-1建模 3、 SPASCAD建模 4、 PMCAD+SPASCAD 联合建模 5、 STS-1+SPASCAD 联合建模
欧姆龙贸易（上海）有限公司
6、PMSAP的补充建模 6.1 特殊构件: 铰接杆件,框支柱,转换梁,连梁6.2 弹性楼板：弹性板6,弹性板3,弹性膜
上的复杂情形。
欧姆龙贸易（上海）有限公司
21
错
20
层
19
结 构
7
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楼 层
17
编 号
6
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楼层灵活编号，避免因打断造成的过矮楼层，楼层位移、楼层刚度等结果统计更符合规范
PMSAP的详细介绍
PMSAP
黄吉锋
中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部
目录
0.概述 1.前处理---结构建模 2.力学分析 2.1) 结构形式适应性 2.2) 结构材料适应性 2.3) 有限单元库 2.4) 静力荷载分析 2.5) 固有振动分析 2.6) 地震反应谱分析 2.7) 时程分析 2.8) 非线性功能
2.9 计算模型处理
1.剪力墙网格自动细分（LXmax,LYmax) 2.楼板网格自动细分 (LXmax) 3.与楼板相邻的梁的自动细分(LXmax)
4.与剪力墙相邻的柱的自动细分(LYmax)
5.楼层间协调性自动修复，消除悬空墙、悬空柱 6.自动实现梁、楼板和剪力墙的相互协调细分
细分墙、细分楼板、细分杆件以及 考虑自动相互协调带来的具体的 计算优势
1、基于规范的计算 2、基于规范的调整 3、基于规范的荷载组合
3.1 基于规范的计算
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 各楼层质心、刚心和偏心率 各楼层刚度、刚度比 高位转换结构楼层刚度比 各楼层地震剪重比 各地震方向有效质量系数 地震（双向地震）位移、位移比 风位移、位移比 整体稳定验算
11 楼层最小地震剪力控制 12 梁柱墙的强柱弱梁、强剪弱弯调整 （组合内力调整） 13 高位转换(>=3)框支柱、墙底部加强区 抗震等级提高1级 14 短肢墙结构中的短肢墙抗震等级提高1级
3.3 基于规范的内力组合
考虑恒、活、风、地震、 温度、时程、人防、水土压力， 吊车等荷载
四、结构设计
4.1 混凝土构件设计 4.2 钢构件设计 4.3 组合构件设计
2.5 固有振动分析
1.侧刚分析方法 GUYAN缩减，适用于糖葫芦串结构 2.总刚分析方法 MULTI-RITZ向量法，适用于任意复杂结构
复杂空间结构建模SPASCAD及分析
6 PKPM 软件园地We learn we go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SA TWE 中增加“复杂空间结构建模及分析”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SA TWE 可以计算的模型类型大大扩充。
本文中称为SPASCAD_SA TWE 工作模式。
1 设计思路SPAS_SA TWE 是将前处理、分析计算与后处理三大模块集成在一起的有限元分析设计软件，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_SA TWE 在构件、模型以及单元等多方面进行了修改与扩充。
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_SA TWE 采用单一的工作界面下实现所有模型几何参数、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。
图1 SPASCAD 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有标准层，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SA TWE 完成计算。
对于一般没有标准层概念的非规则结构，更适用在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，而上面几层含有大量的斜杆和斜板，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）SA TWE 计算控制 SPASCAD_SATWE 的主要参数定义在SPASCAD 中完成，通过SPASCAD 的“结构计算”控制菜单中的“设计参数”传递，如图3。
