盈建科建筑结构设计软件系统
--有限元核心计算的主要特点
独立、统一的有限元计算核心
z整个盈建科建筑结构设计软件系统采用统一的有限元计算核心；
z有限元计算核心完全独立，不涉及规范，可供各专业模块调用；
z这种架构保证力学分析部分发挥专业特长
模块化的软件结构体系
z内置丰富的结构工程单元库；
z各类求解组件积木式搭配满足不同计算目标，如静力、动力、人防、吊车等，这种处理方法提高了核心分析的可靠性、扩展性；
大量应用死活单元技术和自动单元分组
z在一个模型上，针对不同功能：如分塔、人防、施工模拟3的施工过程进行分组管理
z通过控制分组单元的生和死，高效地实现多
个模型的计算；分塔模型人防模型施工模拟模型
采用灵活的多模型技术
z可提供自动化的多条件计算。如静力取基本模型、地震取连梁折减模型、整体指标取强制刚性板模型等，以满足专业模块对计算的需求。z多模型技术实现了各模型之间数据共享，避免重复性的数据存储与计算；
构件单元
z梁、柱、支撑等：空间框架单元；
z剪力墙：在壳元基础上凝聚而成的墙元，单元划分算法保证单元形状尽可能为矩形，同时对少数不
协调处采用约束方程处理；
多点约束（MPC）的应用
z概念：MPC定义的是一种节点自由度的耦合关系，即令指定的自由度与一个或多个自由度建立某种关系；
z应用：刚性楼板、刚性连接、墙墙不协调关系等通过多点约束机制实现。
z常代替短梁、短墙和短的刚性杆，避免计算异常
偏心刚域
刚性楼板
多点约束
（MPC）的
应用刚性连接转换梁处理替代短梁
短墙归并处理
多节点柱墙墙不协调关系
-刚性连接的应用偏心刚域z梁、柱、墙之间的偏心；
z
上下柱、上下墙之间的偏心；
刚性连接的应用转换梁处理z
转换梁托偏心墙；刚性连接
刚性连接的应用转换梁处理
z
托垂直梁轴线的短墙，将刚性杆自动转为刚性连接
刚性连接
刚性连接的应用转换梁处理
z 托不与梁同轴线的墙，将刚性杆自动转换为刚性连接
刚性连接
刚性连接的应用替代短梁
z 对短梁采用刚性连接，可大大改善短梁引起的计算误差、提高计算的稳定性，并有效减少计算单元的数量；刚性连接
刚性连接的应用替代短梁
刚性连接200多短梁提示
刚性连接的应用替代短梁
1000多短梁提示
YJK刚性连接处理并计算，得到了更理想的计算结果15
刚性连接的应用短墙归并处理
z 应用：避免狭长墙单元的产生，对于短墙墙段进行归并处理；
在归并范围内-归并大于归并长度-不归并
16
刚性连接的应用多节点柱
z 对大截面柱内的刚性杆自动转换为刚性连接，可避免采用刚性杆时所引入的数值计算误差，保证计算结果的
合理性。
刚性连接的应用多节点柱
梁偏心
墙墙不协调关系z保证大多数单元的划分质量；减小单元形状异常引起的计算误差；
z应用：
上下层之间墙节点的不对应左右相邻墙节点的不对应
准确的各类专项计算
z 重力二阶效应计算、层剪切刚度、刚度中心计算、多层剪弯刚度等的计算，采用通用、准确的算法。
高质量的重力二阶效应计算
z不再采用近似算法（采用剪力墙内加多个虚柱的方式进行模拟的简单算法）
z在常规的结构刚度上增加一个几何刚度修正项
z柱等一维竖向构件单元的几何刚度矩阵采用了空间梁单元的几何刚度矩阵计算方法，即考虑梁弯曲和杆轴向变形的几何刚度，并且能考虑构件偏心影响
z剪力墙的几何刚度矩阵既考虑面外又考虑了面内刚度
z竖向构件上的力采用竖向导荷结果，比较真实地反映构件的竖向力工况应力状态
短墙肢计算单元加密
