EABS中文技术讲座

中国建筑标准设计研究院ChinaInstituteofBuildingStandardDesign&ResearchETABS中文版技术讲座北京金土木软件技术有限公司BeijingCivilKingSoftwareTechnologyCo.,Ltd.刘春明、李永双主要内容1.有限元，SAP、ETABS来源,结构分析设计软件2.基于对象的集成图形环境3.分析功能4.一体话的设计过程5.中国规范设计6.工程实例7.SAP2000简单介绍有限元有限元FiniteElementMethod波音公司－Clough、Topp、Martin、TurnerUCBerkeley,Wilson,Bathe，两本著名的有限元书籍英国，ZienKiewicz,等参元非线性分析TheFiniteElementMethodInPlaneStressAnalysisbyClough,presentedatthe2ndASCEConferenceonElectronicComputationsinSeptemberof1960.ThiswasthefirstuseoftheFiniteElementterminologyinapublishedpaperoutsidetheBerkeleyCampusandfirstdemonstratedthatthestructuralanalysismethodcouldbeusedtosolveforthestressesanddisplacementsincontinuousstructures。TheFiniteElementMethodwasananalysistoolthatcomplementedalloftheseanalyticalandexperimentalresearchactivities.

1963Wilson、Clough－SymbolicMatrixInterpretiveSystem,SMIS.1969Wilson－GeneralpurposestaticanddynamicStructuralAnalysisProgram,SAP.

源代码。1973Bathe－UpdatedthedynamicresponseoptionsanddevelopedadditionaldocumentationtoproduceSAPIV.ABAQUS,ANSYS,NASTRAN,ALGOR－通用有限元PedroMarcal，BrownUniversity－MarcMartin,现属于MSC公司NASA－NASTRAN，MSCJohnSwanson，Westinghouse－ANSYSANSYSDavidHibbitt－ABAQUSHKSKlaus-JurgenBathe,Berkeley-ADINA功能强大、非线性、动力，接触、电磁场、流体。图形环境与规范弱项！ETABS,SAP2000有限元－>结构＋规范TBSA、TAT、SATWE、PMSAP规范＋杆系－>墙元、有限元－>弹性板、动力、非线性（最近）SAP84有限元->结构+部分规范StaadPro、MIDAS钢结构、桥梁3D3S、MST、TUS钢结构。清华设计院Xsteel、StruCAD详图其它（广厦、理正、探索者等）整体计算能力、工具主要结构分析设计软件CSI公司（ComputersandStructures）Wilson、Ashraf、Iqbal、Syed、MorrisSAP2000,ETABS,SAFEetc.Fornearly30years,ComputersandStructures,Inc.(CSI),hasbeentheleaderinthedevelopmentofinnovativenumericalmethodsandsoftwareforStructure&EarquakeEngineering.Today,withthousandsofusersinmorethan100countries,CSIcontinuesitstraditionofleadershopwiththeongoinggenerationofWidonws-basedstructuralsoftware.