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筑信達結構設計軟件 CiSDesignCenter

筑信達結構設計軟件CiSDesignCenter(以下簡稱CiSDC)是北京筑信達工程咨詢有限公司開發的結構輔助設計軟件。CiSDC軟件作為ETABS和SAP2000的前處理與后處理輔助設計軟件,主要功能可以劃分為以下幾個部分:作為數據中心完成不同軟件之間的模型轉換以及計算結果對比;讀取ETABS/SAP2000模型的分析結果完成構件設計與施工圖繪制;依據施工圖一鍵生成彈塑性模型;輔助完成隔震、減震的全流程設計。


整體功能構架示意圖

模型轉換及對比

對于多高層結構以及超高層結構,一個工程項目常常需要多個軟件互相校核。CiSDC內置了模型轉換功能,可將YJK、PKPM以及Midas模型轉換為ETABS/SAP2000彈性模型或彈塑性模型(含配筋結果),還可以實現ETABS模型與SAP2000模型的相互轉換。

模型轉換

通過CiSDC軟件轉換的ETABS/SAP2000模型,除了轉換完整的幾何模型數據和荷載信息外,還對模型進行了優化處理,如合并框架梁柱、標記ETABS墻梁標簽、自動布置線面單元連接處的埋設梁等,使其更好的滿足ETABS/SAP2000的建模要求,減少出錯機率。


模型轉換功能

模型轉換案例

模型對比

為了便于用戶對項目進行二套軟件校核,CiSDC提供了不同模型的結構指標對比報告書,構件內力對比以及配筋對比等功能。


指標對比

配筋對比

內力對比

構件設計及計算書

CiSDC實現了國標和廣東省地標《高層建筑混凝土結構技術規程》的構件設計和計算書整理功能。

無論是國家標準,還是廣東省標準,都需要考慮多個模型下的分析與設計。例如是否考慮剛性樓板假定、地震工況中是否考慮偶然偏心、不同荷載工況下(如風工況與地震工況)連梁的剛度折減系數不同等,為方便用戶管理多個模型,CiSDC實現了ETABS多模型分析與設計功能。基于不同規范的參數要求,考慮不同工況下的模型的剛度調整與工況設置,自動將ETABS標準模型轉換為指標模型、非抗震模型和抗震模型,并同時完成這三個模型的分析計算、讀取大指標結果、讀取構件內力、自動基于規范生成荷載組合、完成混凝土梁、柱、墻、樓板構件的設計等工作,輸出報告書。

對于SAP2000,CiSDC可以自動完成樓層劃分、基于中國規范調整模型、設計構件并輸出整體指標報告書。


CiSDC+ETABS多模型設計流程示意圖

柱設計

柱基于PMM法完成雙偏壓設計。PMM曲面對話框中可以顯示構件設計詳細信息,它也是一個構件設計與校核工具,在此可設置構件截面、材料信息、實配鋼筋、內力值,進行構件的校核和設計。設計工具中包含截面設計器,其截面設計器可自定義任意截面形狀。

柱PMM設計及截面設計器

柱設計細節及配筋結果

梁設計

梁配筋設計可以采用規范設計方法,也可以采用PM曲線設計方法。對于型鋼梁默認采用PM曲線設計方法。CiSDC可基于實際配筋結果驗算裂縫寬度。


梁設計細節及配筋結果

梁PM設計及截面設計器

梁裂縫驗算

墻設計

墻設計包含墻肢和連梁兩部分。CiSDC自動獲取ETABS和SAP2000模型中墻肢/連梁的設計內力,根據規范進行墻肢邊緣構件縱筋及墻肢水平分布筋計算、墻肢穩定校核、墻肢施工縫驗算等,自動劃分邊緣構件。