由于有限元计算时对于水平向只划分了1个单元的较短墙肢计算误差较大，程序可对长度超过0.6倍的网格细分尺度并且只划分了一个单元的较短墙肢自动增加到2个单元，以提高墙肢内力计算的准确性。
短墙肢计算单元加密
不勾选“短墙肢自动加密”
时短墙肢的单元划分结果，
一片墙划分为一个单元。
短墙肢计算单元加密
勾选“短墙肢自动加密”
时短墙肢的单元划分结果，
一片墙划分为两个单元。
短墙加密
上图5号墙柱采用短墙加密前后的内力结果见下图所示，采用短墙加密后，单工况内力一般减小。
YJK1 ( EX) 13.6 -9.7 30.4 32.4 14.0 -24.1 -11.8YJK2 ( EX) 9.0 -9.5 29.8 29.4 9.5 -21.1 -6.9
相差(%) -33.8 -9.3 -32.1 -12.4 -41.5
YJK1 ( EY) -0.7 68.6 38.3 22.0 0.6 10.0 0.7
YJK2 ( EY) -0.8 68.1 36.5 22.7 0.4 14.2 0.4
相差(%) 42.0
YJK1 ( DL) 11.1 -6.8 -162.5 10.5 13.8 -14.3 -12.1YJK2 ( DL) 7.4 -6.9 -164.0 13.4 9.8 -16.1 -7.0
相差(%) -33.3 27.6 -29.0 12.6 -42.1
其中：YJK1：短墙不加密结果；YJK2：短墙加密结果
EX：X方向地震作用下的标准内力；EY：Y方向地震作用下的标准内力
DL：恒载作用下的标准内力
可自动满足质量参与系数的要求z规范条文：
z
z《抗震规范》5.2.2条文说明中提到：……振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量90%所需的振型数。《高规》5.1.13 抗震设计时，B 级高度的高层建筑结构、混合结构和本规程第10章规定的复杂高层建筑结构，尚应符合下列规定：
1 宜考虑平扭耦联计算结构的扭转效应，振型数不应小于15，对多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍，且计算振型数应使各振型参与质量之和不小于总质量的90%。
可自动满足质量参与系数的要求
可自动满足质量参与系数的要求z软件处理：
z当勾选“程序自动”时，软件会依据“质量参与系数之和”及“最多振型数量”两个条件来确定计算所需的振型个数。
当勾选“用户定义”时，软件按用户输入的计算振型个数来计算累计的质量参与系数，当不满足规范要求时，需要用户手工修改振型个数重新计算。z
提供Ritz向量法计算地震作用，用于地
震作用不容易算够的情况
z对于较大规模的多塔结构，如40万自由度以上且各塔独立性较强时，有时即使计算的振型个数非常多也不能达到足够的质量参与系数。
z对于大跨的体育场馆结构、平面规模较大的结构或者竖向地震作用计算也容易出现这种情况zYJK 程序提供了Ritz 向量法。该方法在Etabs 软件也有提供。
提供Ritz向量法计算地震作用，用于地
震作用不容易算够的情况
zRITZ 向量法考虑了荷载的空间分布，并且忽略了不参与动态响应的振型，从而可以获得原系统方程的部分近似特征解。z与精确特征值算法相比，该方法可以用更少的计算量达到更精确的结果，使用计算不多的振型个数就可达到要求的质量参与系数。
z但是其结果在一些情况下会偏于保守，而且由于这种方法计算的质量参与系数并不是精确结果，故要求其参与质量达到90%未必合理。