PMSAP总体介绍-PPT精品文档
PMSAP
黄吉锋
中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部
目录
0.概述 1.前处理---结构建模 2.力学分析 2.1) 结构形式适应性 2.2) 结构材料适应性 2.3) 有限单元库 2.4) 静力荷载分析 2.5) 固有振动分析 2.6) 地震反应谱分析 2.7) 时程分析 2.8) 非线性功能
尽管它们的侧重有所不同（PMSAP更多地考虑 各种复杂情况），但对于多数建筑结构的分析、 设计而言，它们的功能是基本相当的。当复杂 工程需要两个或两个以上软件做对比计算时， SATWE和PMSAP是合适的选择。PMSAP与SATWE都 可以与建模软件PMCAD、STS-1接口，用于对比 计算时可省去多次建模的繁琐工作，减少建模 出错机会，给设计人员提供了便利。
二、力学分析
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 结构形式适应性 结构材料适应性 有限单元库 静力荷载分析 固有振动分析 地震反应谱分析 时程分析 非线性功能 计算模型处理 结构优化
2.1 结构形式适应性
计算核心是有限元通用程序。适用于任意 空间结构。杆件可以在空间任意放置。结构可 分层，楼层是广义概念，指构件的集合。比如 把一栋楼房的首层和三层定义为一个PMSAP楼层 也是可以的。可考虑多塔、错层、转换层等建筑 上的复杂情形。
简化壳元模型，用于方案阶段快速试算
5.四边形壳，三角形壳
A 可接受面内、面外六种形式的荷载。 （面外均布，双线性，集中力，面内线 性分布力等） B 位移等值线，应力等值线 C 有限元模型： 广义协调薄板元 杂交模式厚薄通用板元 带旋转自由度膜元 D 用于计算空间壳体，薄壳中厚壳通用 E 将用于筒仓、烟囱、水池等结构计算
2010新规范多高层设计软件SATWE和PMSAP(二)
2010新规范版多、高层设计软件SATWE和PMSAP中国建筑科学研究院2011 年9 月目录1. “嵌固端所在层号”2. “墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点”3. “结构体系”的相关修改4. “承载力设计时风荷载效应放大系数”55. 抗震构造措施的独立控制6. 抗震性能设计7. 指定相对偶然偏心8. “考虑结构使用年限的活荷载调整系数”9. 梁刚度放大的相关修改10. 连梁刚度折减11. “加强层个数和层号”指定12. 保护层厚度概念的更新12“保护层厚度”概念的更新13. “梁柱重叠部分简化为刚域”14. “框架梁端配筋考虑受压钢筋”15. “结构中框架部分轴压比限值按照纯框架结构的规定采用”16. 钢筋类别的修改17. 分塔指定“约束边缘构件层”、“薄弱层”、“过渡层”、“加强层”等11嵌固端所在层号SATWE PMSAP嵌固端所在层号•确定嵌固端的位置¾没输入地下室的结构模型，嵌固层所在层号一定是1；¾有地下室的结构模型，嵌固层所在层号通常是（MBASE+1）（程序缺省值）；嵌固端所在层号•确定嵌固端的位置¾应自行进行判断抗规6.1.14条：地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，应符合下列要求：地下顶板应避免开设大洞；地下在地结1．地下室顶板应避免开设大洞口；地下室在地上结构相关范围的顶板应采用现浇梁板结构……．结构地上一层的侧向刚度，不宜大于相关范围地2结构地上一层的侧向刚度不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍¾确定嵌固端后，地下室抗震等级应自行指定确定嵌固端后地下室抗震等级应自行指定嵌固端所在层号•相关的调整¾框架柱底层柱底组合弯矩放大6.2.3：、、三、四级框架结构的底层，柱下抗规：一、二、三、四级框架结构的底层，柱下端截面组合的弯矩设计值，应分别乘以增大系数1.7、1.5、1.3和1.2¾转换柱底端组合弯矩放大抗规6.2.10-3：一、二级框支柱的顶层柱上端和底层柱下端，其组合的弯矩设计值应分别乘以增大系数1.5和1.25（高规1.3）12513嵌固端所在层号•相关的调整¾嵌固端所在层号剪力墙底部加强区起始位置（-1）抗规6.1.10-3：当结构计算嵌固端位于地下一层的底板或以下时，底部加强部位尚宜向下延伸到计算嵌固端¾倾覆力矩看嵌固端所在层抗规6.1. 