[Dino公开课]桁架构件的基本设计

[视频地址]http://v.qq.com/page/a/g/i/a0327dvc7gi.html



[小 记]这是Dino结构笔记的第4个公开课 OpenCourse，(普通话)。 录制时间大约控制在40分钟以内，尽量做到一月一更新(我只能说尽量)，有时侯会采用板书，有时会采用电脑软件截屏，主要讲述以下的内容：有限元，弹塑 性，动力学，结构力学，工程问题，编程，抗震抗风等。主要就是这些内容。

第4部课，主要讲桁架构件的设计及采用ETABS对截面的优化设计

（1）桁架的基本概念
（2）ETABS对桁架的建模
（3）ETABS导入截面
（4）ETABS的优化设计，
（5）OPENSEES桁架程序的开发

这就是最简单的钢结构分析的过程

PPT下载的地址：点击下载此文件:第4课的相关课件pdf

ETABS模型资料下载地址：点击下载此文件: ETABS.RAR

大家对我以后讲课的内容有要求的话，请发邮件到我邮箱：dinochen1983@qq.com

还有，dinochen.com配着出了微信公众号，公众号是 dinostru，或者搜 dino结构笔记，我们在微信平台继续交流。

旧论文整理：
这是一篇关于多层框架结构（医院）增加粘滞阻尼器的工程的一篇工程文章，里面的弹塑性用到了PERFORM-3D，弹性分析采用ETABS，施工图的配筋用量评估，采用DINOETE出的CAD图。

以下是原文的下载。
点击下载此文件：汶川县人民医院带粘滞阻尼器结构耗能减震设计

【中文篇名】	汶川县人民医院带粘滞阻尼器结构耗能减震设计
【作者】	邓国基； 陈学伟； 杨穗华； 李稼轩；
【英文作者】	Deng Guoji1 Chen Xuewei2 Yang Suihua1 Li Jiaxuan2(1、Guangzhou Urban Planning & Design Survey Research Institute Guangzhou 510060,China;2、School of Civil Engineering and Transportation,South China University of Technology Guangzhou 510640,China)
【作者单位】	广州市城市规划勘测设计研究院； 华南理工大学土木与交通学院；
【文献出处】	广东土木与建筑 , Guangdong Architecture Civil Engineering,
【中文关键词】	耗能减震设计； 框架结构； 粘滞阻尼器； 时程分析； 静力弹塑性分析； 等效附加阻尼比；
【摘要】	摘要：汶川医院采用现浇钢筋混凝土框架结构，考虑其功能重要、结构不规则、抗震要求高等特点，在四周设置了46 个K 型粘滞阻尼器支撑，通过ETABS 计算分析表明设置阻尼器能显著降低结构的响应，提高结构抗震性能，最后讨论了计算粘滞阻 尼器结构附加阻尼比的简化使用算法。

[下载程序文件]：点击下载此文件:DinoBox程序：DinoETE, Etabs to Engineer (版本20131226)

[下载软件说明书]：点击下载此文件:DINOETE的介绍与技术说明

[相关博客帖子]：ETABS TO ENGINEER 程序的简介, http://www.dinochen.com/article.asp?id=62


[小记]金土木公司在2008年推出了CKS Detailer软件，帮助大家解决ETABS在工程上的应用问题。其实早在2007年4月，我在华工的高层建筑结构研究所就开发了类似的程序ETABS TO ENGINEER V1.0，当然比起专业公司当然是比较简单的。程序是内部使用，未商业化，做得比较粗糙，现简单介绍一下软件的功能，软件还在应不断的工程设计需求在不断更新的。
目前能够实现的功能有限，如打印ETABS的计算配筋量图纸，荷载图纸，模板构件尺寸图纸等。这些大大方便了在超限工程中的出图，平时只是PKPM的软件能出图，ETABS出图比较烦，现在有了DINOETE，可以像PKPM一样出图检查，打计算书。
最近，2013年中开始，我们WSP团队，开始研究ETABS在工程上的开拓，包括DINOETE的中国规范的开发，把中国规范写进去，验算一些构件等。成果成熟后与大家分享，ETABS的二次开发的强大。