z在使用传统算法计算大规模多塔、大跨、竖向地震遇到困难时，用户可以考虑选择Ritz 向量法计算地震作用。
有局部振动模型的提示
z局部振动经常是由于结构模型不合理、有缺陷而造成的。z程序在计算中可以对结构中可能存在局部振动情况的振型与楼层做出判断。
z当程序查出局部振动现象时，将在计算
完成后在屏幕上给出提示框，告知用户
局部振动发生的位置、层号以及局部振
动的振型号以供参考。
程序查出局部振动现象时，将在计算完成后在屏幕上给出提示框，以振型动画告知用
通过局部振动查看的常见问题有：z未能正常连接的杆件，如梁构件没有能够搭接在支座上造成梁悬空，支撑构件和其它构件未能连接上造成一端连接的摇摆。
z这是结构建模发生的错误，对于这种情况必须修改模型，重新计算。
通过局部振动查看的常见问题有：z局部结构的刚度太弱，造成局部结构的振动消耗了很多的计算振型，造成地震计算的X 向或Y 向的有效质量系数达不到90%甚至很低。可以修改模型增加对于局部结构的约束，实在不行就增加计算振型数量，直到有效质量系数达到90%以上。
z因此，通过局部振动的提示可以查到大量结构的缺陷和错误，是一种保证计算结果正确性的有效手段。
z当然，局部振动提示是一种警告性提示，有时的局部振动不会对计算结果的正确性有影响，用户应酌情处理。
造成局部振动的
常见问题
采用快速求解器
z 由著名高校团队研发
快速求解器稳定速度快容量大
解题规模和计算速度大大增加
•采用了领先的快速求解器，使程序的解题规模大大增加，计算速度大幅提快，同时稳定性强。
•可以切实改变目前应用软件常出现的计算规模受限，计算常出错退出、且找不到原因的状况。
•42层框筒试用实例：YJK——11分
•传统软件——50分
•国外软件——2小时
大规模单体建筑-深圳平安大厦，130层，47万自由度，
计算时间1小时
大规模多塔建筑-北京建外SOHO，全部弹性板，70万自由
开放接口环节，激活产业链
实现优势互补
和国内外流行软件兼容或提供接口z YJK提供了最专业、最全面的与知名软件的接口，如Revit、midas、etabs、AutoCAD等软件，并提供了计算结果对比的功能，从而对工程实现一模多算，保证了设计质量。
YJK
AutoCAD REVIT PKPM Midas －Gen Etabs
和Etabs接口
z在充分学习了解Etabs特性情况下的最全面的转化，从专业计算模型转化；
z1、各类构件与各类荷载的对应并正确转化；弧墙自动转化为多段的折线墙；
z2、质量分布、风荷载、构件偏心、铰接构件、地下室土的侧向约束模拟等的正确处理
z3、对规范要求内容：梁的刚度放大系数，连梁刚度折减；主梁次梁自动实现；
z4、提供自动对比程序；
42
YJK模型生成Etabs计算数据的控制参数
43
YJK模型可以高效准确的转成Etabs模型
自动测试对比程序
对比各工况内力；
对比截面配筋45
整体指标对比
46
内力对比
可分别与PKPM、Midas、Etabs对比
47
谢谢！
48
盈建科建筑结构设计软件系统
--有限元核心计算的主要特点
独立、统一的有限元计算核心
z整个盈建科建筑结构设计软件系统采用统一的有限元计算核心；
z有限元计算核心完全独立，不涉及规范，可供各专业模块调用；
z这种架构保证力学分析部分发挥专业特长
模块化的软件结构体系
z内置丰富的结构工程单元库；
z各类求解组件积木式搭配满足不同计算目标，如静力、动力、人防、吊车等，这种处理方法提高了核心分析的可靠性、扩展性；
大量应用死活单元技术和自动单元分组
