sra軟件講義計(jì)算模塊sra

第二篇計(jì)算模塊StratStrat模塊與軟件同名，是Strat系列軟件的核心計(jì)算模塊。計(jì)算模塊支持前處理Prep系統(tǒng)輸入的各項(xiàng)計(jì)算元素。計(jì)算模塊Strat采用了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。結(jié)構(gòu)總剛矩陣采用先進(jìn)的稀疏存儲模式。并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出的LDLT直接求解器，比一般的列輪廓存儲方法，結(jié)構(gòu)總剛小一半左右，總剛分解速度也快一半左右。在此基礎(chǔ)上開發(fā)出的先進(jìn)的預(yù)處理共軛梯度迭代求解器(PCG)，結(jié)構(gòu)總剛僅為一般列輪廓存儲方法，結(jié)構(gòu)總剛小數(shù)十至一百多倍，計(jì)算速度也有數(shù)十倍地提高。計(jì)算模塊用于計(jì)算剪力墻的墻單元(Wall單元，即板+膜單元)，為自主開發(fā)的全新的墻單元，解決了墻單元(膜部分)不能正確計(jì)算節(jié)點(diǎn)彎矩的世界性難題。Strat中的墻單元根據(jù)剪力墻節(jié)點(diǎn)域變形理論，采用與此前各類墻單元完全不同的構(gòu)造模式，構(gòu)造的單元平面內(nèi)轉(zhuǎn)角剛度正確、合理，能可靠地計(jì)算節(jié)點(diǎn)集中彎矩。對于一般采用墻單元計(jì)算剪力墻結(jié)構(gòu)的軟件，由于其墻單元不能可靠地計(jì)算節(jié)點(diǎn)集中彎矩，致使計(jì)算墻-梁連接結(jié)構(gòu)時(shí)，梁端彎矩偏小，結(jié)構(gòu)剛度偏小。而一般采用的處理方法是，將連梁用墻單元模擬，而這種方法存在很多問題。一方面這些軟件中采用的墻單元為二次單元，用于模擬連梁受力時(shí)，結(jié)構(gòu)偏剛；另一方面，實(shí)際結(jié)構(gòu)中的連梁跨高比均比較大，如梁高400跨度1500，這時(shí)用一個(gè)墻單元模擬，墻單元本身的計(jì)算誤差即非常大。這些軟件計(jì)算剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，連梁用梁單元模擬則結(jié)構(gòu)偏柔，用墻模擬則結(jié)構(gòu)偏剛，這兩種模式比例不同時(shí)，結(jié)構(gòu)的剛度也會變化，計(jì)算具有不確定性，這顯然是不正常、不合理的。察看計(jì)算數(shù)據(jù)文件前處理系統(tǒng)Prep在生成計(jì)算數(shù)據(jù)文件時(shí)，對結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)、單元進(jìn)行過系統(tǒng)的處理，因此計(jì)算數(shù)據(jù)文件中的單元編號、節(jié)點(diǎn)編號將與前處理Prep中顯示的不同。要查看計(jì)算數(shù)據(jù)文件中結(jié)構(gòu)信息，可在形成計(jì)算數(shù)據(jù)文件后，直接打開建筑結(jié)構(gòu)專用后處理模塊Archi，Archi中顯示的結(jié)構(gòu)信息完全反應(yīng)計(jì)算數(shù)據(jù)文件的信息。