剪力墻和連梁配筋細節

板設計

板按照設計手冊提供的方法進行內力計算和配筋設計,可以按彈性樓板計算、塑性樓板計算。CiSDC自動將零碎的樓板合并成整塊,便于后續設計。用戶也可以交互編輯樓板劃分、板厚度、標高、荷載等信息。程序計算配筋后輸出板底鋼筋面積、板頂鋼筋面積。


板配筋結果

計算書

基于構件配筋結果計算樓層抗剪承載力,并整理輸出計算書。計算書包含模型概況、荷載信息、結構整體指標、材料用量統計、超筋超限信息等。


計算書

施工圖及工程量統計

CiSDC可根據導入的ETABS、SAP2000、YJK、PKPM的配筋信息生成構件平法施工圖,也可按照本程序計算配筋結果或者包絡配筋結果生成施工圖,基于施工圖可統計輸出工程量。

施工圖

柱、墻施工圖可以選擇原位畫法和表格畫法。梁施工圖中進行支座的自動判斷與調整,繪制平法施工圖。板施工圖采用平法與傳統繪圖方法相結合的方式繪制。


柱平法施工圖-原位注寫

柱平法施工圖-列表注寫

剪力墻施工圖-原位畫法

剪力墻施工圖-表格畫法

梁施工圖(局部)

板施工圖(局部)

工程量統計

施工圖繪制完畢后,可以顯示鋼筋放樣結果,鋼筋放樣時考慮了鋼筋的搭接、錨固等構造措施。基于鋼筋放樣可輸出實配重量,也可以輸出基于計算配筋統計的估算重量。


鋼筋放樣

材料統計表

彈塑性模型處理

CiSDC可以將ETABS/SAP2000彈性模型轉換為彈塑性模型,也可以直接讀取YJK、PKPM的模型數據和配筋信息轉換得到ETABS/SAP2000彈塑性模型。彈塑性模型處理功能貫穿于程序的所有模塊,用戶可根據實際需求使用。

彈塑性模型轉換

支持混凝土結構和鋼結構的彈塑性模型轉換,包括鋼筋混凝土梁/柱、鋼筋混凝土墻、型鋼混凝土梁/柱、鋼梁/柱、混凝土/鋼支撐等構件。模型轉換過程中自動完成框架梁柱的合并、連梁的處理、材料本構的修正等工作,依據CiSDC繪制的施工圖(即實配鋼筋)自動添加塑性鉸(普通梁M3鉸和支撐P鉸)、纖維鉸(普通柱/組合柱/組合梁PMM纖維鉸)、墻鉸(剪力墻PM3纖維鉸)。


彈塑性模型轉換功能

模型轉換案例

選波

內置天然波庫,自動生成人工波。支持人工選波和基于規范要求的自動選波,并輸出選波報告。CiSDC可依據有效持時裁剪地震波。選波完成后,可在CiSDC更高效地完成時程工況的定義,并自動轉換至ETABS模型中。


選波工具

自動裁波

自動生成時程工況

隔震設計

隔震設計模塊中,CiSDC結合ETABS實現了《建筑隔震設計標準》GB/T 51408-2021、《建筑抗震設計規范》GB50011-2010、廣東省標準《高層建筑混凝土結構技術規程》DBJ/T 15-92-2021三本規范的隔震全流程設計,并輸出隔震報告。


基于《建筑隔震設計標準》GB/T 51408-2021的隔震設計流程示意圖

基于《高層建筑混凝土結構計算規程》DBJ/T 15-92-2021的隔震設計流程示意圖

基于《建筑抗震設計規范》GB50011-2010的隔震設計流程示意圖

布置隔震支座

支持快速布置橡膠隔震支座、摩擦擺隔震支座和滑板支座,并且內置了橡膠隔震支座庫供用戶選擇。用戶布置支座時可實時查看長期面壓、隔震層偏心率,便于優化隔震方案。根據規范需求生成多個隔震模型。


隔震支座定義

布置隔震支座

生成的ETABS隔震模型(新隔標)