中国建筑标准设计院、北京金土木公司标准图（代表G101）、设计、钢高规。2002年中国建筑标准设计研究所与CSI公司结为战略合作伙伴，共同开发CSI产品中文版本2003年10月：ETABSv8中文版2004年10月：SAP2000v9中文版CSI、北京金土木CSI产品（ComputersandStructures）AshrafHabibullah在1975年建立了CSI公司。CSI在土木工程分析与设计工具软件的开发领域中被认为是全球创新者，CSI授权给美国和一百多个国家的数以千计的结构工程公司使用CSI的产品。CSI软件开发已有30年的历史，研究开始于加州大学Berkeley分校的EdwardL.Wilson教授。1970他们第一次发布了具有革命意义的SAP程序。Wilson教授被国际工程界认为是计算机辅助结构分析领域中开拓性的研究者。CSI的每一个程序都为特定的结构形式量身定制，这就使得工程界能比使用普通程序更为有效来进行分析和设计工作。SAP是用于土木工程的通用结构软件，例如：桥梁、大坝、体育场馆、输电塔、海洋平台、工业结构和建筑；ETABS适用于多高层建筑结构的软件，例如：写字楼、公寓和医院；而SAFE则提供了对混凝土楼板和基础进行分析与设计的高效而强大的程序。CSI产品全球超过100个国家和地区销售CSI产品应用范围ETABS获得2002年AISC荣誉奖ETABS是由CSI开发研制的房屋建筑结构分析和设计集成软件，获得了由声望极高的美国钢结构协会授予的“2002现代钢结构荣誉奖”（HotProductsHonorAward）。25年来，ETABS已经被公认为建筑分析与设计领域的国际标准，业界公认它为建筑结构设计软件发展的里程碑，全球主要标志性建筑的设计大都使用ETABS。获奖2003年10月10日ETABS中文版通过建设部鉴定，率先成为新规范颁布实施后第一个通过建设部鉴定的建筑结构分析与设计软件。鉴定委员会一致认为：ETABS中文版软件达到了国内同类产品的领先水平，其中计算分析技术处于国际领先水平。该软件符合中国建筑结构设计新规范的要求，能够处理各种复杂的结构体系，可以更好地提升我国的建筑结构设计效率和水平，提高我国建筑设计行业整体的竞争力，具有很大的推广使用价值。鉴定Wi载ls朱on感:蔽《S阻ta讯ti陆c锁&律Dy皮na碧mi秘c膨An勉al蔽ys础is首o席f号St阔ru性ct膊ur闷es歇》Cl臂ou链gh与Pe声nz杨ie晌n:勒《花Dy谈na蹦mi猜cs要o朗f鸟St音ru鞠ct炉ur亚es志》SA你P、ET派AB宪S中文锈手册北京盗金土蛾木公趁司：《E蜓TA附BS中文患版使哗用指抓南》出版张物《建筑容结构表荷载冷规范》(瞒GB常50道09则-2顺00耀1)《建筑驶抗震性设计互规范》(垫GB牛50谈01贡1-钟20炊01屠)《混凝舅土结蕉构设谣计规懂范》（GB捉50浮01粥0-卖20惯02湾)《钢结擦构设吧计规堆范》聚(看GB请50幻玉01哥7-翼20旱02谨)《高层估建筑稼混凝尊土结挠构设宴计规粱程》（JG稀J3戒-2与00伐2）《高层蹄民用趁建筑浇钢结猛构技阔术规逢程》(柜JG阅J9星9-怠98棋)ET卸AB钱S中文架版采钢用的场主要伴中国榆规范荷载眉基本烛组合款下的丽设计巩表达神式（）地震才作用符组合秆下的酱设计惜表达谷式（）与UB清C9作7不同极限盼状态供设计拆表达申式一般棕性调套整信朵息结构省地震抗作用波调整构件猴内力庙调整1.调整疗信息框架上梁刚韵度调输整系拢数楼面逢梁刚酒度增殿大系谦数可史取1.夜3~适2.雾0（JG锡J网3-鸡20侄02第条）杜。ET叠AB取S中文召版中象用户更可以竟在构翁件属细性修开改中予进行篇这一叔系数爆设定味和修脊改。连梁跑刚度奔调整此系紧数不庭宜小至于0.匀5（JG刘J未3-产20册02第条）塞。ET验AB蒙S中文箱版中杠用户笑可以怖在构削件属梢性修造改中悲进行代这一轿系数安设定墙和修氏改。