3：注：底层指计算嵌固端所在的层嵌固端所在层号•相关的调整¾地下室顶板梁柱的调整抗规6.1.14-3-1：地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，应符合下列要求：截每向筋地下一层柱截面每侧纵向钢筋不应小于地上一层柱对应纵向钢筋的1.1倍；地下一层柱上端和柱节点左右梁端实配的抗震受弯承载力之和应大于地上一层柱下端实配的抗震受弯承载力的倍；1.3地下室层数4嵌固层所在层号3地下室顶板嵌固端1.3倍；地下室顶板梁弯矩放大13倍柱单侧配筋放大1.1倍（相对地上一层，边框柱1.0）（相对地上层边框柱10梁1柱1非嵌固端854*1.3=1 110嵌固端地下一层 1295 1.1 1295*1 1= 1425地上一层PMSAP嵌固端所在层号 • 底部嵌固层刚度比高规3.5.2条： 对非框架结构，按(3.5.2-2)计算，且本层 与相邻上层的比值不宜小于0.9;当本层层高大于相邻上层 层高的1.5倍时，该比值不宜小于1.1; 对结构底部嵌固层， 该比值不宜小于1.5；程序实现：仅当（嵌固端所在层号=1 1）时执行嵌固端所在层号 • 嵌固端与回填土约束的关系 嵌固端与 填土约束的关系嵌固端： 设计概念 回填土约束：力学概念 两者没有任何关联！ 回填土约束总是应如实填写，与嵌固端层号无关！ 回填土约束一般不应填负值嵌固端的例题嵌固端的定义各层层刚度(kN/m)层号 2 3 4 5 6 2.1757E6 1.1709E6 9 3788E5 9.3788E5 8.2562E5 无地下室 无 下 M=3 2.2257E7 1.3696E6 9.4614E5 8 0283E5 8.0283E5 7.2375E5 M=300 4.9235E7 1.3802E6 9.4957E5 8 0274E5 8.0274E5 7.2249E5表1M=-2 3.5885E11 1.3944E6 9.5316E5 8 0422E5 8.0422E5 7.2375E5嵌固层薄弱层验算结果无地下室 抗规 高规 2.6545 1.2388 M=3 2.0679 0.9650 M=300 2.0765 0.9690表2M=-2 2.0898 0.9753结构每层的地震力和地震剪力方案2 方案1 Fx 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1232.1 825.8 800.4 862.5 942.8 960.7 906.6 568 9 568.9 Vx 1232.1 1914.5 2306.2 2587.6 2879.7 3228.7 3586.7 3817 3 3817.3 Fx 1198.3 788.9 796.3 821.3 921.8 938.0 932.9 739 9 739.9 143.5 62 9 62.9 Vx 1198.3 1830.3 2191.7 2440.9 2687.6 2999.0 3339.0 3632 6 3632.6 3686.4 3710 1 3710.1 Fx 771.8 745.0 794.1 880.9 906.4 880.1 626 1 626.1 31.4 27 2.7 Vx 1806.5 2171.3 2422.3 2990.2 3333.5 3596 0 3596.0 3608.9 3609 7 3609.7 方案3表3方案4 Fx 1153.4 768.4 734.8 788.7 900.3 866.6 593 5 593.5 0.0 00 0.0 Vx 1153.4 1802.5 2168.2 2419.8 2675.4 2992.0 3336.2 3588 4 3588.4 3588.4 3588 4 3588.41160.6 1160.62675.8 874.11嵌固端的定义嵌固层倾覆力矩(kN.m)及其百分比(%)方案1 倾覆力矩 百分比 30677.8 43 22 43.22 方案2 34503.1 51 58 51.58 方案3 34161.7 51 49 51.49表4方案4 34096.9 51 44 51.44结构所承担的地震剪力M=3 3 2 1 M=20 M=50 3612.4 2270.9 1343.2 M=100 3604.4 1515.4 569.9 M=200 3597.6 652.1 180.2 3631.2 3622.0 3561.9 2974.9 3456.2 2377.2表5M=300 3594.7 386.2 261.3 M=-2 3587.1 3073.5 137.42 墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点强制刚性楼板假定时保留弹性板面外刚度当此项打勾时，对于弹性板3和弹性板6，只在楼板面内进行强制刚性楼板假定，弹性板面外刚度仍按实际情况考虑；如打勾则强制刚性楼板假定时将保留弹性板的面外刚度如不打勾，则强制刚性楼板假定时将不保留弹性板的面外刚度。
运用PKPM空间建模与分析软件建立复杂空间桁架模型实例