程序界面如下图所示：

[下载程序文件]：点击下载此文件:DinoBox程序：WindHist_风振时程生成程序(版本20131226)

[下载程序文件]：点击下载此文件:DinoBox程序：WindHist_风振时程生成程序(版本20140319)




[小记]圣诞快乐，这是一个原来在华南理工大学高层建筑研究所研究的一个程序，主要功能是要前期（未有风洞数据）之前，对风荷载（顺风效应）进行风振时程分析时开发的。WINDHIST是一个由AR法生成的模拟风时程程序，可以生成多条风振时程，经过程序生成ETABS和SAP2000的分析代码，只要将代码加入ETABS或SAP2000的文本文件，就可以完成风振时程分析。

风振时程不能得到体型系数，所以只能用于前期的分析，对于阻尼器，隔震结构等，不能完成用频域分析法解决的问题特别有用。受众面较小的程序，献给广大的研究生或高端分析的朋友，祝大家圣诞快乐。

详细操作说明下载：
点击下载此文件:dino_Windhist程序技术说明书

相关的学术论文下载：
点击下载此文件: 华中科技大学学报_高层建筑结构风振时程分析软件的技术研究

相关的博客帖子：
[论文]高层建筑结构风振时程分析软件的技术研究：http://www.dinochen.com/article.asp?id=42
风振时程分析程序_wind time-history producer：http://www.dinochen.com/article.asp?id=27

[预告]2009年金土木用户大会将在成都举行

记得2008年的金土木用户大会是第一届，举办得不错，吸引了不少用户的目光，估计今天的用户大会会有更多人的参加。大会收集软件相关的论文是活动的亮点，同时也感谢金土木公司这几年来对华工高层所的软件的支持，也感谢金土木公司去年给我们的论文颁发了一等奖。今年荣幸可以在金土木用户大会上作报告。当然，我不是学者，也不是工程师，我只是作用PERFORM-3D的一个用户，讲述一下PERFORM-3D的应用情况。以下提供一下会议的信息，详情请登陆www.bjcks.com。这次随便去成都玩玩！
【简介】
继2008年10月在北京成功举办首届“金土木结构软件全国用户大会（CUC’08）”，第二届“金土木结构软件全国用户大会（CUC’09）”将于今年11月6-7日在成都举办。我们将秉承“交流、沟通、分享”的宗旨，继续搭建全国结构工程师交流工程软件应用经验的平台。CUC’09将重点关注“安全可靠的工程抗震技术应用”，为建设平安和谐家园贡献绵薄之力。大会特邀国内知名设计院的骨干工程师针对软件的应用展示他们在实际工程应用中取得的丰硕成果，与参会人员进行深入广泛的技术交流。

    报告人：冯远       题目---《现浇楼梯对框架结构的抗震影响分析与设计建议》
    报告人：肖从真    题目---《成都凯德风尚高层建筑隔震设计与研究》
    报告人：易伟文    题目---《SAP2000非线性分层壳模型在中国馆设计中的应用》
    报告人：任彧       题目---《泉厦高速公路朴里服务区跨线综合楼结构设计》
    报告人：王建       题目---《实体单元在大型工程整体结构分析中的应用》
    报告人：郑竹       题目---《ETABS与SAFE在超高层建筑的应用》
    报告人：彭俊生    题目---《SAP2000在高校教学中的应用及实例》
    报告人：马升东    题目---《工具革命与结构创新》
    报告人：戴夫聪    题目---《SAP2000 API——结构设计与分析的利器》
    报告人：李红星    题目---《SAP2000在电厂结构设计及研究中的应用》
    报告人：陈学伟    题目---《PERFORM-3D在超限高层建筑中的应用》
    报告人：周定松    题目---《成都双流国际机场T2航站楼多点时程分析》