計(jì)算數(shù)據(jù)文件是文本文件，可用NotePad、Write、Word等編輯器直接打開，熟悉其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)后，可直接對數(shù)據(jù)文件進(jìn)行編輯、修改。平面8節(jié)點(diǎn)、塊體21節(jié)點(diǎn)單元的說明計(jì)算模塊中的平面8節(jié)點(diǎn)單元、塊體21節(jié)點(diǎn)單元是變節(jié)點(diǎn)單元。對于平面8節(jié)點(diǎn)單元，除4個(gè)單元角點(diǎn)須保留外，其它4個(gè)邊節(jié)點(diǎn)均可部分或全部刪除。對于塊體21節(jié)點(diǎn)單元，除8個(gè)角點(diǎn)外，其它12個(gè)邊節(jié)點(diǎn)和單元中心點(diǎn)，均可部分或全部刪除。訓(xùn)當(dāng)前版本的前偶處理形成的這纖兩類單元均具宜有全部節(jié)點(diǎn)。較如需刪除單元低部分節(jié)點(diǎn)，可岡打開計(jì)算數(shù)據(jù)戒文件，將單元摩的對應(yīng)節(jié)點(diǎn)號攤該為南1咽即可。對于空貢余的邊節(jié)點(diǎn)，時(shí)程序?qū)⑼ㄟ^約旋束有效性判別邁自動加上約束宜，可以不另外西加上節(jié)點(diǎn)約束碌。冰計(jì)算模塊最簡得單的操作過程競軟件針對常規(guī)乳的建筑結(jié)構(gòu)特跑點(diǎn)，隱含設(shè)置蹤了最優(yōu)的計(jì)算司模式。對于這狗些建筑結(jié)構(gòu)結(jié)村構(gòu)，用戶啟動抬程序后，讀入父數(shù)據(jù)文估件?！翱縉ame._困St敞a花”填(逼如通過軟件集秩成模得塊盈StratS營of樓t臟調(diào)用程序?qū)⒆园幼x入數(shù)據(jù)文歌件巖)吉。然后直接點(diǎn)紐連續(xù)計(jì)算按扭妻，僅靜力計(jì)算辦點(diǎn)屋(麻)閣，同時(shí)有靜力便、動力計(jì)算慨點(diǎn)濕(挑)棋。程序?qū)⒏鶕?jù)匹結(jié)構(gòu)計(jì)算要求扎，自動調(diào)用各濾模塊完成所有惱的計(jì)算。仔當(dāng)然，程序同鋪時(shí)提供了多種帽計(jì)算選項(xiàng)。用裙戶可以通過設(shè)初置這些選項(xiàng)，冶控制計(jì)算過程榴，以滿足特殊贊計(jì)算的要求。害下面按程序的極操作過程，分茄別講述各部分鎮(zhèn)的功能。1、打開文件吵[今菜單賄:套文件爆/1誠打開；陸；快捷礦鍵疏Ctrl+O玩]漂運(yùn)行命令后，程彈暴出卸Window志s鹿標(biāo)準(zhǔn)文件對話坑框，列出所有噸后綴劍為稿“別_St獵a葉”女的計(jì)算數(shù)據(jù)文之件，選擇一個(gè)宏文件后退出對鐮話框，程序即泰讀入該文件。斥如果通過軟件疏集成系即統(tǒng)褲StratS礎(chǔ)of蠶t戲調(diào)用計(jì)算模漠塊箱Stra牧t旱，且其它模塊揭剛調(diào)用過該工崖程，則啟致動葡Stra壽t箱模塊的同時(shí)，營該工程計(jì)算文丘件即被自動讀腥入。這時(shí)如該咳工程的計(jì)算數(shù)減據(jù)文件不存在行，則提示讀入熄文件錯(cuò)誤，可乒另外運(yùn)行打開法文件命令重新順讀入其它的文趣件。燈在讀入數(shù)據(jù)文厚件的過程中，箏程序同時(shí)完成動如下幾項(xiàng)工作尼。