sra软件讲义计算模块sra

第二篇计算模块StratStrat模块与软件同名，是Strat系列软件的核心计算模块。计算模块支持前处理Prep系统输入的各项计算元素。计算模块Strat采用了多项先进技术。结构总刚矩阵采用先进的稀疏存储模式。并在此基础上开发出的LDLT直接求解器，比一般的列轮廓存储方法，结构总刚小一半左右，总刚分解速度也快一半左右。在此基础上开发出的先进的预处理共轭梯度迭代求解器(PCG)，结构总刚仅为一般列轮廓存储方法，结构总刚小数十至一百多倍，计算速度也有数十倍地提高。计算模块用于计算剪力墙的墙单元(Wall单元，即板+膜单元)，为自主开发的全新的墙单元，解决了墙单元(膜部分)不能正确计算节点弯矩的世界性难题。Strat中的墙单元根据剪力墙节点域变形理论，采用与此前各类墙单元完全不同的构造模式，构造的单元平面内转角刚度正确、合理，能可靠地计算节点集中弯矩。对于一般采用墙单元计算剪力墙结构的软件，由于其墙单元不能可靠地计算节点集中弯矩，致使计算墙-梁连接结构时，梁端弯矩偏小，结构刚度偏小。而一般采用的处理方法是，将连梁用墙单元模拟，而这种方法存在很多问题。一方面这些软件中采用的墙单元为二次单元，用于模拟连梁受力时，结构偏刚；另一方面，实际结构中的连梁跨高比均比较大，如梁高400跨度1500，这时用一个墙单元模拟，墙单元本身的计算误差即非常大。这些软件计算剪力墙结构时，连梁用梁单元模拟则结构偏柔，用墙模拟则结构偏刚，这两种模式比例不同时，结构的刚度也会变化，计算具有不确定性，这显然是不正常、不合理的。察看计算数据文件前处理系统Prep在生成计算数据文件时，对结构节点、单元进行过系统的处理，因此计算数据文件中的单元编号、节点编号将与前处理Prep中显示的不同。要查看计算数据文件中结构信息，可在形成计算数据文件后，直接打开建筑结构专用后处理模块Archi，Archi中显示的结构信息完全反应计算数据文件的信息。计算数据文件是文本文件，可用NotePad、Write、Word等编辑器直接打开，熟悉其数据结构后，可直接对数据文件进行编辑、修改。平面8节点、块体21节点单元的说明计算模块中的平面8节点单元、块体21节点单元是变节点单元。对于平面8节点单元，除4个单元角点须保留外，其它4个边节点均可部分或全部删除。对于块体21节点单元，除8个角点外，其它12个边节点和单元中心点，均可部分或全部删除。当前版本的前处理形成的这两类单元均具有全部节点。如需删除单元部分节点，可打开计算数据文件，将单元的对应节点号该为1即可。对于空余的边节点，程序将通过约束有效性判别自动加上约束，可以不另外加上节点约束。计算模块最简单的操作过程软件针对常规的建筑结构特点，隐含设置了最优的计算模式。对于这些建筑结构结构，用户启动程序后，读入数据文件“Name._Sta”(如通过软件集成模块StratSoft调用程序将自动读入数据文件)。然后直接点连续计算按扭，仅静力计算点()，同时有静力、动力计算点()。程序将根据结构计算要求，自动调用各模块完成所有的计算。当然，程序同时提供了多种计算选项。用户可以通过设置这些选项，控制计算过程，以满足特殊计算的要求。下面按程序的操作过程，分别讲述各部分的功能。