【我的报告内容】

报告人：陈学伟

题目---《PERFORM-3D在超限高层建筑中的应用》

内容简介：PERFORM-3D作为优秀的结构弹塑性分析软件在高层建筑结构中的应用不断发展。华南理工大学高层建筑结构研究所针对复杂高层建筑结构，采用基于性能的抗震设计方法。基于性能的抗震设计方法的关键在于合理地评估结构在大震作用下的弹塑性性能，PERFORM-3D在这方面提供好很好的手段。主要内容：（1）PERFORM-3D的使用情况介绍；（2）PERFORM-3D在高层建筑结构抗震分析中的应用：天朗海峰、中洲门架、盛德大厦；（3）PERFORM-3D在理论研究中的应用：振动台分析比赛，斜交网格结构弹塑性分析。     报告人简介：陈学伟，1983年生，博士生，华南理工大学结构工程专业，曾任OKOK论坛编辑。参加过花园酒店白金五星级改造工程、天朗海峰工程、中洲观光门架工程、盛德大厦工程的结构分析，参加14届世界地震工程会议与日本防灾科技研究所举办的Blind-Analysis Contest比赛第三名。

2009年8月14日，盛德大厦B栋（增建部分）的超限审查通过了！这个工程在我的暑假期间完成的，比起去年的天朗，这次使用PERFORM-3D做超高层结构的熟练程度有所提高，完成的时间还算可以。还补充做了底层不采用加固措施的方案的弹塑性分析，用来比较加固方案对抗大震的影响，在剪力墙弹塑性开展方面得到的验证，这也是本工程学习到的东西之一：合理弹塑性分析能反映加固改造措施的影响性。效果图如下图所示。

PERFORM-3D在分析带大量剪力墙的高层结构，具有很多优点，收敛性好是最重要的，如果收敛性不好，建立再好的弹塑性模型也是没有用的，出不了结果。其实，剪力墙的测量工具WALL GAGE为工程师提供剪力墙变形的直观数据——转角，而不是应力或应变的云图，工程师从转角判断弹塑性程序是最直观的，因为与试验所测的转角是对应的。PERFORM-3D即是科研型的软件也是工程型的工具！以后还需继续学习它。以下是大震时程分析得到的剪力墙变形测量图。

最近由于工程的需要，需要把MIDAS的结构模型进行转化，为什么不用MIDAS进行分析呢，因为我用ETABS比较熟，学习新软件需要花一些时间，于是我就把MIDAS转到ETABS了，后来一问我的李师兄（MIDAS牛人），他说现成没有转化工程从MIDAS到ETABS。时间紧任务急，马上动手自已研发一个简单版的MIDAS TO ETABS，暂时没有做界面，只是显示一下进度文本，如下图所示。

在开发的过程中，发现MIDAS的文本格式，MGT文件与SAP2000的S2K，ETABS的E2K文件一样好读，比较齐全，我喜欢。国内的PKPM需要学习的地方就是这个输出文本，现在的PKPM连STRU.dat都加密了，对于软件的长远发展，我觉这样并不是好事的。
有限元软件的文本格式往往规律性很强：
结点，几何单元，材料，截面，杆系，壳元，体元，荷载工况，点荷载，线荷载，面荷载，分析设置。。。。
读取MIDAS的主要参数后，转化成SAP2000的格式好办事，转成ETABS就有点难了，ETABS的格式与楼层为坐标参考，有点难度。需要花一些时间了解跨层构件的设置就可以把问题解决了。导出成功后的模型如下图所示，开心！
总结经验：欲速则不达，求人不如求已，先分析后动手，多尝试耐心点！
还有一句：编程是一个很好的工具，让电脑有效率的办事！
至今可以我能转化的结构有：
[1].PKPM2006→ETABS
[2].ETABS→SAP2000
[3].PKPM2006→SAP2000
[4].MIDAS→ETABS
[5].ETABS→OPENSEES
[6].ETABS→PERFORM-3D
除了[6]，其它开发程序不高，只能用于个人的工程，唉。。。加油！有空得完善一下。呵呵！感谢李卫勇师兄的MIDAS指导。

