《MSAP总体介绍》课件

复杂空间结构分析软件

PMSAP

黄吉锋

中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部1精选课件ppt

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精选课件ppt2.9计算模型处理2.10结构优化功能

2.11整体屈曲分析

3.基于规范的计算、调整及荷载组合

3.1基于规范的计算

3.2基于规范的调整

3.3基于规范的荷载组合4.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3精选课件ppt5.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8.典型工程举例4精选课件ppt

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，5精选课件ppt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。6精选课件ppt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7精选课件ppt6、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6.2多塔定义：平面定义,立面查看6.3温度荷载：指定节点温度分布6.4改节点高：考虑错层6.5改构件抗震等级:梁/柱/撑/墙6.6改构件材料属性:梁/柱/撑/墙（钢/砼）6.7定义吊车荷载

8精选课件ppt二、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2.10结构优化9精选课件ppt2.1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。10精选课件ppt143265711981019181716151413122120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错层结构楼层编号11精选课件ppt14326579108161514131211（多塔+错层）情况的编号12精选课件ppt（多塔+错层+连体）情况的编号1432657910815141312112221201917181613精选课件ppt2.2结构材料适应性1.混凝土结构2.钢结构3.钢-混凝土混合结构14精选课件ppt2.3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15精选课件ppt2.桁杆单元A等截面桁杆B变截面桁杆C用于计算网架、塔架、桁架等二力杆结构16精选课件ppt3.细分模型墙元

A是由四边形壳元构造的子结构式超单元

B采用广义协调技术处理墙-墙协调。内部网格自动剖分。解决了网格畸变问题

C

允许最小30CM的细分网格，可以对墙梁、墙柱做精细分析。17精选课件ppt4.简化模型墙元

简化壳元模型，用于方案阶段快速试算18精选课件ppt5.四边形壳，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19精选课件ppt

6.多边形壳元A是由三角壳元构造的子结构式超单元B主要用于计算楼板、空间壳体C薄壳、中厚壳通用D适用于凹、凸单连通多边形E最多允许200条边F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20精选课件ppt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。21精选课件ppt7.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22精选课件ppt8.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。B用于结构协调性修复23精选课件ppt9.集中刚度、集中质量、集中荷载单元10.三维块体单元11.螺旋线空间杆用于螺旋楼梯分析12.平面圆弧梁13.柱面曲壳24精选课件ppt2.4静力荷载分析1.恒荷载(DL)：一次性加载，施工模拟2.活荷载(LL,LL2,LL3)：满布活荷，不利布置3.风荷载(WX,WY,WX1,WY1…WX5,WY5):自动形成4.竖向地震(EZ)：自动形成5.温度荷载(TEM)：梁、柱、撑、墙、楼板均可考虑6.人防荷载(ADH,ADV)：可给出墙面外设计7.水土压力(WSP)：可给出墙面外设计8.吊车荷载：考虑多台吊车预组合，构件设计25精选课件ppt2.5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

26精选课件ppt2.6地震反应谱分析

1.常规地震反应谱分析允许多方向作用（最多12个）(EX,EY,EX1,EY1,EX2,EY2,…EX5,EY5)

2.双向地震扭转效应新增两个地震工况(EXY,EYX)

3.偶然偏心地震计算新增四个地震工况(EXP,EXM,EYP,EYM)

4.振型效应组合方式：CQC27精选课件ppt2.7时程分析

1.比例阻尼算法用于常规结构分析2.非比例阻尼算法用于减震结构分析3.地震波来源：自带地震波库与用户波相结合28精选课件ppt2.8非线性功能

1.P-DELT效应分析

2.单向受拉杆件分析：索、钩

3.单向受压杆件分析：缝

4.双模量杆件分析

5.单向受压线弹簧：支护结构分析29精选课件ppt2.9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30精选课件ppt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.转换梁：梁、墙协调细分2.边框柱：柱、墙协调细分3.墙梁(尤其是小跨高比梁)：墙元细网格4.厚板转换：板、虚梁、墙协调细分5.板柱体系：板、虚梁、墙协调细分31精选课件ppt7.整体刚性、分块刚性、完全弹性等多种楼板变形假定方式A对规则结构可以对楼面采用整体刚性或分块刚性假定；B对复杂结构、楼板开大洞的结构可以指定部分或全体楼板为弹性；C当不采用刚性楼板假定时，PMSAP将对结构作完全的有限元分析。D刚性楼板假定自动搜索形成E可以根据多塔定义强制施加全楼刚性楼板假定32精选课件ppt2.10结构优化功能1.二力杆的满应力设计