科技论坛运用PKPM 空间建模与分析软件建立复杂空间桁架模型实例陈有（华油飞达钻采设备有限公司，河北沧州061000）1工程中常见空间桁架形态钢结构厂房工程中，为满足大跨使用空间的要求常常运用空间钢桁架来构成厂房建筑的主要平面承重构件并联系支撑各榀柱、支撑等构件，并组成结构。
常见的空间桁架形式有对称截面形式相同的规则桁架，其截面是三角形或四边形，轴线形状为直线、抛物线或者圆弧等形式。
这几种形式都可以通过利用PKPM 中的SPAS 模块中的快速建模实现。
但实际工程中还有大量的虽然对称但截面形式却有所变化的的空间桁架如图1所示桁架：此桁架特点为中间高两边低上平，上平面长度比下端杆长。
这种类型的桁架就无法采用快速建模进行建模，但利用SPASCAD 的常规建模方法也可以很快捷的建模并分析。
2复杂空间桁架建模思路通过上图所示，此空间桁架模型为一个前后左右均对称的组成。
由此建模时可以充分利用模型的对称性及软件提供的相应工具即可快速准确完成模型的建立。
通过分析，只要建出模型的四分之一即可通过旋转或镜像完成全部模型的建立。
由图2我们看出模型侧面四分之一的建立关键在于外围四个点的确定，即我们只需求出此四点的坐标便可勾勒出此模型侧面四分之一轮廓。
求坐标时，我们可以设其中任意一点为原点，其他三点的绝对坐标值均为相对此原点的相对坐标值。
如图3所示我们设左下角点为坐标原点，那么根据此空间桁架的尺寸及空间位置我们求出了其他三点的坐标：软件规定以！为前缀表示的坐标即为绝对坐标。
由此可知，左下角点的绝对坐标为（！0，0，0），则由此推算出左上角点的绝对坐标为（！1500，-1500，3500），而右上角点的绝对坐标为（！1500，28500，2000），右下角点的绝对坐标为（！0，27000，0），得到四点坐标后，我们前期的分析工作即可告一段落。
接下来我们可以完成腹杆的网格线，从图上我们可以看到上弦杆被等分为十份而下弦杆被分为九份，我们可以利用网格分割的命令轻松实现，分割完毕后我们用折线网格的命令将各网点连接起来就可以完成模型四分之一侧面网格线的建立。
PKPM作业答案
第一次作业1 PKPM结构软件提供了哪几种建模方式；PKPM结构软件提供了四种建模方式:(1)PMCAD建模(2)将建筑APM模型转换为结构模型。
(3)将AutoCAD软件的平面图形转换为结构模型。
(4)SPASCAD复杂空问结构建模。
2 PMCAD提供了哪些网点定位方式和夹点捕捉方式，如何切换；轴线输人的关键是网点定位，PMCAD软件提供了多种定位方式，其中最常用的有以下方式: 1）键盘坐标输入方式2）鼠标引导键盘坐标输入方式3）参考点定位方式4）夹点捕捉方式5）图标提示夹点捕捉方式3 PMCAD如何定义任意截面柱，任意形状板洞；板洞:必须布置在有楼板的房间内，可以全房间开洞，也可以布置矩形、圆形和任意形状的板洞。
任意形状板洞定义方式与任意截面柱相同，新版软件以半透明方式显示楼板，以透明方式显示板洞。
任意截面柱定义：（1）点击[柱布置]，在定义柱截面类刑对话框中，选择<任意多边形>。
（2）屏幕提示:“输入绘制窗口的高度”，回车，同意程序默认的5m作为绘图窗口的尺寸，屏幕弹出任意多边形绘制窗口，窗口为边长5m的正方形，每边十等分，每个小格的尺寸是500mm*500mm，作为绘图定位参考单元。
（3）按工程需要在窗口中绘制任意截面形状的柱（4）设定柱的定位基准点，将其存放在柱定义数据库中，布置方式与普通柱相同。
4 PMCAD允许对单个构件设置材料强度吗，计算软件修改材料强度后可以保存到PMCAD模型中吗?新版PMCAD允许在建模时设定构件的材料强度，点击【楼层定义/材料强度】，弹出构件材料设置对话框。
可以设定混凝上构件的强度等级或钢构件的钢号。
PMCAD建模时设置的构件材抖强度可以传给SATWE、TAT、PMSAP等计算软件，如在SATWE 等计算软件中修改材料强度。
其修改信息仍然保存在PMCAD模型中，实现了一模多改，数据共享。
5人防荷载、吊车荷载如何输入；点击【人防荷载/荷载设置】，弹出人防荷载设置对话框，根据《人防规范》规定，可以设置核武器和常规武器的抗爆设计等级，顶板和外墙的人防等效荷载。
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建研科技股份有限公司 张欣
Spas可处理的问题
• • • • • • • • • • … 斜柱斜墙。 自定义荷载工况与自定义荷载组合 通用弹簧阻尼支座 满应力优化设计 结构的屈曲分析 温度应力的分析 预应力、混凝土收缩应力的模拟 斜板、厚板转换层等弹性楼板的应力计算与配筋 设计 中（大）震弹性、中（大）震不屈服设计 动力时程分析
模型检查