1、打开文件[菜单:文件/1打开；；快捷键Ctrl+O]冷运行命令企后，弹惰出擦Wind伏ow生s堂标准文件远对话框，陈列出所有策后缀次为妥“沈_St潮a最”麦的计算数坡据文件，伶选择一个惨文件后退杯出对话框塞，程序即靠读入该文镰件。双如果通过扇软件集成理系腊统监Stra像tSof把t萌调用计算案模阴块闷Stra锁t必，且其它蓝模块刚调振用过该工民程，则启蝶动眼Stra池t照模块的同富时，该工见程计算文惊件即被自排动读入。血这时如该朝工程的计尤算数据文耀件不存在考，则提示电读入文件骆错误，可狼另外运行秋打开文件系命令重新条读入其它还的文件。究在读入数隔据文件的银过程中，羞程序同时梢完成如下趁几项工作星。烧1刻、数据检来查学程序对数谅据文件进企行系统全技面的数据在检查。检喊查不正确闲的类型分邮警告、错袖误、严重查错误三类倦。粗警告窄是数据不乓妥当，程蛇序可以给俱予更正，冻或者不更身正时也不园显著影响办计算结果选。如节点必上设置有购强制节点蹄位移，而另此时节点土相应的自刺由度上又问施加了节毕点约束，搜程序将给组出警告，衫同时将约帜束删除，斩保留节点探强制位移杀。名严重错误锤指错误将菜导致程序供不能正常倒运行的严鸡重错误。赤如单元没冬有材料类姿型、梁柱宗单元的没评有截面类弃型能，这妻类问题将目导致计算劲不能正常益进行，程爆序归为严狭重错误。敌出现严重耐错误时，们程序将不蜜容许继续括进行计算躁。猪错误敏界于前两欠者之间，羡计算可继螺续运行，肃但计算结躬果有错误接。如节点烂被约束自柱由度上施量加了荷载备，程序给群出错误信颜息，同时厉删除该荷妖载。逮用户可打絮开蕉“董Name吓.if历o引”坡文件查看代错误信息秒。编2选、数据整姿理唉数据整理羞主要针对饰主从结棚构趁(络刚性楼妙层乖)仅。凯当节点荷弃载、质量耳、强制位耻移、弹簧侮、约束等氏施加在从菌节点上，姓程序自动愚将这些节悄点参数的家平面内的屋分量，转登移到对应魂的主节点恩上。未在前处理诞中，采用北完全刚性动楼层假定炭，或设局虾部刚性楼违板畏(骨主从节傻点央)垃但主节点佛未定时，书由于主节陕点未定，对应当施加钉在主节点部上的参数捧可以直接颜加在某一迎从节点上准，经计算引部分数据卫整理后，启能自动转件移到对应曲的主节点脾。秘如建筑结傻构中需考最虑地下室励侧壁土体秋的嵌固约名束、或弹棍性支撑，脆对于采用工刚性楼层弹假定的结炉构，可在也地下室楼雹面内的任锣意一点施挽加水平约颜束、或节祝点弹簧，翁则整个地外下室层的舰侧向位移倍即被约束族，或者整察个地下室四层的侧向榨刚度加上免侧壁土体蹦的弹性支尝撑。名2能、祥参数存盘芽[效菜单政:掘文件多/全2彩参数存盘沿；嘴；快捷赌键捎Ctrl病+S慢]威在计算结嫁束、或计搁算过程中店，该命令缠将计算过掘程中的各蜘类参数存聪盘，形成震文巩件六“牢Name球.As葬t焦”探。第二次春在计算模房块打开该押工程时，笨将自动从鸦该文件中铃读入各项披参数，使源计算可以疫在前一次事基础上接标力进行。沃如在一次辫计算后，迎再次用前塑处毛理撞Pre早p汤改变结构环、荷载等框计算参数辰，则须重宏新计算。耳前处扫理织Pre趁p际生成计算萝数据文件钢时，如检泰测到存在考同文件名暗的分“脑As乔t台”夸文件，将抗提示用户俯删除。用柿户也可直进截删除该孔文件。界3色、吊计算模式该设置卫[植菜单着:输设置突/1吵计算模式半设置；竟]肠该命令通羞过如下对荣话框，在聋前处惭理要Pre帖p园的设置之普外，对计惨算模式进涨行设置。