A针对钢桁架、塔架、网架等二力杆结构。B可从型钢库自动选择最优截面。C考虑关联优化。D考虑强度、稳定验算E考虑长细比验算

33精选课件ppt2.11结构整体屈曲分析1.灵活指定屈曲荷载工况2.给出屈曲模态、失稳临界荷载34精选课件ppt三、基于规范的计算、调整及荷载组合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35精选课件ppt3.1基于规范的计算1.各楼层质心、刚心和偏心率2.各楼层刚度、刚度比3.高位转换结构楼层刚度比4.各楼层地震剪重比5.各地震方向有效质量系数6.地震（双向地震）位移、位移比7.风位移、位移比8.整体稳定验算36精选课件ppt9.抗倾覆验算10.各层框架剪力百分比11.各层框架倾覆力矩百分比12.风荷载作用下结构顶层顺风向、横风向加速度。37精选课件ppt3.2基于规范的调整

1梁端负弯矩调幅系数2梁刚度放大系数3梁扭矩折减系数4连梁刚度折减系数5梁设计弯矩放大系数6框支梁地震内力调整7柱地震力0.2Q0调整8框支柱地震力0.02Q0调整9框支柱地震轴力调整10薄弱层地震力1.15放大38精选课件ppt11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39精选课件ppt3.3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

40精选课件ppt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41精选课件ppt4.1混凝土构件设计1混凝土梁配筋2混凝土柱配筋3混凝土斜撑配筋4混凝土墙配筋5剪力墙边缘构件配筋6混凝土楼板配筋*[基于2002混凝土规范]42精选课件ppt4.2钢构件设计1钢梁强度、稳定验算2钢柱强度、稳定验算3钢支撑强度、稳定验算[钢结构规范、高钢规]43精选课件ppt4.3组合构件设计1圆钢管柱(斜撑)验算2方钢管柱(斜撑)验算[钢管混凝土规程]3型钢柱(斜撑)配筋4型钢梁配筋[冶金部标准]44精选课件ppt五、后处理---结果表达

5.1图形输出5.2文本输出45精选课件ppt5.1图形输出1.结构变形各静力工况位移动画（+彩色云斑图）各地震工况位移动画（+彩色云斑图）各阶固有振型动画（+彩色云斑图）时程响应位移动画地震、风层间位移简图时程分析层间位移简图梁弹性挠度图46精选课件ppt2.构件内力梁内力图（+彩色云斑图）柱内力图（+彩色云斑图）斜撑内力图（+彩色云斑图）剪力墙内力图（+彩色云斑图）47精选课件ppt3.设计结果梁、柱、斜撑、剪力墙配筋简图剪力墙边缘构件尺寸及配筋简图柱、墙轴压比简图柱计算长度系数图柱长细比图48精选课件ppt4.结构几何、材料及荷载的图形检查

49精选课件ppt5.时程分析结果楼层位移图层间位移图侧向荷载图楼层剪力图楼层弯矩图结构变形动画节点位移时程曲线地震波图50精选课件ppt6.转换厚板、弹性楼板结果等应力线(弯矩,平面应力)等位移线(挠度，转角)有限元网格图楼板配筋图（楼板配筋考虑了正截面抗弯及偏心受拉情况）应力/位移彩色填充图51精选课件ppt5.2文本输出A.简单摘要，详细摘要结构总控制参数结构材料组成结构质量(重量)分布各楼层质心、刚心和偏心率各楼层刚度、刚度比各楼层风荷载分布各楼层地震剪重比结构周期、振型52精选课件ppt各地震方向有效质量系数地震位移、位移比风位移、位移比整体稳定验算抗倾覆验算各层框架剪力百分比各层框架倾覆力矩百分比时程分析结果

53精选课件ppt

B.各层梁、柱、支撑、剪力墙配筋文件

PMSAP_PJ.1PMSAP_PJ.2PMSAP_PJ.*

C.超筋信息文件

工程名.ORRD.边缘构件配筋文件

工程名.BMB54精选课件pptE.楼板配筋文件

POLY_REI.1POLY_REI.2POLY_REI.*F.桁杆满应力设计结果文件

工程名.MUL:输出各类截面的最终选定截面55精选课件pptG.梁、柱、墙单项内力文件

BEAMF.*COLUF.*SUBWF.*

H.楼板单项内力文件POLYF.*56精选课件ppt六、施工图接口6.1梁柱施工图接口6.2剪力墙施工图接口57精选课件ppt七、后续分析设计接口7.1基础JCCAD接