学生的暑假又开始了，突然想写一些东西来纪念一下暑假。我的暑假总是比没放假还忙，上个暑假就是忙天郎海峰的分析了，累！脑子里整天想着要做一些事情。说正事，这个暑假又要忙工程项目分析了，这次是一个旧建筑的改建工程，需要对其进行弹塑性时程分析与抗震设计评估。我们从前年就开始采用PERFORM-3D这个功能强大的弹塑性分析程序，也对其做了便于工程应用的前处理开发。这个前处理程序ETP在这次工程应用中又得到了升级，更加人性化。（我个人觉得而已），刚好生逸与肥烽去实习了，主要的工作就交给了我与阿牛了。不过，生逸还是在ETABS下了很多功夫的。弹性分析的就交给阿牛了，阿牛还负责ETABS向PERFORM导入的改模型工作，（不是所有的ETABS模型都能导入PERFORM的，有很多个人的约定在里面，按规则建模就可以了，规则真是太重要了）。以下是我们几个人的帅照。

经过几天的建模与几个研一的学生的配筋输入后，ETP模型建成了，这次模型加入了很多弹性的次梁构件，加快计算速度。ETP也升级了。如下图所示，ETP的界面。

导出模型以后，在PERFORM-3D的界面打开，得到一个非常漂亮的模型，导成功好，非常地开心。因为这个模型比上次几个都比较复杂，梁与剪力墙比较多，真实的工程结构，而且每梁每墙每柱的配筋都是人工输入的，不是计算得到的。

ETABS TO PERFORM-3D的一个强大的功能就是把划分定义好的柱纤维截面导入PERFORM-3D，这个也是PERFORM-3D最难做的一部分，这也是我开发ETP的目的。PERFORM-3D输入截面真的是很不方便。以下就是ETP的纤维与PERFORM的截面的界面，可见到了PERFORM就只有数字了，数字太多容易出错。

点击下载文件：[论文]基于风洞试验的超高层建筑结构风振时程分析

【中文篇名】	基于风洞试验的超高层建筑结构风振时程分析
【英文篇名】	Research of Wind-induced Vibration Analysis for Ultrahigh-rise Buildings Based on Wind Tunnel Test
【下载频次】	☆
【作者】	何伟球; 陈学伟; 韩小雷;
【英文作者】	He Weiqiu1 Chen Xuewei2 Han Xiaolei2（1、Guangdong Dacheng Zhujian Engineering Design Institute Co.LTD Guangzhou 510640; China; 2、Tall Building Structure Research Institute; School of Civil Engineering and Transportion; South China University of Technology Guangzhou 510640; China）;
【作者单位】	广东省大成注建工程设计有限公司; 华南理工大学土木与交通学院高层建筑结构研究所;
【文献出处】	广东土木与建筑 , Guangdong Architecture Civil Engineering, 编辑部邮箱 2009年 02期   期刊荣誉：ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】	高层建筑; 风振响应; 时程分析; 舒适度评估;
【英文关键词】	ultrahigh-rise building; wind-induced vibration; time-history analysis; comfort evaluation;
【摘要】	目前超高层建筑结构风振分析常采用的是规范的简化理论方法和基于风洞试验方法频域方法,随着结构体型的复杂化或周边建筑对风场有明显干扰时,进行结构风振时程分析是更为简单直接有效的方法。本文通过编程实现生成风洞试验中风荷载时程数据并导入有限元分析软件进行结构的时程分析,获得整体结构位移、内力以及加速度时程等重要数据,为规范方法不适用的超高层建筑结构风振响应分析及舒适度评估提供了可行的方法。
【英文摘要】	Nowadays,simplified theory method from design codes and frequency domain method based on wind tunnel experiment method are widely used.As to the complication of the structures or obvious disturbance of the surrounding buildings to the wind field,time-history analysis of wind-induced vibration is suggested as a more simple,direct and effective method.In this paper,wind-induced vibration response analysis is carried out to the ultrahigh-rise structure of Synonym Haifeng.The important data of the displacement ...
【DOI】	CNKI:SUN:GDTM.0.2009-02-003
【更新日期】	2009-06-09
【分类号】	TU973.2
【正文快照】	1工程概况某超高层建筑结构总高度185.2m,平面26.1m×28.9m,高宽比为7.1;采用现浇钢筋混凝土部分框支剪力墙结构,其中中部闭合式核心筒剪力墙及四周角部剪力墙直接落地,部分剪力墙在首层通过梁式转换结构直接支承于框支柱。结构自振周期接近5s,且周围建筑对风场干扰明显,结构体