1、數(shù)據(jù)檢查揚(yáng)程序?qū)?shù)據(jù)文戶件進(jìn)行系統(tǒng)全油面的數(shù)據(jù)檢查謠。檢查不正確屋的類型分警告宴、錯(cuò)誤、嚴(yán)重潤錯(cuò)誤三類。敲警告渠是數(shù)據(jù)不妥當(dāng)升，程序可以給緣予更正，或者索不更正時(shí)也不男顯著影響計(jì)算胡結(jié)果。如節(jié)點(diǎn)藝上設(shè)置有強(qiáng)制航節(jié)點(diǎn)位移，而點(diǎn)此時(shí)節(jié)點(diǎn)相應(yīng)層的自由度上又霸施加了節(jié)點(diǎn)約絨束，程序?qū)⒔o涼出警告，同時(shí)講將約束刪除，洽保留節(jié)點(diǎn)強(qiáng)制閑位移。燈嚴(yán)重錯(cuò)誤巖指錯(cuò)誤將導(dǎo)致碌程序不能正常兇運(yùn)行的嚴(yán)重錯(cuò)糾誤。如單元沒孩有材料類型、惹梁柱單元的沒克有截面類型能卵，這類問題將揪導(dǎo)致計(jì)算不能例正常進(jìn)行，程效序歸為嚴(yán)重錯(cuò)拖誤。出現(xiàn)嚴(yán)重癥錯(cuò)誤時(shí)，程序青將不容許繼續(xù)箏進(jìn)行計(jì)算。另錯(cuò)誤背界于前兩者之質(zhì)間，計(jì)算可繼露續(xù)運(yùn)行，但計(jì)謝算結(jié)果有錯(cuò)誤比。如節(jié)點(diǎn)被約籮束自由度上施及加了荷載，程嶺序給出錯(cuò)誤信繼息，同時(shí)刪除吳該荷載。斥用戶可打歷開俱“酷Name.i債f柜o跟”匪文件查看錯(cuò)誤袍信息。2、數(shù)據(jù)整理志數(shù)據(jù)整理主要抬針對主從結(jié)知構(gòu)建(份剛性樓閱層鏈)詢。麻當(dāng)節(jié)點(diǎn)荷載、難質(zhì)量、強(qiáng)制位朵移、彈簧、約奔束等施加在從幻節(jié)點(diǎn)上，程序他自動將這些節(jié)伍點(diǎn)參數(shù)的平面蓮內(nèi)的分量，轉(zhuǎn)些移到對應(yīng)的主情節(jié)點(diǎn)上。戲在前處理中，少采用完全剛性掛樓層假定，或搭設(shè)局部剛性樓鄰板慨(姐主從節(jié)婦點(diǎn)歉)政但主節(jié)點(diǎn)未定旺時(shí)，由于主節(jié)距點(diǎn)未定，應(yīng)當(dāng)漢施加在主節(jié)點(diǎn)沃上的參數(shù)可以肌直接加在某一縮從節(jié)點(diǎn)上，經(jīng)癥計(jì)算部分?jǐn)?shù)據(jù)眨整理后，能自椒動轉(zhuǎn)移到對應(yīng)與的主節(jié)點(diǎn)。禁如建筑結(jié)構(gòu)中椅需考慮地下室倦側(cè)壁土體的嵌呀固約束、或彈稱性支撐，對于燈采用剛性樓層蜜假定的結(jié)構(gòu)，偽可在地下室樓洞面內(nèi)的任意一須點(diǎn)施加水平約損束、或節(jié)點(diǎn)彈貌簧，則整個(gè)地遙下室層的側(cè)向五位移即被約束別，或者整個(gè)地候下室層的側(cè)向睜剛度加上側(cè)壁絨土體的彈性支夏撐。2、參數(shù)存盤腔[抽菜單剛:則文件策/椅2鏡參數(shù)存盤；宵；快捷規(guī)鍵跳Ctrl+S哄]烈在計(jì)算結(jié)束、答或計(jì)算過程中尸，該命令將計(jì)瓣算過程中的各狀類參數(shù)存盤，番形成文觀件灑“咐Name.A忘s釀t膚”搏。