4层框架aba、sap、pkpm计算结果对比

wrdshj · 发表于 2009-12-10 10:36:41

本帖最后由 wrdshj 于 2009-12-23 12:09 编辑

用aba做结构分析的前提是，结构模型的正确性。
于是以4层钢框架为例，做简单的频率分析，比较aba、sap、pkpm的结果
如下：aba的周期就是取频率的倒数，这样应该没错吧？

		g=9.81	g=10
周期T	PKPM	Sap2k	Abaqus
1Y平	1.4256	1.414165	1.3832
2X平	1.3913	1.379843	1.3561
3扭	1.2688	1.282694	0.9658
总质量kg	1060097	1060097	1060097

从结果可以看出，aba的第三周期（扭转周期）相差较多，大概是pkpm的76％，
其他结果都相差不多。没找到原因。
调整过网格粗细、材料属性都没效果。
有兴趣的朋友可以试试。

经过sap试算，有了一点体会，原因的确如4# 2007xauat兄所说。是“质量分布”不同导致楼层转动惯量的差异，从而引起扭转周期不同。如下图所示：

1、楼层质量（包括层间柱的质量）集中于质量中心，包括X质量，Y质量，绕Z的转动惯量，pkpm导入etabs/sap，就是这种形式，具体数值怎么算的，没弄明白。这种计算结果自然和pkpm接近；
4、楼层质量按实际情况由软件计算（在楼板上加分布荷载），计算结果和aba接近，即扭转周期小；
2、3、两种情况（质量集中于角点、或梁）结果介于1、4之间。
质量点离质心越远，转动惯量越大，扭转周期就越大。
这是我的个人理解，有不对的，请指出。

394342000 · 发表于 2009-12-10 10:57:25

建模方法很多啊，对比一下就知道了。

wrdshj · 发表于 2009-12-10 11:04:46

2# 394342000
您是指换一个其他的结构模型，比较一下？？

2007xauat · 发表于 2009-12-10 11:25:57

（1）首先给这三个软件分个类：ABAQUS通用有限元软件，SAP2000结构软件，PKPM国内结构设计用软件（虽然已发现问题不一般的多）。
（2）对于ABAQUS来说，本身不会区分什么是结构还是机械，它根据最基本的节点、单元和基本条件来求解，于是你的模型——4层钢框架有多少个自由度就有多少个振型，同时质量是按照单元分布的。
（3）至于PKPM为了满足中国建筑规范，以SAP2000为计算内核，但是进行了大量的简化，比如质量集中、自由度凝聚等——你的4层钢框架在PKPM里面凝聚之后只有4×3=12个自由度，也就是只能算出12个振型，而且它的每层质量是集中在楼层上的。于是，你的扭转周期差异应该主要有两个可能原因：1）网格及自由度凝聚后的差异；2）你的楼面荷载可能没有施加，那么对于一层质量集中于楼层的PKPM来说，ABAQUS还有部分质量在低于楼层高度的柱子上面（楼层处质量<PKPM），假设抗扭刚度相近，那么ABAQUS的扭转周期自然要小于PKPM的。
（4）SAP2000应该说是比较好的一个结构软件，就是在结合中国规范时需要自己做大量的假设工作，简化合理的话结果比PKPM要可信的多。在SAP2000里面求解结构模态有两种主要方式：特征值方法（不做假定的话应该就是有限元方法，你把网格划的跟ABAQUS一样那么结果应该基本同ABAQUS，当然所选单元要性能接近）；里兹方法，计算荷载所能激发的振型，这种算法结果相对比较接近PKPM。

（5）多废几句话，引用结构有限元的鼻祖，爱德华.L.沃尔逊的导师的一句话，“绝不使用你推到不出来的方程”，结构界该“绝不使用你不了解的软件”。软件的泛滥使结构设计貌似谁都能做，实际上真是悲哀啊……

wrdshj · 发表于 2009-12-10 12:19:17

4# 2007xauat
感谢您的回答，真是受益匪浅，衷心感谢！！！

yusuf731 · 发表于 2009-12-10 23:45:09

4楼师兄也是xauat的啊，很亲切啊~~
解释得很精辟，也很权威，师弟帮顶了

liuph54 · 发表于 2009-12-14 18:08:21

说的很有道理，谢谢共享

zhlregel · 发表于 2009-12-15 11:08:46

谢谢，又学了不少

xihaxiha · 发表于 2009-12-27 21:22:30

4# 2007xauat权威&经典总结！
NOT ONLY软件知识，BUT ALSO结构概念。作为结构同行，深有感触，新手向你学习！
受益匪浅！强烈顶起！希望更多的高手多多分享！

xihaxiha · 发表于 2010-1-1 20:07:58

楼主能否把几个软件的模型共享一下，供大家学习。

hfutwang · 发表于 2010-7-9 14:50:56

谢谢。。。又学习咯

wang4416 · 发表于 2010-7-9 18:06:02

（1）首先给这三个软件分个类：ABAQUS通用有限元软件，SAP2000结构软件，PKPM国内结构设计用软件（虽然已发现问题不一般的多）。
（2）对于ABAQUS来说，本身不会区分什么是结构还是机械，它根据最基本的节点、单元和 ...
2007xauat 发表于 2009-12-10 11:25

xauat是个大牛。仿真论坛里藏龙卧虎啊。

mutuyu · 发表于 2010-7-10 14:28:01

谢谢~学习了
这样的帖子多多益善啊

gaowanyang · 发表于 2010-7-10 19:10:26

谢谢~学习了

pantheon · 发表于 2013-2-1 10:24:40

2007xauat 发表于 2009-12-10 11:25
（1）首先给这三个软件分个类：ABAQUS通用有限元软件，SAP2000结构软件，PKPM国内结构设计用软件（虽然已发 ...

至于PKPM为了满足中国建筑规范，以SAP2000为计算内核，但是进行了大量的简化
----这个说错了。SATWE跟SAP没什么关系，PMSAP和SAP2000同根。

1812883157 · 发表于 2017-7-14 00:16:47

2007xauat 发表于 2009-12-10 11:25
（1）首先给这三个软件分个类：ABAQUS通用有限元软件，SAP2000结构软件，PKPM国内结构设计用软件（虽然已发 ...

当然所选单元要性能接近？？？楼主可否细讲

m930461 · 发表于 2018-1-15 17:23:54

2007xauat 发表于 2009-12-10 11:25
（1）首先给这三个软件分个类：ABAQUS通用有限元软件，SAP2000结构软件，PKPM国内结构设计用软件（虽然已发 ...

厉害，学习了

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