金土木公司在2008年推出了CKS Detailer软件，帮助大家解决ETABS在工程上的应用问题。其实早在2007年4月，我在华工的高层建筑结构研究所就开发了类似的程序ETABS TO ENGINEER V1.0，当然比起专业公司当然是比较简单的。程序是内部使用，未商业化，做得比较粗糙，现简单介绍一下软件的功能，软件还在应不断的工程设计需求在不断更新的。如果程序做完善了，可以考虑商业化了，可是现在水平太差了，现在还在考虑进行SAP2000的后处理开发。
ETABS TO ENGINEER 程序界面如下图所示。

ETABS TO ENGINEER导入ETABS的文件e2k后马上生成后处理模型，速度非常快，CKS是采用读取mdb技术的。ETE是读取文本技术的，这个方面是不同的。
 

ETE主要功能之一：显示结构构件截面信息，包括楼板支撑都可以显示，自由选取显示的内容，可以导出CAD文件，出图后可以做为模型的计算书，这个功能补充了ETABS出图难控制的问题。

ETE主要功能之二：显示结构构件恒活荷载信息，梁荷载楼板荷载平面显示，在ETABS里面，梁荷载在平面是显示不出来的，只有在轴侧图可以看到，荷载图可以出图，做为计算书的内容，方便检查结构荷载。

ETE主要功能之三：读取ETABS的配筋内容，在图上采用PKPM的格式显示出梁柱的配筋数，这个功能在混凝土设计中非常重要。


ETE主要功能之四：出图与显示的控制，出图时考虑各种元素的输出方式的不同，程序给出可控制的模块，你可以选择出图的内容，可以选择梁柱，标注，文字的颜色，大小等等，非常人性化的控制，而且，显示与输出AUTOCAD的设置是对应的，你可以随时查看状态。

ETE主要功能之五：这个功能是最有科技含量的，ETABS本身没有钢管混凝土的验算，我们之前在做某工程的时候遇到这个问题，这时候我们想到了开发一个后处理系统可以处理特殊构件的计算，因此，ETE软件实现了该功能，以后将会不断在这个功能上加强。以下是方钢管混凝土的后处理计算。

ETE主要功能之六：输出AUTOCAD功能，以前是采有实时生成法，后来发现太慢了，所以现在采用输出DXF的方法，准确快速。

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SAP2000
评级：
简介：三维结构整体性能分析，空间建模方便，荷载计算功能完善，可从CAD等软件导入，文本输入输出功能完善。结构弹性静力及时程分析功能相当不错，效果高，后处理方便。不足之处在于弹塑性分析方面功能较弱，有塑性铰属性，非线性计算收敛性较差。提供二次开发接口。结构工程分析中常用的工具。工程实例有：某体育场馆


ETABS
评级：
简介：适用于高层建筑的整体分析，单元类型略少于SAP2000，与PKPM的SATWE相比，有以下优势：一体化建模方便信息管理，可进行静力弹塑性分析，弹性时程分析功能强大且效率高，输出结果方便。劣势：配筋计算不符合国内使用者习惯，显示功能较弱。由于针对高层建筑结构，因此，以平面建模为主要，立面与空间建模作为辅助。工程实例：某超高层建筑结构


PERFOMR-3D
评级：
简介：适用于高层建筑结构 的抗震性能分析，基于纤维模型理论与塑性铰理论，通过宏观单元模拟整体结构的非线性。该软件能进行静力非线性分析，动力非线性分析，适用FEMA356及ATC40等规范，对结构进行抗震性能评估。非线性计算可控性较高，收敛性较好。构件组合灵活，材料本构可自定义。现阶段，前后处理不是很完善，笔者由于工程分析需要，开发了ETABS TO PERFORM3D的前处理程序ETP V1.1，解决前处理复杂的问题。工程实例：某大跨度连体结构性能分析


