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1、专业软件讲座建筑结构技术通讯 2007年7月人防地下室结构设计软件知识选讲(一ADABS软件简介沈万湘 王佳(中国建筑标准设计研究院北京金土木软件技术有限公司 1000441 概述继ETABS中文版、SAP2000中文版结构分析与设计软件推出之后,在新版人民防空地下室设计规范(GB500382005推出之际,由中国建筑标准设计研究院(人防规范主编单位与北京金土木软件技术有限公司共同推出人防地下室结构设计软件ADABS。 图1 ADABS操作界面ADABS基于新版人民防空地下室规范编制,集实用性与全面性于一身。系统本身自带三维建模操作功能,兼具与结构分析软件ETABS、SATWE的数据共享功能;
2、能够对防空地下室结构进行整体分析计算,同时具有单个人防构件设计工具箱;自动计算战时核武器和常规武器荷载、对构件按战时和平时状态包络进行设计、同时给出结构整体以及构件计算书和相应图形文件,是一套全面的、适用性强、易掌握的人防地下室结构设计系统。ADABS以三维建模与菜单式操作相结合,达到程序的灵活性与智能化的平衡,是一种全新的操作方式。计算过程透明度高,分析过程参数可以由工程师控制,并辅以规范条款及使用说明,简单易用。2 主要功能ADABS能够对人防地下室结构进行整体建模设计,同时具有对单个构件设计的功能。操作方式延续了ETABS的特点。主要功能特点包括:具有整体三维建模功能,包括坡面建模等空间
3、对象以及强大的模型编辑处理功能;自带中国规范标准混凝土、钢材料。同时可以自定义各种类型、任意数量的材料属性;可以定义多种形状的框架截面属性以及可调用丰富的截面库;具有静力荷载工况定义以及战时荷载定义功能。战时荷载定义包括查表法和公式法两种定义方式。自带规范文本,方便定义战时荷载参考;程序自动根据规范生成荷载组合,工程师也可以自定义荷载组合;具有针对点、线、面对象的编辑操作。多种特殊指定以及荷载指定;人防构件通过指定方式定义;模型整体弹性分析,人防构件弹性/塑性设计功能;数据的多种结果显示方式;构件交互式设计功能;人防构件设计工具箱,针对单个构件设计及冲切验算,并可打印出计算报告书;与其他结构软
4、件的数据交互。3 根据人民防空地下室设计规范GB500382005开发针对新版人民防空地下室设计规范的特点以及较之旧版规范调整内容,ADABS在开发过程中考虑了如下技术要点以及使用特点:3.1 防空地下室分类防空地下室分为甲类和乙类。区别在于甲类防空地下室结构应承受常规武器爆炸动荷载和核武器爆炸动荷载的分别作用,乙类防空地下室结构应承受常规武器爆炸动荷载的作用。对常规武器爆炸动荷载和核武器爆炸动荷载,设计时均按一次作用。3.2 人民防空地下室等级划分程序中人民防空地下室等级分为:核5级、核6级、核6B级、常5级、常6级。3.3 材料在动荷载和静荷载同时作用或动荷载单独作用下,材料强度设计值乘以
5、综合调整系数。混凝土的弹性模量取静荷载作用时的1.2倍,钢材的弹性模量可取静荷载作用时的数值;泊松比均可取静荷载作用时的数值。程序根据输入材料数据自动进行调整。3.4 荷载工况提供战时荷载定义(包括核爆炸、常规武器及土压力定义对话框。定义整体战时荷载与单个构件荷载定义相结合。程序对人防构件自动施加人防荷载。3.5 荷载组合根据人民防空地下室设计规范(GB500382005,程序自动生成人防设计荷载组合。3.6 动力分析依据人民防空地下室设计规范(GB500382005,防空地下室结构在常规武器爆炸动荷载或核武器爆炸动荷载作用下,其动力分析均采用等效静荷载法。3.7 分析类型对于整体分析程序采用
6、弹性静力计算方法。能够直接显示出整体模型的位移、反力以及构件内力、应力等信息。同时可以输出结构总信息。3.8 构件设计根据人民防空地下室设计规范(GB500382005及混凝土结构设计规范(GB500102002对顶板、底板、外墙、临空墙进行设计,并按照规范自动对设计内力值进行折减。对墙、柱受压构件正截面以及梁、柱斜截面承载力验算时,按照规范对动力强度设计值进行折减。16 作者联系电话:010-*,Email:。软件常见问题详见金土木公司网站:http:/www.bjcks.Com/Software /software_QA1.asp?soft_serial=8&classtypeid=6。程
