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上篇 建筑结构电算3

第1章 建筑结构计算机辅助设计3

1.1 计算机辅助设计在土木工程中的应用3

1.2 建筑结构计算机分析4

1.2.1 结构计算分析基本原则4

1.2.2 结构计算机分析模型5

1.3 结构计算机分析软件介绍13

1.3.1 PKPM程序简介13

1.3.2 TBSA程序简介14

1.3.3 广厦结构软件简介15

1.3.4 ETABS软件简介16

1.3.5 MIDAS程序简介17

1.3.6 SAP2000程序简介18

1.3.7 国内部分建筑结构计算软件比较18

第2章 建筑结构整体模型创建23

2.1 结构整体模型的建立步骤23

2.2 电算实例工程概况24

2.3 框架梁、柱截面尺寸初估35

2.3.1 框架梁截面尺寸初估35

2.3.2 框架柱截面尺寸初估36

2.4 楼板设计及荷载计算38

2.4.1 板的分类38

2.4.2 板厚取值38

2.4.3 楼板荷载38

2.5 楼梯设计及荷载计算40

2.5.1 楼梯梯段斜板估算40

2.5.2 荷载计算42

2.6 梁上线荷载计算44

2.7 模型建立与荷载输入48

2.7.1 结构标准层及荷载标准层48

2.7.2 PMCAD工作界面49

2.7.3 PKPM的坐标输入方式50

2.7.4 PKPM常用快捷键51

2.7.5 轴线输入51

2.7.6 网格生成54

2.7.7 楼层定义56

2.7.8 选择／添加标准层75

2.7.9 楼面荷载输入75

2.7.10 设计参数84

2.7.11 楼层组装87

2.7.12 保存、退出90

2.8 平面荷载显示校核92

2.9 画结构平面图95

2.9.1 绘新图95

2.9.2 计算参数96

2.9.3 绘图参数96

2.9.4 楼板计算97

2.9.5 预制楼板100

2.9.6 楼板钢筋100

2.9.7 钢筋表102

2.9.8 楼板剖面103

第3章 多层及高层建筑结构三维分析与设计程序SATWE104

3.1 SATWE基本功能和应用范围104

3.1.1 SATWE基本功能104

3.1.2 SATWE应用范围104

3.2 参数的合理选取及数据准备105

3.2.1 分析与设计参数补充定义（必须执行）105

3.2.2 特殊构件定义125

3.2.3 温度荷载定义130

3.2.4 弹性支座／支座位移定义131

3.2.5 特殊风荷载定义132

3.2.6 多塔结构补充定义133

3.2.7 用户指定0.2Vo调整系数134

3.2.8 生成SATWE数据文件及数据检查（必须执行）135

3.2.9 修改构件计算长度系数136

3.2.10 水平风荷载查询／修改136

3.2.11 查看数检报告文件（CHECK,OUT）137

3.2.12 图形检查137

3.3 结构分析与配筋计算140

3.3.1 SATWE结构内力与配筋计算140

3.3.2 PM次梁内力与配筋计算141

3.4 分析结果图形和文本显示142

3.4.1 图形文件输出142

3.4.2 文本输出152

3.5 计算结果合理性判断及设计调整154

3.5.1 自振周期154

3.5.2 振型曲线155

3.5.3 剪重比155

3.5.4 周期比157

3.5.5 层间受剪承载力比159

3.5.6 刚重比160

3.5.7 位移比与层间位移角161

3.5.8 刚度比164

3.5.9 轴压比165

3.5.10 参与振动质量比166

第4章 钢筋混凝土剪力墙设计算例167

4.1 工程设计资料167

4.1.1 工程概况167

4.1.2 设计资料167

4.1.3 结构平面布置167

4.1.4 荷载计算174

4.1.5 楼梯构件截面估算和荷载计算176

4.2 PMCAD建模181

4.2.1 轴网布置181

4.2.2 建立标准层188

4.2.3 荷载输入192

4.2.4 设计参数输入195

4.2.5 楼层组装197

4.2.6 退出197

4.3 SATWE部分197

4.3.1 分析与设计参数补充定义198

4.3.2 生成SATWE数据文件及数据检查199

4.3.3 结构内力、配筋200

4.3.4 文本显示与分析结果图形200

4.4 绘制施工图211

4.4.1 绘制梁平法施工图211

4.4.2 绘制剪力墙施工图211

下篇 桥梁结构电算219

第5章 有限元计算分析原理219

5.1 有限元法219

5.2 节点与单元219

5.3 梁单元分析220

5.3.1 不考虑剪切变形的梁单元220