IDARC-2D
评级：
简介：由于软件面向二维结构，所以适用于平面规则的高层建筑结构的抗震性能分析，基于塑性铰理论，特别是分布塑性，通过宏观参数控制结构的非线性，需要通过电算或试验确定构件的本构关系。该软件能进行静力非线性分析，动力非线性分析，对结构进行抗震性能评估。收敛性较好。构件类型较多，有TVLEM剪力墙宏观单元，混凝土材料本构采用KENT-PARK本构。现阶段，前后处理不是很完善，笔者由于工程分析需要，开发了IDARC2D前处理程序，解决前后处理显示问题。工程实例：某酒店改造前后抗震性能分析


OpenSEES
评级：
简介：该软件属于开源软件，也就是可以下载源代码进行二次开发，程序适用于三维结构的抗震性能分析，基于塑性铰理论，纤维单元及常用微观单元，特别是纤维单元比较完善，单元与本构的数据库非常丰富，不断有研究人员参与开发新单元。该软件能进行静力非线性分析，动力非线性分析，对结构进行抗震性能评估。收敛性可控性较好。混凝土材料本构非常丰富。现阶段，程序没有前后处理系统，需要进行分析结果进行后处理。工程实例：某四层钢框架振动台试验数值分析

中洲超限报告终于完成了！！
这是一个耗时最长的超限工程了。做了很久,在2007年就开始准备了，这个过程中学习了风振时程分析、楼板振动分析、基于性能的抗震分析、OPENSEES、PERFORM-3D都在这个工程上用得上，在这个过程中学到了很多东西，这是我参与的第三个超限了。贴上几个图在博客上面先。中洲观光门结构主要由四部分组成：左塔楼，右塔楼，高空连廊及低空连廊。结构布置示意图如图所示。结构形状复杂，还进行了风洞试验，试验模型如图所示。

对中洲结构进行多种分析，其中比较重要的分析包括以下几种，都具有一定的创新性：
(1)基于风洞试验数据风振时程分析
(2)基于OpenSEES的结构稳定分析
(3)基于PERFORM-3D的结构弹塑性时程分析
为了进行风振时程分析，特意开发了接口汕头大学风洞试验室与建研院试验室数据接口的基于风洞试验的风振时程荷载处理程序，程序界面如图所示。

升级开发了ETABS TO PERFORM-3D的程序 ETP，现在升级至1.1版本，能成功导入类似中洲这种形式的结构，增加型钢梁柱截面，能准确地导入荷载与自重。下图为ETP v1.1版本的程序界面。
导入PERFORM-3D后，如下图所示。里面带有粘滞阻尼器单元，本分析对结构进行了有控与无控，Y方向七条地震波的时程分析，共14个工况，通过分析得到结构在大震作用下的响应。
这个是PERFORM-3D在结构抗震中的工程应用的第二个实例了，之前做了一个天朗海峰的超高层结构。
由于塔楼的高宽比较大，专家担心会出现稳定问题，本分析除了采用SAP2000进行线性屈曲模态分析以外，还第一次采用了OPENSEES程序对结构进行几何非线性分析。通过面向对象语言写了一个粗糙的图形界面来显示结构的几何非线性行为，如下图所示。
在做这个工程的分析的过程中学到了很多东西，也总结了很多东西，有机会将在以后的博客上写关于这个工程详细的东西，特别很多网友很关心ETP程序的进展，该程序正在发展中，其实还存在很多BUG，在慢慢的正消灭BUG，同时增加新的功能。详细的分析方法将会整理成论文发表至国内或国外的学术期刊，请大家以后多多关注。