7、序能够设计的人防构件包括:顶板、外墙、底板、门框墙、单元隔墙、临空墙。4 集成化的操作环境程序作为功能强大的有限元结构分析软件,完全三维建模技术,秉承ETABS系列程序界面以及操作特点,可以在平面、立面和三维环境中自由编辑绘制结构对象。标准的Windows界面,建模、分析、设计过程完全在同一界面中完成。在同一界面中,多视图显示、振型、应力轮廓、内力曲线动画变形等结果,同时给出分析计算报告和设计结果。可以以文本或表格显示所有输入信息和输出等信息。 图2 集成化的操作环境5 建模方式、工况定义ADABS采用视图绘制的建模方式,以及菜单式的操作方式,因此模型建立过程与各种工况的定义非常直观、快捷。A
8、DABS的建模以及定义功能具有以下特点:1提供结构基本信息输入对话窗,作为地下防空地下室结构模型的整体计算条件。2沿用ETABS轴网定义系统。对轴网可以进行整体编辑以及单根编辑,具有笛卡尔坐标和柱面坐标两种系统。3提供中国规范标准的混凝土及钢材料,同时用户可以自定义任意形式的材料。对在动荷载和静荷载同时作用或动荷载单独作用下,材料强度设计值根据规范自动调整。混凝土材料对在动荷载和静荷载同时作用或动荷载单独作用下的弹性模量自动取静载时1.2倍。4沿用ETABS强大的建模、编辑方式,即时对模型构件进行编辑、修改、指定属性,包括对临空墙、外墙、门框墙、隔墙、顶板、底板的指定以及截面的更换等。实时从不
9、同视角察看指定结果,直观方便。5框架构件仍沿用ETABS中线单元。板、墙构件使用壳单元。可以通过指定命令赋予构件不同构件属性。6对楼板和墙的面对象划分不匹配单元默认具有线束缚功能。7定义战时荷载公式计算(包括核武器、常规武器功能。输入整体战时荷载参数,荷载自动施加。针对单独的板,墙构件指定荷载,将荷载查表和实时输入联系起来,提高了人防构件荷载指定的灵活性。同时程序提供联机帮助,随时查看规范相关条文。8自动计算侧向土压力及考虑地下水作用侧向土压力。9程序提供单个构件计算工具菜单,可单独设计构件。10程序自带常规武器动荷载等效静荷载、核爆炸动荷载等效静荷载工况,同时自动考虑结构自重。11程序自动生
10、成人防设计荷载组合,同时可以自定义任意形式和多种组合方式的荷载组合。 图3 结构基本信息 图4 定义战时荷载 图5 人防构件设计细节6 分析功能ADABS整体分析过程为弹性静力分析。当分析阶段完成后,程序自动进入构件设计阶段。分析完成直接在视图中给出设计结果。防空地下室结构在常规武器爆炸动荷载、核武器爆炸动荷载作用下进行动荷载的等效静力分析。静力弹性阶段分析,采用ETABS先进的分析内核,保证了分析结果的可靠性与精确性。可以同时考虑战时、平时使用状态下的结构分析与设计。分析结果可以分单工况或荷载组合进行输出,输出方式可以直接通过视图或者打印文档等多种形式。分析结果数据图文并茂、详实准确,满足工
11、程需要。7 构件设计ADABS针对构件设计突出灵活、实用性强的特点。设计功能分为整体构件设计和单个构件设计工具两部分。程序根据人民防空地下室设计规范(GB50038-2005和混凝土结构设计规范(GB50010-2002规定进行配筋设计。整体结构设计构件包括:防空地下室顶板、外墙、底板、临空墙,防空地下室连续梁、防空地下室井字梁、防空地下室无梁楼盖、防空地下室刚架以及防空地下室梁、柱截面的配筋设计。程序提供墙、板、梁、柱构件覆盖项,可以对构件弹/塑性设计方法进行选择。当构件指定为塑性设计时,输入边界条件、保护层厚度等设计条件,程序根据建筑结构静力计算手册相关内容计算构件内力。当选择弹性设计时,
12、程序根据有限元计算方法分析内力再进行配筋设计。单个构件设计工具包括:防空地下室顶板、外墙、底板、临空墙、门框墙。直接点击构件设计菜单命令弹出单个构件设计对话框,输入参数直接计算构件配筋,设计结果可以直接报存文档进行输出。179 计算报告书按照中国规范要求给出相应分析、设计结果。结果数据 图7 ADABS 读取ETABS 模型上部荷载图6 人防构件设计工具箱 8 与ETABS 、S 的数据接口 ABS 增设TWE 中STRU.sat 文件转换为ADA 件。文件内容可以为轴网ATWE 等结构分析软件1.ADABS 可以直接导入ETABS 模型文件。在ET 菜单命令,指定地下室楼层位置,由ETABS 导出分析结果,并生成ADABS 模型文件,ADABS 模型文件带有ETABS 模型中自重荷载信息,并转化为上部结构数据作为初始荷载条件。见图7。2.通过转换程序将SA图8 SATWE 模型转换为ADABS 模型全面、详出。输出形式包实,能够从多角度、多层次进行输BS 地下室结构模型。见图8。3.可以直接导入DXF 通用图形文括视图、文档、表格、图形等多种方式,内容包括结构总体信息、构件内力、设计验算细节等。计算报告书完全符合防空地下室设计审查格式。、楼层平面、三维图形。18