但对于常规据的建筑结功构，可直面接采用程粗序隐含设新置，可不滋运行该命示令。回求解器选砍择逐直接法够。即稀疏引存勤储皂LDL腿T汪分解方法捐求解器，鼠为程序隐幼含的求解矮器。当需燃要进行动切力计算时摧，须选择碑该求解器想。立迭代法殊。即稀疏收存储预处饲理共轭梯弟度偶(PCG起)锄迭代求解盾器，仅进讨行静力计丰算时，可炒选择该求很解器。迭辩代方法不漂需分解总牵刚矩阵，由对每个荷使载工况分振别计算，并当仅计算哈静力作用跃荷载工况壁较少时，额优势非常妈明显。但碑需要计算拔模拟施工战、地震反报应谱时，丘由于需要垦对数十中贤荷载向量言进行迭代孕计算，便馒不再具备拢速度优势冤。当前版点本赖PC混G袭方法不提惰供动力计蔬算功能。钳总刚矩阵碍优化模式将不优化果。即不另时外对结构特节点进行隐优化排序搞，仅按前翼处理生成趟计算数据刷文件中时以按三维坐峡标排序后杰的节点顺斑序计算。少快速优化铸。按最小热非借0贿元素法进胁行总刚矩援阵优化，锈为程序隐晋含的优化紧方法，一煤般情况下衫建议采用格该优化模赵式。特点直是速度快暖，且优化牺效果明显槽。与按自彼然坐标顺买序计算方肺法比较，秒总刚小数争倍。粮高级优化细。按最小痒填入量方利法进行总岂刚矩阵优址化。能达攀到总刚矩千阵的最优辉化，总刚客大小比快斗速优化的茧小伶1/3~便1/低2神。但优化急占用时间止较多，在蚀一般情况浅下不建议紧采用。颜振型计算势方法趣下拉框中可列出子空坡间迭代、匆李兹向榨量酬(Rit景z厦)柳、兰索委斯演(Lan旋czos席)坑等三种计瞧算振型方氏法，用户泳在前处理转选择的之叛外，可重站新选择设源置。辫子空间迭绿代戚法计算精成度高，但例速度稍慢裙。对于小咏结构，须标计算振型名较多、或葛需计算全蛙部结构振确型时，宜斗选择该方裙法。嚷兰索斯印(Lan迫czos产)凶方法速度远快，精度员稍低。对倦于一般的良结构计算排，只需求娘解结构的逝前几个振蕉型，需计鸣算振型数泄远小于结伏构的总自极由度数、软质点数，孙兰索斯方坟法的计算茎结果将与旨子空间迭圣代法计算甜结果相同舱。对于一饭般的结构迎计算，建贷议采用该汁方法计算掠。晶李兹向量普(Rit警z杠)跪直接法速日度、精度丘介于两者拖之间。兴约束有效丸性判别毒。如该选羽项被选中抖，程序将猴在预处理恶之前，对莲结构各节胡点的单元锡连接情况脸、约束设财置情况进爽行系统的恳检测。士如检测既眨无单元连份接、又无西约束的空亡自由度，色将自动加马上约束。板对于自由拾度释放梁芳柱单元，巧与同一节困点连接的咱梁柱单元狗均有自由妨度释放，禾则给出提巩示。谈对于块体舟单元，只治有平动刚题度，没有录转角刚度跳。约束有床效性判别艳时能自动换加上转角向约束。跃对于平面榜单元，只告有单元平挡面内的平猎动刚度。真约束有效狱性判别能割加上转角赶约束，但撒不能加上膝平面外平厌动自由度藏的约束，悄平面外平多动自由度嘱的约束需坑用户添加爹。价由于节点贱约束处理山繁琐，且封约束出错挨将导致计青算不能继凝续齿。袍Stra邮t璃模块有约按束有效性蒸判别功能午，能有效投减小用户肾数据准备诞的工作量挥，确保计政算的顺利悬进行。倦计算节点游质量渴的警Z海向分量华。程序隐滨含不被选贡择。对于行一般建筑锡结构，宜字采用隐含呢结果。望如该选项碌被选中，形将计入质抖量的竖向欲分量，可晚计算结构足的竖向振很型。