一般技性调尘整信冻息竖向态荷载肃下梁周弯矩秩调幅框架研梁端辅负弯并矩调盏整系联数：蹲装配贡式整尸体框止架梁皇端负请弯矩剂调幅耀系数含可取堆为0.们7~胸0.想8，现费浇框弃架梁毒端负更弯矩桥调幅检系数郑可取庆为0.党8~相0.顾9（JG革J墨3-痕20相02第条）槽。此脾系数窗由用辈户输霸入，婚其缺煌省值乌为0.言85。框架浸梁跨镇中弯器矩调柔整：杂梁跨弦中截嘴面正灵弯矩多设计宅值不涝应小年于竖道向荷肤载作寄用下经按简五支梁伞计算难的跨述中弯惠矩设华计值怨的50断%（JG奇J许3-凡20塔02第条）背。此倚规则栗程序勿自动每判别仪。一般交性调脚整信馆息（怜续）最小姐地震刊剪力态调整框架院承担侮最小且地震凯剪力外比薄弱漂层地素震作菜用效命应调挡整结构谊地震膜作用扫调整抗震竟规范蛋条规拴定，朵考虑艳到采套用振让型分职解反专应谱担法进疗行抗侨震设友计时荒，由狗于长天周期茧段的押地震佩影响击系数傍下降织的较阶快，旷所计烂算的脾结构盛效应饶可能紧太小验。出坊于结度构安候全考滩虑，惧增加房诚了对严各楼隐层水结平地易震剪啦力最内小值梁的要秘求，累规定行在抗阳震设崭计时少，结惰构任祥一楼坦层水扇平地休震的守剪重努比不骆应小妇于给凉定的着最小腹值。中文ET衡AB届S分析照过程贩中，富用户距通过骆校核士程序积输出左的剪势力系仁数（托由公容式(5缓.2眯.5航)定义芳）来运确定兽是否诱满足焰规范痰的要扭求，炭如果奏不满逢足规欲范要出求，永用户渗可以虽更改篇地震沙作用庭放大丢系数席重新纷进行颤结构裁分析哄计算杯，直竿到满素足要抵求为械止。最小寄地震历剪力香调整抗震忍规范淘条规爸定，宁对于聋框架-剪力汤墙结哥构，刷由于童框架隶柱刚其度相颗对于哄剪力岩墙较辽小，洞因此的可能最导致律框架冈部分伴承担怜的剪纳力值阅过小腹。为贯了在歇地震价中剪厌力墙授失效州后，炊框架耕部分乔能成秃为结闲构的随第二蜘道防净线，狂规范袋规定垃了框险架结掉构承例担最衡小地粥震剪暂力比抖。中文ET芬AB钥S遵循争规范糕要求扫，在膜用户条根据艺工程辟的实胡际情产况，猴按规社范的巴要求育来对诵各楼钓层进凤行分酿段后极，程爬序将挥自动俗对每消一段市结构羞进行芒框架麻结构赌承担晌最小谨地震绝剪力假比较龙核，仅当结类构不孝满足弯时，点程序待自动梳按规泼范对虹框架警部分舒承担感的剪服力作汪出相装应调漫整。框架说承担瞎最小戏地震术剪力抗震川规范桨条规扮定，逐竖向敏不规彼则的欺建筑跌结构以，其般薄弱哄层的瓜地震捏剪力槽应乘秀以1.器15的增句大系扑数。争高规过条给饲出了域薄弱饥层的荒定义胆。中文ET辛AB容S遵循播规范谦的原扮则，沟并可束以根冰据规烦范的妻方法提自动荣识别疏薄弱盘层，炭除此雹以外周，用航户也翅可以锯指定帅薄弱通层；焦程序西将自阳动对梁薄弱慎层构林件地话震作排用内勒力乘房诚以1.戒15的增鄙大系歉数。薄弱降层地侨震作遍用效没应调桨整遵循撇抗震裹规范键构件取内力絮调整日的基旱本方纺法软件僚默认罢处理彼方式软件混将按呜照程罪序默干认或什用户添指定茅的结兔构构送件类辱型和肿属性近、遵勇循规吉范对搁该类磁型及参属性蓄构件络的内辞力调董整规垄定、罩根据宿用户策指定满的抗陆震等惑级，照自动族生成兔其不怕同内霜力的碧调整叉系数努，并月对该罢构件画相关巾内力暗进行闲调整科。工程盲师与裳程序丑交互拥修正为了漠增强节软件届的交咳互性洒能，樱并提泄高工拘程师赢对结球构相象关参团数调随控能鞠力，菌软件迈在对绒构件患内力晕调整撇按规谣范自沈动处挺理的水基础可上，厨提供庆了内粥力调秃整系万数修层正窗引口，道默认刑情况促下该填值将衰显示慌规范迎调整吩值，致工程基师可量以对仗其进威行需炎要的狗修改隆。构件间内力矮调整框架激梁正截疗面、染斜截堵面、拳构造框架挂柱正截剥面、驶斜截月面、穗构造剪力纲墙正截浊面、缘瑞斜截枣面、假构造连梁抗弯避按梁温、构煮造超筋名超限侦信息混凝火土构士件设汪计P-盗De长lt司a效应根据《钢结杰构设友计规六范》G遍B5吩00穿17－20魔02规定牵，竖疗向力才产生倡的附既加弯吊矩大炼于水春平力钢产生捞的弯手矩的0.君1倍时归，考钻虑二茧阶效铅应。中文ET池AB植S由用淋户自旷行指谊定分抱析重倾是否装考虑P-美De瓦lt甚a效应绘，程宇序提沙供相将应开窃关和隶算法六。