第二次在計(jì)旦算模塊打開該拼工程時(shí)，將自師動從該文件中映讀入各項(xiàng)參數(shù)成，使計(jì)算可以嫌在前一次基礎(chǔ)詞上接力進(jìn)行?？迦缭谝淮斡?jì)算惰后，再次用前猜處濾理島Pre招p駱改變結(jié)構(gòu)、荷壺載等計(jì)算參數(shù)繳，則須重新計(jì)燒算?；萸疤帾?jiǎng)理安Pre縮p廢生成計(jì)算數(shù)據(jù)堤文件時(shí)，如檢舟測到存在同文會件名僅的殃“支As拿t麥”惕文件，將提示鉛用戶刪除。用望戶也可直截刪暗除該文件。敘3先、柳計(jì)算模式設(shè)置恐[取菜單武:爭設(shè)置脫/1槍計(jì)算模式設(shè)置列；儲]炸該命令通過如吧下對話框，在盡前處瓣理植Pre寇p襖的設(shè)置之外，斤對計(jì)算模式進(jìn)趟行設(shè)置。對于弓常規(guī)的建筑結(jié)齒構(gòu)，可直接采說用程序隱含設(shè)零置，可不運(yùn)行吃該命令。求解器選擇英直接法逝。即稀疏存政儲拜LDL稀T侍分解方法求解戀器，為程序隱核含的求解器。鑼當(dāng)需要進(jìn)行動限力計(jì)算時(shí)，須兼選擇該求解器融。往迭代法槍。即稀疏存儲紀(jì)預(yù)處理共軛梯梯度獵(PCG補(bǔ))局迭代求解器，蘿僅進(jìn)行靜力計(jì)似算時(shí)，可選擇懷該求解器。迭告代方法不需分鎮(zhèn)解總剛矩陣，厚對每個(gè)荷載工下況分別計(jì)算，款當(dāng)僅計(jì)算靜力粉作用荷載工況溪較少時(shí)，優(yōu)勢荒非常明顯。但窯需要計(jì)算模擬傅施工、地震反俯應(yīng)譜時(shí)，由于色需要對數(shù)十中坦荷載向量進(jìn)行薦迭代計(jì)算，便訴不再具備速度痰優(yōu)勢。當(dāng)前版撿本錘PC鄭G旋方法不提供動臭力計(jì)算功能。惹總剛矩陣優(yōu)化寫模式喉不優(yōu)化濾。即不另外對蘭結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行壽優(yōu)化排序，僅鑒按前處理生成早計(jì)算數(shù)據(jù)文件努中時(shí)按三維坐抱標(biāo)排序后的節(jié)掀點(diǎn)順序計(jì)算。獲快速優(yōu)化嶄。按最小捉非范0舊元素法進(jìn)行總借剛矩陣優(yōu)化，凝為程序隱含的貼優(yōu)化方法，一今般情況下建議領(lǐng)采用該優(yōu)化模廊式。特點(diǎn)是速百度快，且優(yōu)化芝效果明顯。與乘按自然坐標(biāo)順不序計(jì)算方法比喊較，總剛小數(shù)扶倍。鳴高級優(yōu)化踐。按最小填入意量方法進(jìn)行總鬼剛矩陣優(yōu)化。顧能達(dá)到總剛矩芝陣的最優(yōu)化，古總剛大小比快升速優(yōu)化的饒小景1/3~1/懶2呆。但優(yōu)化占用暈時(shí)間較多，在伙一般情況下不這建議采用?？嫡裥陀?jì)算方法鐮下拉框中列出賄子空間迭代、件李茲向朽量廉(Ritz宋)品、蘭索躺斯致(Lancz會os蘿)朗等三種計(jì)算振稈型方法，用戶旦在前處理選擇蕩的之外，可重辦新選擇設(shè)置。蝕子空間迭代霸法計(jì)算精度高芳，但速度稍慢柔。對于小結(jié)構(gòu)譯，須計(jì)算振型慢較多、或需計(jì)僚算全部結(jié)構(gòu)振快型時(shí)，宜選擇紹該方法。肺蘭索斯謹(jǐn)(Lancz菜os款)疼方法速度快，撈精度稍低。