点击下载文件：[论文]高层建筑结构风振时程分析软件的技术研究



高层建筑结构风振时程分析软件的技术研究
陈学伟1，韩小雷1，2，郑宜1，毛贵牛1
（1. 华南理工大学高层建筑结构研究所 广州 510640；2.华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室 广州 510640）
摘  要：高层建筑风振舒适度已受到普遍关注，目前常采用的是规范的经验公式和风洞模型试验实测法。但随着结构体系的复杂化及采用附加阻尼器减振技术的日益广泛化，进行结构的风振时程分析是更为简单直接和准确的分析方法。本文采用自回归滤波法技术，考虑三维空间相关性，对具有随机性的脉动风荷载进行有效的模拟；通过编制软件生成风压时程数据并自动输出至结构有限元软件进行风振时程分析，为高层建筑的风振控制分析提供了可行的方法；最后，将该风动力荷载数值模拟技术与动力时程分析技术相结合进行算例分析验证，经过对比研究表明该风振时程分析方法可应用于工程分析与设计。
关键词：风振控制；风荷载时程；时程分析；自回归滤波法
中图分类号：TU97   文献标识码：A    文章编号：
The Research of Time-History Response Analysis of Tall Building Structure Under Wind-induced Vibration and Computer Program for Wind Time-History Load Simulation
Chen Xuewei1, Han Xiaolei1,2, Jack CHEANG1, Mao Guiniu1
(1.Tall Building Structure Research Institute, College of Architecture and Civil Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China;
  2.State Key Laboratory of Subtropical Architecture Science, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)
Abstract：Wind-induced comfort problems of tall building have raised more and more attention, empirical formulas from design codes and wind tunnel experiment method are widely use nowadays. However, as the complicate structure systems and especially structures with viscous dampers are widely applied, wind load time-history analysis method is more precise. In this paper, auto-regressive method is used to simulate the random wind dynamic loads which considers 3D spatial correlation. The computer program is developed to produce wind load time-history and export to FEM program to carry out the time-history analysis under wind-induced vibration. The program provides feasible method for analysis of wind-induced vibration of tall building structure .The proposed method was applied in numerical simulation of several typical examples. The results verify the effectiveness of this simulation method in practical structural analysis.
Keywords：wind-induced vibration control; wind load time-history; time-history analysis; auto-regressive.

风振时程分析程序_windhist producer v1.0

总结一下去年的研究工作，其中有一项比较重要的就是“基于AR法的风振时程分析程序”的开发。这个程序主要是采用线性滤波法生成风速时程再通过转化变成风压力时程，主要是荷载数据的处理程序，而力学求解部分采用SAP2000或ETABS。程序界面如图所示。

通过面向对象的程序语言Borland Delphi 7.0编制具有前后处理及图形功能的风时程生成软件WINDHIST PRODUCERv1.0。该软件可实现通过导入SAP2000和ETABS生成的Excel表格，输入结构空间点分布。本软件可修改AR模型的阶次，积分精度、频率区间、计算步长等计算模型的参数，可调节计算模型的速度与精度。本软件的特色在于风荷载特性的输入与我国《荷载规范》紧密结合。程序可通过输入基本风压与地面粗糙度类别，按规范自动计算出梯度风高度、平均风指数和粗糙度系数并生成风速时程数据，也可以手动输入风特性参数。本软件还可以实现多样本时程的自动生成，可实现批量保存，批量导入SAP2000与ETABS的模型中，从而实现多样本的时程分析。
界面可见，非常的人性化，现在大部分风振研究大部分采用MATLAB来做，做出来的程序界面不友好，难与应用于实际工程。采用DELPHI编制界面以后，可以随时改变参数，马上生成风速曲线，且速度比MATLAB要快。
该程序的编写工作已写入论文《高层建筑结构风振时程分析软件的技术研究》将发表于《华中科技大学学报（城市科学版）》，在第八届全国结构计算理论与工程应用学术会议上发表。
Download:风振时程分析程序 windhist producer v1.0 技术说明文档 点击下载
风速模拟效果如下图所示。风振时程分析与《高钢规》简化公式的计算结果对比如图所示。以上内容在论文中均有提到。

 

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金土木结构软件全国用户大会将于2008年10月24日在北京召开!!
该会议论文集刊登了我们的四篇论文:
[1].基于纤维模型的超高层钢筋混凝土结构弹塑性时程分析及工程应用.（原创）Perform-3D
[2].基于SAP2000 的复杂筏板基础分析与设计.（原创）SAP2000
[3].The Research of Time-History Response Analysis of Floor Vibration Based on Simulation of Group Walking.（已发表）SAP2000
[4].高层建筑结构风振时程分析及风速时程生成软件编制技术研究.（已发表）ETABS