5.3.2 考虑剪切变形的梁单元224

5.4 单元整体分析226

5.4.1 坐标转换矩阵226

5.4.2 整体坐标系下的平衡方程227

5.5 荷载及边界条件的处理228

5.5.1 等效节点荷载228

5.5.2 边界条件229

5.5.3 单元间铰接节点229

5.6 方程的数值求解及结果分析230

5.6.1 方程的数值求解230

5.6.2 结果分析230

5.7 有限元分析流程230

5.8 有限元计算的误差230

第6章 桥梁有限元计算模型233

6.1 Midas软件介绍233

6.2 常规桥梁计算内容与流程233

6.3 桥梁结构有限元模型类型235

6.3.1 计算模型类型235

6.3.2 计算模型比较237

6.4 梁单元的离散方法238

6.4.1 结构的离散化原则238

6.4.2 单元建立239

6.4.3 单元划分实例239

6.5 桥梁结构截面特性计算240

6.5.1 截面特性的计算方法241

6.5.2 组合截面243

6.5.3 截面的有效分布宽度244

6.5.4 Midas/Civil截面特性的定义方法245

6.6 桥梁结构常用材料246

6.6.1 材料特性246

6.6.2 定义材料特性的方法247

6.7 桥梁结构边界条件模拟248

6.7.1 一般支撑248

6.7.2 一般弹性支撑248

6.7.3 刚性连接249

6.7.4 铰的模拟250

6.7.5 梁式桥支座边界的模拟250

6.8 定义组252

第7章 桥梁静力计算分析254

7.1 恒载效应254

7.1.1 自重254

7.1.2 二期恒载256

7.2 活载效应256

7.2.1 影响线256

7.2.2 汽车荷载类型258

7.2.3 汽车冲击系数260

7.2.4 汽车离心力261

7.2.5 荷载横向分布系数261

7.2.6 活载内力计算263

7.3 混凝土徐变收缩效应264

7.3.1 混凝土的徐变264

7.3.2 混凝土的收缩266

7.3.3 混凝土的徐变和收缩次内力267

7.4 预应力效应267

7.4.1 预应力筋的特性值268

7.4.2 预应力筋布置268

7.4.3 预应力损失计算269

7.4.4 预应力损失组合275

7.4.5 预应力等效荷载计算275

7.5 温度效应277

7.5.1 整体温度升降作用下的温度应力277

7.5.2 日照温差作用下的温度自应力277

7.6 基础不均匀沉降效应278

7.7 桥梁正常使用极限状态验算279

7.7.1 桥梁正常使用极限状态设计荷载组合279

7.7.2 桥梁正常使用极限状态验算280

7.7.3 验算流程282

7.8 桥梁承载能力极限状态验算283

7.8.1 承载能力极限状态设计荷载组合283

7.8.2 持久状况承载能力极限状态验算284

7.8.3 验算流程289

第8章 桥梁动力计算分析290

8.1 结构动力方程290

8.1.1 动力方程的建立290

8.1.2 质量矩阵291

8.1.3 阻尼矩阵292

8.2 结构的自振特性293

8.3 特征值问题的数值解法294

8.3.1 广义雅可比法294

8.3.2 逆迭代法296

8.3.3 子空间迭代法297

8.4 结构动力响应的求解298

8.4.1 振型叠加法299

8.4.2 逐步积分法300

8.5 自振特性计算实例301

8.5.1 Midas自振特性分析过程302

8.5.2 简支梁桥计算实例303

8.5.3 连续梁桥计算实例305

8.5.4 拱桥计算实例306

8.5.5 斜拉桥计算实例308

第9章 连续梁桥数值分析算例311

9.1 工程概况311

9.1.1 结构设计参数311

9.1.2 结构施工过程315

9.1.3 结构验算依据317

9.2 建立有限元模型317

9.2.1 设定建模环境317

9.2.2 定义材料和截面317

9.2.3 输入PSC截面钢筋322

9.2.4 建立结构模型及结构组群323

9.2.5 定义边界条件及边界组群329

9.2.6 定义荷载及荷载组群331

9.2.7 定义并建立施工阶段342

9.2.8 运行计算343

9.2.9 PSC设计348

9.3 计算结果349

9.3.1 施工过程计算分析结果349

9.3.2 活载效应计算分析结果352

9.3.3 温度效应计算分析结果354

9.3.4 不均匀沉降计算分析结果354

9.3.5 荷载工况组合355

9.4 结构验算357

9.4.1 承载能力极限状态验算357

9.4.2 正常使用极限状态验算359

参考文献362