悔在有限元酒计算中，耗质量总云有婆X邪、杆Y国、配Z犹三个分量汉。但对于价建筑结构航，进行地龙震反应谱积计算时，碰只考虑平受动振型的尺影响。如巷计入质量红的辛Z绕向分量，弯较高的建垄筑会出现祸周期较长提的竖向振贯型，按这宏种振型计大算地震反孙应谱作用蓬是不准确孝的。因此疗对于一般做的建筑结抖构，应不恒考虑质量遇的竖向分死量。堆4熄、挪预处理悼[摸菜单闹:穿计算糟/1栋预处理；忌]向该命令进许行如下工滔作。域1诚、约束有下效性判别寨。仔2因、处理移锻动荷载、膊温度场荷密载数据。初2以、总刚矩烤阵优化，钱根据优化索计算结果边重新节点母编号。箩3祸、确定结趁构总体刚余度矩阵的渣轮廓，计溜算总刚的榆容量，计棋算总体荷猛载矩阵的井容量。弦4申、检测机纤器内存容泼量，判断搁内存是否陵满足最小节内存要求跟。狮5脖、对于大浆型结构，肝初步确定巧总刚、总偏体荷载矩花阵的分块宝信息。移5捕、奥计算单元国刚度身[披菜单丝:习计算道/宁2响计算单元枣刚度；编]暴该命令计都算各类型渣单元的单村元刚度矩问阵、单元逃荷载向量墙，并将计野算结果存坦储在机器星硬盘中，摆供形成总凤体刚度矩就阵时采用算。该部分递可以在预竟处理之前礼运行。兔6达、吊形成总刚咸矩阵蜜[匪菜单索:济计算北/仁3阴形成总刚按矩阵；胃]进该命令根悄据预处理加中形成的午总体刚度贝矩阵信息睡，将各单桂元刚度矩挡阵拼接成迈结构总体可刚度矩阵拜，同时将驱单元荷载件向量拼接宿成结构总叫体荷载向饰量矩阵。窑在形成总鲁刚的过程纽中，程序迫检测到总嫁刚对角元坐素为一极奖小值时，惕将给出提简示。总刚茶对角元素怀为极小值胶，将导致愚计算错误军，可能是燕存在未被柔检测到的跨空自由度洁。可根据烛提示的节讯点号检查被。矿7赚、天矩阵分解恨[茅菜单项:味计算皂/艳4刃矩阵分解筋；追]好采用直接绢求解器时汽，先将总络刚矩阵分发解成三角滑矩阵，然打后将总体见荷载向量漂矩阵回代降，得到向泻量唯一矩焰阵。温采用迭代蛛求解器时害，分别对芝各荷载向罢量迭代，扑得到该荷菜载向量对钉应的位移俱向量。纹运行该命督令后，结其构在静力仗荷载、移事动作用下为的节点位誓移即已经暴得到，位军移的文本度文件箩为河“恨Name允.Sol区t妨”米，可打开阅文件查看南。鹿8许、患计算结构虾振型葱[芹菜单害:修计算幸/给5矮计算结构尘振型；足]浆该命令计跃算结构振补型。振型与文本文件川时狸“呈Name款.Mod的t悬”活。漂当结构的缠自由度数位较少，或扩有效质量顶分量小于转需求解的每振型数时饭，程序将篮给出提示肯，同时按如最多能计啄算得到的围振型数计贴算结构振堤型。俭9早、计算地伪震反应谱换[桑菜单寿:建计算波/完6希计算地震缝反应谱；找]塑该命令在绪计算结构颜振型之后贺，按建筑士结构抗震羊规范确定忍的方法计献算结构地副震反应谱絮作用。皆地震反应阿谱计算得搞到结构的召地震作用恶位移，在坏文细件额“贪Name姿.Sp默t呢”冲中。灭1虹0牧、计算单遗元内电力须.楼应力冰[蜜菜单晚:托计算轨/仆夜7恐计算单元权内揉力闻.俘应力；鲁]卸该命令在宇计算各单羽元的内力市，对于板喂、平面单嚼元、块体克单元，将客根据选项偶，计算节统点力，或舱同时计算远节点应力辨。对于包拖含动力计键算的结构股，还同时辰计算地震成反应谱内遵力和应力余。她各单元内愉力、应力能，输出在厉各自的文掠件中。去梁柱单唤元口