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V5.2 空心板楼盖建模重要更新,彻底简化柱帽、暗梁的输入

日期:2011/7/27
——消除STRAT空心板功能的最后障碍,使空心板与梁式楼盖一样简便
 
      STRAT为空心板楼盖、板式楼盖,建立当前最为精确的模型,包含柱帽、暗梁,甚至柱截面域。STRAT强大的计算能力,使板式楼盖的板单元剖分足够精细,使计算精度、可靠性达到全新的技术水平,超过国内外软件。STRAT软件包含“受力岛”设计理论的全部内容,是理论的具体实现。
      V4.5版本的空心板楼盖施工图功能,将工程师从繁琐的绘图工作中脱离出来。同时,避免由于工作量大导致设计简化,避免精确计算、粗糙设计的现象。STRAT软件绘制的施工图,充分地体现了受力岛设计理念。
      V5.0版新增加的超元,作为综合性的单元容器,同时具备几何属性、物理属性和加载功能,使STRAT由针对单元建模提升到针对形体建模,是质的飞跃。基于超元的空心板模型,操作更简单、数据量更小、修改更方便。
 
      空心板结构的特有的暗梁、柱帽等构件,在一般通用软件中,需要通过面体建模实现,建模工作量非常大。在STRAT软件中,由特定图层(Ban-AnLiang, Ban-ZhuMao)内的梁和板,将繁琐的工作简化,并且修改方便,本身已是一项重大进步。
但是,此前版本的软件,需要人工处理暗梁、柱帽的边界,对于斜交柱网、形体复杂的结构平面,工作量还是较大。一些用户,由于软件没有很好掌握,处理不到位,导致应用效果不佳。
 
      针对这些现象,V5.1版本中,程序增加了对暗梁、柱帽边界的自动处理。这里的暗梁,指的是“Ban-AnLiang”图层内、用于模拟空心板暗梁的梁单元。这里的柱帽指的是“Ban-ZhuMao”图层内、用于模拟柱帽的板单元。
这些处理包括如下内容:
      1) 自动清除无物理意义的节点。暗梁输入过程中,由于交点分图等命令,暗梁会分段,中间形成节点。这些节点没有实际的物理意义。清除这些由于操作形成的人为,将减少对后续网格剖分的干扰。
      2) 自动计算暗梁两侧边界与柱帽的实际交点。
      3) 自动延伸暗梁两侧边线到与斜交边梁、边墙。
经过这些附加的处理措施,复杂梁格中的空心板楼盖建模,就变得极为简便了。无论怎样复杂的结构平面,只需将暗梁直接连接到柱中心即可,余下的程序将自动处理。
 
      例1:复杂柱网
      如下图一个结构的角部,轴网倾斜不规则。用特定图层内梁单元、板单元,模拟暗梁、柱帽,建立简图。如图1(a)所示,暗梁直接连接到柱。暗梁与柱帽边斜交、与边梁斜交,均不需要处理。部分柱帽在大板轮廓以外,也不需要处理,待形成超元后,再删除。对于边柱,由于已经有边梁,不再需要形成柱截面附加梁,可以放在专门的“No-Mesh”图层,这样在形成超元时会被忽略。
       在图1(a)基础上,直接形成超元,如图1(b)所示。删除柱帽在大板轮廓以外的部分。可以看出,对于与柱帽、边梁斜交的暗梁,程序自动进行了处理,伸入柱帽的暗梁边线也被忽略。
对超元进行网格剖分,得到最终的单元网格。可以看出,对于这种复杂楼盖,STRAT仍然得到均匀、优化的单元网格,且操作过程极为简单。
            
                                    图1(a)、空心板模型
(斜交暗梁直接与柱相连,不需要处理斜交柱帽、边梁)
                                       图1(b)、形成超元
(程序自动处理了与柱帽、边梁斜交暗梁)
图1(c)、针对超元剖分后形成的最终单元
(柱截面处自动形成附加梁)
                                       
   例2:多柱柱帽
   如图2(a) 所示结构,柱网规则,但由于结构分缝形成2柱、3柱甚至4柱柱帽。如图2(b)中所示几个柱帽,最多同时包含4个柱,柱帽之内还有一段墙。
   利用STRAT新开发的功能,多柱柱帽的暗梁,同样不需要特别处理。只需按照实际情况,将暗梁连接到柱上即可。在此基础上,直接生成超元,如图2(c)所示,4柱柱帽内,完好地形成了超元,并且均包含了柱截面域。
   最终剖分得到的板单元示于图2(d)。对这种非常复杂多柱柱帽,STRAT仍然得到非常好的单元网格。
                
图2(a)、多排柱形成的多柱柱帽
 图2(b)、多柱柱帽的暗梁、板模型(暗梁直接伸入柱帽,不需特别处理)     

图2(c)、程序直接生成的超元,完好地识别了多柱截面

 

图2(d)、最终得到的单元网格

 

      

   例3:任意柱网、柱帽

更新后的STRAT能够自动处理任意的柱网、柱帽,均能很方便地得到精确计算所需要的高质量的单元网格。如图3(a) 所示,我们随手输入一个不规则柱帽,并随意输入几个暗梁,和任意形式的边梁。

直接形成超元,如图3(b)所示。直接剖分,得到单元网格,如图3(b)所示。利用STRAT 最新功能,可以“随心所欲”地建立空心板模型,程序能确保计算精确、可靠。

            

                                              图3(a)  任意形状柱帽、暗梁

              

                                                  图3(b) 程序自动形成超元

                   

   图3(c) 剖分得到的计算单元

 

 



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