剪重啦比要记求程序涌分析璃之后氧，给陆出了供结构按任一兵楼层再水平秆地震监的剪苍重比计。帜具体断调整吨方式际与混嘱凝土纯结构剂相同押。钢结障构设还计承载膛力抗泥震调势整系蒜数ET掘AB警S中文虎版按《建筑喂结构掩抗震惰规范》的要蒜求设势置了成承载史力抗坊震调德整系平数驴（如略右表落所示聚），族并根寺据抗悲震构某件类判型在躲构件洲设计签时自驴动考难虑了枝此系沾数。钢结姜构构蔑件设脖计计算燃长度项系数梁和渴支撑床的默榜认计权算长桂度系裁数为1。根据《高层享民用油建筑升钢结络构技氧术规总程》的规榴定计摧算框胆架柱桌计算老长度坟。确板定柱哭的计扶算长消度系编数时府，先群计算女下列派线刚临度之露和：对有夜侧移危和无详侧移疤体系哭，分搏别采视用下父述公老式计偷算框宿架柱魄计算虫长度夜：钢结锡构构和件设沾计（张续）框架洞梁、灶框架折柱框架浅梁、察柱设包计强度秘校核统－应盾力比稳定他校核变－整伤体稳桌定、汇局部跨稳定瓜（长略细比续、宽腾厚比翁）挠度幕－单存工况支撑中心鲁支撑坦－中文ET坊AB痕S按照滚钢高痛规～3规定冈的公目式验悬算中核心支叫撑的熔抗震吉承载掘力。偏心翁支撑蓝设计桨－偏心劲支撑泻仅用钞于8度及模以上扮的结嫁构。GB俗50敞01江1中关膜于偏将心支柄撑的帝规定笨，参晴考了AI欠SC君19筛97的抗看震规咱定，墙但增傲加了贺的要萄求。泛由于京我国赛高层震建筑宪较多拢采用慰混合病结构露，目残前还熟没有转偏心占支撑阴的设资计经伍验。溜因此贡目前捕中文ET茎AB莲S暂时晋采用棕美国芒规范护进行脆偏心撑支撑缝计算吼和设柄计。钢结墓构构背件设也计（回续）截面滩计算造参数正截卖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谱加速度谱位移2.5CACV/T

谱加速度周期2.5CA/BsCV/(TBL)折减宵反应框谱(有效窄阻尼)反映场谱(5楼%阻尼)加速月度－秘位移收反映骑谱

SpectralAccelerationTimePeriodT0

SpectralAccelerationSpectralDisplacementT0Sd=SaT2/4p2性能碑点谱加速度谱位移对有效阻尼功能点处需求谱需求谱

谱加速度谱位移容许露准则歉校核DeformationMeasureForceMeasurePerformanceLimits(IO,LS,CP)ExpectedPerformancePointforgivenEarthquakePu议sh疤ov趟er曲线锹应用FE户MA娃-2知73评估侦目标议位移准则徒校核目标妻位移写评估评估盲有效拨刚度,洗Ke评估援有效确屈服泊后刚校度,蝴Ks评估驳有效殿基准隔周期,铅Te计算砌目标音顶点简位移参数米含义流参见AT油C－40或ET孩AB要S指南有效想弹性籍周期兆评估TeBa敏se吧S辽he拳arRo吧of指D巡寿is就pl则ac拥em趟en论tVy.6强VyKeaKe剩=贪K颂sEs迟ti匀ma浙te俩T艺e宰us哑in猾g费KeEs壁ti渣ma倦te巧E云la玩st伏ic杰S钻pe兴ct腐ra担l隐Di丧sp柔la归ce董me捎nt准则鸦校核DeformationMeasureForceMeasurePerformanceLimits(IO,LS,CP)TargetDisplacement(orcorrespondingdeformation)forgivenEarthquake中美艳反应泪谱对盆应关抵系与中繁国反凡应谱头对比局，可巷以得扮到CA、Cv。例如票：场膏地特谜征周客期为Tg=0堂.4罢5，8度多怀遇地属震，议阻尼侄比为0.牧05，所棍以η2αma蹦x＝0.洽16η2αma杨x＝2.晨5CATg=Ts=Cv/2简.5CA可得CA＝0.呀06丑4.Cv＝0.知07匆2.一体声化设轮计功义能及姿中国斩规范壳设计ET孤AB窑S中文版版技捏术演宫示之扇三中国治建筑绳标准肿设计壳研究骡院Ch奏in粮a废In捕st独it冶ut稼e墙of岗B拿ui酿ld抱in稀g仔St长an习da摇rd希D固es姓ig讨n荣&拔Re专se筹ar敞chBe形ij因in钳g膊Ci桶vi汗l涨Ki雄ng遇S大of容tw忽ar衫e指Te费ch笑no顿lo吓gy笔C创o.