對加于一般的結(jié)構(gòu)腥計(jì)算，只需求乏解結(jié)構(gòu)的前幾買個(gè)振型，需計(jì)帳算振型數(shù)遠(yuǎn)小航于結(jié)構(gòu)的總自盈由度數(shù)、質(zhì)點(diǎn)倒數(shù)，蘭索斯方基法的計(jì)算結(jié)果肉將與子空間迭聲代法計(jì)算結(jié)果畢相同。對于一萬般的結(jié)構(gòu)計(jì)算引，建議采用該捏方法計(jì)算。峰李茲向量功(Ritz蓄)奪直接法速度、面精度介于兩者罩之間。夏約束有效性判記別刑。如該選項(xiàng)被帆選中，程序?qū)⒑驮陬A(yù)處理之前攝，對結(jié)構(gòu)各節(jié)煎點(diǎn)的單元連接綿情況、約束設(shè)肅置情況進(jìn)行系睡統(tǒng)的檢測。閘如檢測既無單脹元連接、又無灑約束的空自由粘度，將自動加燃上約束。對于唉自由度釋放梁獅柱單元，與同約一節(jié)點(diǎn)連接的邪梁柱單元均有禿自由度釋放，臘則給出提示。樸對于塊體單元樂，只有平動剛恒度，沒有轉(zhuǎn)角掌剛度。約束有家效性判別時(shí)能供自動加上轉(zhuǎn)角篩約束?；瑢τ谄矫鎲卧?，只有單元平猛面內(nèi)的平動剛最度。約束有效陣性判別能加上焦轉(zhuǎn)角約束，但誦不能加上平面?zhèn)魍馄絼幼杂啥刃虻募s束，平面督外平動自由度轎的約束需用戶菊添加。級由于節(jié)點(diǎn)約束掩處理繁瑣，且抬約束出錯(cuò)將導(dǎo)劑致計(jì)算不能繼哪續(xù)飲。跳Stra聾t除模塊有約束有脈效性判別功能牌，能有效減小雕用戶數(shù)據(jù)準(zhǔn)備下的工作量，確煮保計(jì)算的順利滿進(jìn)行。將計(jì)算節(jié)點(diǎn)質(zhì)量姑的王Z條向分量玩。程序隱含不蘭被選擇。對于蘭一般建筑結(jié)構(gòu)欠，宜采用隱含引結(jié)果。肥如該選項(xiàng)被選原中，將計(jì)入質(zhì)鳥量的豎向分量憲，可計(jì)算結(jié)構(gòu)偏的豎向振型。奔在有限元計(jì)算跟中，質(zhì)量總繪有禾X頌、萄Y同、頸Z碼三個(gè)分量。但畏對于建筑結(jié)構(gòu)震，進(jìn)行地震反顯應(yīng)譜計(jì)算時(shí)，尼只考慮平動振房型的影響。如針計(jì)入質(zhì)量郊的瞧Z灶向分量，較高謙的建筑會出現(xiàn)京周期較長的豎剩向振型，按這胳種振型計(jì)算地拜震反應(yīng)譜作用票是不準(zhǔn)確的。構(gòu)因此對于一般嗚的建筑結(jié)構(gòu)，稍應(yīng)不考慮質(zhì)量玩的豎向分量。4、預(yù)處理絕[紙菜單稼:瀉計(jì)算迎/1每預(yù)處理；缸]極該命令進(jìn)行如殘下工作。論1狼、約束有效性隊(duì)判別。但2漲、處理移動荷串載、溫度場荷換載數(shù)據(jù)。久2提、總剛矩陣優(yōu)跟化，根據(jù)優(yōu)化撥計(jì)算結(jié)果重新奧節(jié)點(diǎn)編號。舟3脂、確定結(jié)構(gòu)總吵體剛度矩陣的艦輪廓，計(jì)算總?cè)鑴偟娜萘?，?jì)困算總體荷載矩沫陣的容量。弟4秧、檢測機(jī)器內(nèi)列存容量，判斷聽內(nèi)存是否滿足徒最小內(nèi)存要求絲。另5木、對于大型結(jié)跳構(gòu)，初步確定振總剛、總體荷列載矩陣的分塊拍信息。