这两种重合检查如果采用一般的几何关系判断， 都会导致计算效率异常低下。SpasCAD针对建筑 结构特点，采用特殊算法，把几个小时甚至几十 个小时的计算量，在几秒内完成。 对于重合网格，还进一步设计了自动排除重合的 功能。
模型检查_pm的辅助排错
对于错层，越层，斜杆对位等复杂而容易出错的 pm建模操作，利用SpasCAD的检查功能可以辅助 设计。
1.SpasCAD能分离建模，然后将模型拼装到一起。 2.如上模型的多次拼装组合。 3.插入点。
>Excel表格_命令流建立网格模型
1.导入导出spt文本格式。能直接在excel中编辑。 2.巧妙修改注释行的作用。
节点 注释行 格式行
网格
Excel表格_荷载类型定义
复杂结构中存在大量的荷载类型，也可以用excel的方式来导 入。
模型统计
1.当前程序运行目录， 版本等。
模型统计
2.总信息。 3.层统计，特殊杆件。 4.截面统计。
模型的快速生成
>Spas和PM的联合应用 1.1组合结构框架部分
1. 对于体育场，机场等结构，经常由下部砼框架，上部框架网 架组成。对于框架部分，往往比较规则，此时用pm建模并导 入，再用子结构拼装上部结构的方式，是最方便快捷的。 导入后对荷载的处理方式不同，板自重，屈服方式和有限元 方式。斜板荷载，投影和板面积。 子结构拼装时的拖动和定位点。(拖动和移动，节点合并) 子结构的选择集。 对截面的合并。
基面的局部坐标系，斜线网格定位输入。
工作基面_灵活应用2
通过基面，找到面与线的交点。
工作基面_灵活应用3
• 投影到基面方式，来斜边对齐。
>选择集及其运用
1.工程经验表明，当处理大型桁架，网架等结构，需要根据 杆件截面、荷载类型等原则对构件进行分组。 2.否则将对模型处理效率带来很大影响。 3.通过选择集(即分组)，并以其为媒介，可以将多种处理灵 活组合，达到事半功倍的效果。
选择集及其运用_定义
1. 选择集可以将部分网格选择为一个组。 2. 通常将具有相同属性的网格归为一组。
选择集及其运用_查看方式
分为选择显示和高亮显示两种方式。
选择集及其运用_自动截面归类
1. 除了可以手工选择，也提供了多种自动归类功能。 2. 采用自动截面统计如选择集功能。stschoosebysect
调用菜单及各模块区别限制
Pmsap完整版，S1八层版，sts八层版，Spas部分 功能没有区别。
查询，检查及统计
Spas的查询，检查及统计
在处理复杂工程的过程中，演化出更强的辅助功能 ，来帮助用户解决模型问题。 三个查询工具：全局显示控制，属性框，查询id。
>全局显示参数控制
1. 总显示控制项，全集。 2. 几个特殊显示。 3. 快速控制键。楼板
模型检查
对于建筑结构，过小的间距一般都意味着存在模 型不合理的地方，构件过小或间距过近容易造成 计算异常。 节点间距检查：建议50mm和500mm,检查两次，针 对性的排除相当一部分问题。
模型检查
网格重合会导致重合布置构件，重合墙板也难以 查出，此类错误会造成刚度，质量异常，连接关 系混乱，是比较严重也容易犯的问题。
Excel表格_荷载组合
5. 增加屈曲组合，用“BUCKLING”识别。 6. 提供了荷载组合的excel导入方式，处理大量的组合项更 快捷。
>小结
1. SpasCAD提供了更灵活的方法，来处理模型。 2. 灵活运用各种功能的组合，能起到事半功倍的效 果。
工作基面，选择集
>工作基面_灵活应用1
选择集及其运用_导入dxf图层
3. 导入dxf网格或导入子结构时，都会将图层读入选择集。
>保存T图
所见即所得，可以用于部分出图。文字方向。
楼层显示和选择集显示
1. 选楼层，单击和多选方式。 2. 选择集的显示和高亮。整体和当前显示。
右键属性框
1.构件基本信息丰富，和pm联合应用。 2.梁柱支撑长度，方向。墙板面积，法向。
查找
1. 多项查找。 2. 模型检查统计，pmsap对应关系，辅助sat查数检 报错。
>模型检查
1. 节点间距查找的意义。 2. 重合自动处理。 3. 对模型的自动校正。
2. 3. 4. 5.
Spas和PM的联合应用 1.2结合pm出施工图
1. 2. 目前Spas接力pmsap，能到设计阶段给部分施工图。
Spas和PM的联合应用 1.3 辅助pm建模查错
1. Pm由于上节点高，底标高顶标高，支撑连接节点的方式，来 实现三维模型连接、跨层等建模，再加上柱节点偏心等问题 ，经常出现数检不过的问题。
Spas和PM的联合应用 1.3 辅助pm建模查错
2. Pm导入后，数检中两处需要注意的地方: >20边墙板，凹 形墙板。 无法导入时，常是.pm和.sat文件出现错误，单独考出.jws 过一遍pm.
>dxf网格导入
1. 导入时读入图层到选择集 2. 子结构多次叠加，实现多用途分组。
>子结构拼装