话,躬Lt翼d.北京桐金土传木软旋件技工术有放限公墙司可以沉完成志钢结密构、院混凝悲土结魂构设桶计可以箭完成虫混合喜结构窑、组稍合构燃件设妄计可以韵输出冒同时像输出解单工尸况设衣计结味果和助包络彻设计们结果可以傍进行旋截面荡校核利也可美以进歇行截辛面设颗计可以尚进行穷世界换上主赶要国朋家规弱范荷工载输连入可以现完成张世界殊上主迁要国苏家规肝范的搂设计对楼封面和早墙的咸不匹课配单高元自婚动进叼行网忙格匹家配可以搁进行浩刚性穴楼板溉和弹某性楼悦板设同计各国虎设计床规范比全面赶设计拴技术暖资料可以换对设挎计结窗果进袋行图脱形、离电子究表格航和文孩本文崇件的沙全面嘉输出一体骆化的斯设计慌功能交互贱式设待计的势含义可以枝在设筒计中摊改变地设计漫组合可以究在设给计中痰改变凭截面相属性可以令在设脾计过维程中饮调整叫抗震济等级可以欠在设请计过藏程中遇修正欠内力费调整四值可以锦改变呜计算兴长度莲、无帐支撑士长度宴等设仿计参焰数可以梨改变胸设计哭对象雷位置桐属性页和承狸载力汁修正诵属性可以择选择丈单个蹦或若载干个分构件忘进行劲设计强大熊的交塞互式摆设计情功能壮：可以季选择勿或自卡定义罪任意晓钢结愧构自黄选截设面可以光进行泪钢结猴构自究动优铺化设键计可以桐在钢借结构释自动侮优化胆设计第中进悼行归步并设兄计可以羽指定底位移巡寿和周扭期目谷标可以图完成卵中国笋规范概的组窑合梁辛设计可以虏进行阶钢桁稼架设痕计可以叔根据丝式应力涌比分莫段显他示构麻件设碎计颜漠色可以仓针对描构件什进行洗设计幼摘要土输出甲及设附计细伟节输荷出钢结榴构设刻计：混凝段土柱宝的两托轴荷惩载-弯矩蓝相互翠作用榜图针对幸均匀虫分布砌钢筋漫的剪侮力墙华简化悟设计在剪或切设缘瑞计中兆考虑庙扭转芬效应猎自动永细分3D剪力晒墙合并贸墙柱蒙成为3D截面期的墙伶单元岛以消征除交丢叠容许年楼面剃单元悠参与奇剪力斩墙的叉连梁供定义可以袜根据故配筋稀率分胃段显裕示构相件设霸计颜执色可以们针对僻构件熟进行右设计乏摘要眯输出福及设炭计细屯节输笼出混凝尘土结随构设省计：框架维体系双重清抗侧否力体妇系钢框贯架-支撑(剪力艰墙板)体系钢框讲架-混凝仇土剪茅力墙吉体系钢框旗架-混凝示土核练心筒子体系筒体络体系框筒卵体系翁筒粱中筒令体系桁架锤筒体唉系温束筒使体系可进鞭行设闷计的林钢结甘构体稀系：框架贿结构剪力狭墙结迟构框剪赴结构筒体莫结构复杂档结构带转经换层求结构皱错层警结构带加胃强层厌结构款连牲体结抵构多塔侧结构可进超行设穷计的虽混凝咱土结村构体迁系：AI栏SC示A势SD仪8布9AI编SC者L奴RF膏D续93BS极5朵95饥0-表90BS汁5菜95婆0-苦20奇00CI容SC浴9口5Eu双ro乓co灾de3-惨19似93UB触C脉97旧A唯SDUB翼C耐97遗L堵RF推D中国误相关遮规范钢结稍构设顶计可坛采用愤的规繁范：AC社I紧31孝9-惠99BS惊8晌11才0魔89BS驾8圈11傻0摔97CS客A-躁A2攻3.厨93贯-9跪4Eu探ro宴co巷de2-晨19舒92In混di贡an雀I蜓S乓45艇6-昆20坚00Ma婶xi基anRC陆DF匆2裂00烫1NZ厘S雅31逆01碍-9围5UB轿C姑97中国语相关劝规范混凝慕土结灾构设捕计可遍采用摇的规湾范：基于ET纸AB辈S程序塌本身孕科学迅准确据的结劫构分拒析结思果全面检贯入柿钢结类构和捐混凝诱土中捡国现搞行主赤要设陕计规侧范将中沙国规编范设牲计内劲容象锹其它保国家杆规范戚一样病完全疑融入笋的原舒程序颈中，蹦保证呜了程雁序的宽集成蔽化一筑体化走的环垒境保留圆了ET舒AB尘S程序外交互肆式设脚计方熄式，捎并按须照中乐国规组范的信内容韵，提诉高了倡交互吴式设尘计能苏力能够立针对抹中国负规范科设计贫输出奸全面启的反恶映结露构总张体性昏能和夜用于仅结构峡送审拨的结态构总姑信息能够毁输出疏中国纹工程余师所剧熟悉图和接矛受各扣种结腿构构主件的荡配筋妈平面概输出泳（正磨在做爽）中国昨规范荡设计能够榆自动膊完成牌中国届