等效線性化

通過反應譜分析迭代得到等效線性化的中震模型和大震模型。整理輸出反應譜報告,包括隔震支座的長期面壓、隔震層偏心率、抗風承載力驗算、抗傾覆驗算等。


等效線性化的隔震模型

反應譜報告

層剪力校準

為解決反應譜法在隔震設計時存在的一些問題,CiSDC引入了隨機模擬法,隨機模擬法依據規范反應譜生成統計意義上完全等效的大量人工模擬地震波,并采用非線性時程分析直接求解,用非線性分析得到的平均樓層剪力校準反應譜結果,使得反應譜分析僅作為一個載體,本質上不依賴于采用何種等效方法,也不依賴于是否使用實模態或復模態進行反應譜分析。

CiSDC也按《建筑隔震設計標準》、《建筑抗震設計規范》提供基于天然波和人工波的補充時程校核。

CiSDC可以按照隨機模擬法或補充時程的分析結果進行樓層剪力校核。


隨機模擬法校準層剪力

時程補充校核層剪力

樓層剪力校核

構件設計

根據用戶選擇的規范完成構件設計,可通過設計覆蓋項調整個別構件的設計參數,比如將隔震層的構件設置為關鍵構件。構件設計完成后可輸出平法施工圖和工程量統計結果。


設計覆蓋項

設計公式(以新隔標為例)

支墩設計時考慮附加彎矩

大震報告

根據不同的規范要求,用戶可選擇生成大震彈性模型或基于設計配筋結果生成大震彈塑性模型。CiSDC完成選波并自動定義時程工況,基于ETABS的大震時程分析結果驗算支墩,輸出減震報告。


基于新隔標的大震報告和支墩驗算結果

基于抗規的大震報告

減震設計

ETABS+CiSDC提供了減震設計整體解決方案。兼顧了北京地方標準《建筑工程減隔震技術規程》DB11/2075-2022、云南地方標準《建筑消能減震應用技術規程》DBJ 53/T-125-2012、《基于保持建筑正常使用功能的抗震技術導則》RISN-TG046-2023等規范,自動計算消能器提供的附加阻尼比,完成構件設計,并輸出減震報告。


減震設計流程示意圖

快速生成減震模型

內置了多種常見的消能器布置方案,支持從ETABS導入或在CiSDC中自定義消能器參數,包括粘滯阻尼器、BRB、金屬剪切阻尼器等。布置消能器時自動調整連接單元局部軸、自動設置支撐的端部釋放及自動識別子結構。支持樓層復制。


消能器布置方案

自動判別子結構

有效剛度迭代

對于位移型阻尼器,可通過時程分析迭代分別確定位移型阻尼器的中震有效剛度和小震有效剛度,為后續分析提供可靠的等效剛度值。


有效剛度迭代

附加阻尼比計算

基于規范法、能量比法計算消能器提供的附加阻尼比,可分別計算中震有控模型和小震有控模型的附加阻尼比,生成中震、小震等效模型。輸出減震計算報告。


規范法計算附加阻尼比

能量比法計算附加阻尼比

減震計算報告書

包絡設計

兼顧北京地方標準《建筑工程減隔震技術規程》DB11/2075-2022、云南地方標準《建筑消能減震應用技術規程》DBJ 53/T-125-2012、《基于保持建筑正常使用功能的抗震技術導則》RISN-TG046-2023等多本規范,完成中、小震下主體結構和子結構的包絡設計。由于反應譜分析無法準確地估計與阻尼器相連構件的內力,CiSDC允許在中、小震設計時可采用時程結果進行子結構的補充設計。程序提供設計首選項和設計覆蓋項,可交互調整設計參數。


設計首選項

設計覆蓋項(可調整子結構范圍)

設計細節

大震彈塑性分析

基于小震模型和中震模型的包絡設計結果繪制平法施工圖,自動選波,生成大震彈塑性模型。基于大震時程分析結果完成子結構校核,并輸出減震報告。


可設置子結構是否布鉸

子結構校核

減震報告

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