蜂5橡、菊計(jì)算單元?jiǎng)偠壤m(xù)[鵝菜單終:牲計(jì)算獨(dú)/堤2悶計(jì)算單元?jiǎng)偠日?；怕]犧該命令計(jì)算各轉(zhuǎn)類型單元的單廟元?jiǎng)偠染仃嚒⑼茊卧奢d向量銀，并將計(jì)算結(jié)惠果存儲在機(jī)器掠硬盤中，供形個(gè)成總體剛度矩央陣時(shí)采用。該莖部分可以在預(yù)議處理之前運(yùn)行授。莫6重、程形成總剛矩陣辦[卡菜單悲:際計(jì)算縮/蘿3疫形成總剛矩陣膜；快]榮該命令根據(jù)預(yù)拜處理中形成的筋總體剛度矩陣接信息，將各單難元?jiǎng)偠染仃嚻从捉映山Y(jié)構(gòu)總體品剛度矩陣，同臥時(shí)將單元荷載含向量拼接成結(jié)灣構(gòu)總體荷載向首量矩陣。眼在形成總剛的痛過程中，程序啊檢測到總剛對谷角元素為一極啊小值時(shí)，將給識出提示。總剛炕對角元素為極奉小值，將導(dǎo)致代計(jì)算錯(cuò)誤，可愁能是存在未被芝檢測到的空自麗由度?？筛鶕?jù)醉提示的節(jié)點(diǎn)號律檢查。7、矩陣分解切[廉菜單柏:碎計(jì)算添/融4檔矩陣分解；蝦]售采用直接求解珠器時(shí)，先將總村剛矩陣分解成墊三角矩陣，然房后將總體荷載爭向量矩陣回代怠，得到向量唯卵一矩陣。述采用迭代求解軋器時(shí)，分別對片各荷載向量迭拍代，得到該荷喇載向量對應(yīng)的容位移向量。瞇運(yùn)行該命令后洋，結(jié)構(gòu)在靜力士荷載、移動作準(zhǔn)用下的節(jié)點(diǎn)位赴移即已經(jīng)得到桿，位移的文本伸文件棟為辜“股Name.S臂ol鼓t鍋”狗，可打開文件萄查看。屯8鞋、慧計(jì)算結(jié)構(gòu)振型慨[甲菜單瓶:皆計(jì)算震/堵5球計(jì)算結(jié)構(gòu)振型是；驕]熄該命令計(jì)算結(jié)獲構(gòu)振型。振型腿文本文件邁時(shí)胸“逼Name.M忘od盼t翠”恐。蘇當(dāng)結(jié)構(gòu)的自由鵝度數(shù)較少，或贊有效質(zhì)量分量撒小于需求解的詞振型數(shù)時(shí)，程傍序?qū)⒔o出提示帳，同時(shí)按最多劍能計(jì)算得到的背振型數(shù)計(jì)算結(jié)么構(gòu)振型。悠9已、計(jì)算地震反友應(yīng)譜遠(yuǎn)[喪菜單垮:丸計(jì)算家/罷6嘩計(jì)算地震反應(yīng)憂譜；登]浪該命令在計(jì)算鞋結(jié)構(gòu)振型之后雁，按建筑結(jié)構(gòu)餅抗震規(guī)范確定紅的方法計(jì)算結(jié)屋構(gòu)地震反應(yīng)譜璃作用。采地震反應(yīng)譜計(jì)禁算得到結(jié)構(gòu)的孝地震作用位移為，在文耗件熔“千Name.S圾p瓶t想”巾中。給1毯0魂、計(jì)算單元內(nèi)滋力適.千應(yīng)力蹤[絨菜單鑄:慮計(jì)算至/罪咽7扎計(jì)算單元內(nèi)妙力鷹.艙應(yīng)力；塊]妹該命令在計(jì)算腳各單元的內(nèi)力誓，對于板、平崖面單元、塊體醬單元，將根據(jù)膚選項(xiàng)，計(jì)算節(jié)乖點(diǎn)力，或同時(shí)帽計(jì)算節(jié)點(diǎn)應(yīng)力拐。對于包含動耀力計(jì)算的結(jié)構(gòu)狹，還同時(shí)計(jì)算陸地震反應(yīng)譜內(nèi)勿力和應(yīng)力。駛各單元內(nèi)力、臟應(yīng)力，輸出在蛙各自的文件中肺。基梁柱單