z在一个模型上，针对不同功能：如分塔、人防、施工模拟3的施工过程进行分组管理
z通过控制分组单元的生和死，高效地实现多
个模型的计算；分塔模型人防模型施工模拟模型
采用灵活的多模型技术
z可提供自动化的多条件计算。如静力取基本模型、地震取连梁折减模型、整体指标取强制刚性板模型等，以满足专业模块对计算的需求。z多模型技术实现了各模型之间数据共享，避免重复性的数据存储与计算；
构件单元
z梁、柱、支撑等：空间框架单元；
z剪力墙：在壳元基础上凝聚而成的墙元，单元划分算法保证单元形状尽可能为矩形，同时对少数不
协调处采用约束方程处理；
多点约束（MPC）的应用
z概念：MPC定义的是一种节点自由度的耦合关系，即令指定的自由度与一个或多个自由度建立某种关系；
z应用：刚性楼板、刚性连接、墙墙不协调关系等通过多点约束机制实现。
z常代替短梁、短墙和短的刚性杆，避免计算异常
偏心刚域
刚性楼板
多点约束
（MPC）的
应用刚性连接转换梁处理替代短梁
短墙归并处理
多节点柱墙墙不协调关系
-刚性连接的应用偏心刚域z梁、柱、墙之间的偏心；
z
上下柱、上下墙之间的偏心；
刚性连接的应用转换梁处理z
转换梁托偏心墙；刚性连接
刚性连接的应用转换梁处理
z
托垂直梁轴线的短墙，将刚性杆自动转为刚性连接
刚性连接
刚性连接的应用转换梁处理
z 托不与梁同轴线的墙，将刚性杆自动转换为刚性连接
刚性连接
刚性连接的应用替代短梁
z 对短梁采用刚性连接，可大大改善短梁引起的计算误差、提高计算的稳定性，并有效减少计算单元的数量；刚性连接
刚性连接的应用替代短梁
刚性连接200多短梁提示
刚性连接的应用替代短梁
1000多短梁提示
YJK刚性连接处理并计算，得到了更理想的计算结果15
刚性连接的应用短墙归并处理
z 应用：避免狭长墙单元的产生，对于短墙墙段进行归并处理；
在归并范围内-归并大于归并长度-不归并
16
刚性连接的应用多节点柱
z 对大截面柱内的刚性杆自动转换为刚性连接，可避免采用刚性杆时所引入的数值计算误差，保证计算结果的
合理性。
刚性连接的应用多节点柱
梁偏心
墙墙不协调关系z保证大多数单元的划分质量；减小单元形状异常引起的计算误差；
z应用：
上下层之间墙节点的不对应左右相邻墙节点的不对应
准确的各类专项计算
z 重力二阶效应计算、层剪切刚度、刚度中心计算、多层剪弯刚度等的计算，采用通用、准确的算法。
高质量的重力二阶效应计算
z不再采用近似算法（采用剪力墙内加多个虚柱的方式进行模拟的简单算法）
z在常规的结构刚度上增加一个几何刚度修正项
z柱等一维竖向构件单元的几何刚度矩阵采用了空间梁单元的几何刚度矩阵计算方法，即考虑梁弯曲和杆轴向变形的几何刚度，并且能考虑构件偏心影响
z剪力墙的几何刚度矩阵既考虑面外又考虑了面内刚度
z竖向构件上的力采用竖向导荷结果，比较真实地反映构件的竖向力工况应力状态
短墙肢计算单元加密
由于有限元计算时对于水平向只划分了1个单元的较短墙肢计算误差较大，程序可对长度超过0.6倍的网格细分尺度并且只划分了一个单元的较短墙肢自动增加到2个单元，以提高墙肢内力计算的准确性。
短墙肢计算单元加密
不勾选“短墙肢自动加密”
时短墙肢的单元划分结果，
一片墙划分为一个单元。
短墙肢计算单元加密
勾选“短墙肢自动加密”
时短墙肢的单元划分结果，
一片墙划分为两个单元。
短墙加密
上图5号墙柱采用短墙加密前后的内力结果见下图所示，采用短墙加密后，单工况内力一般减小。
YJK1 ( EX) 13.6 -9.7 30.4 32.4 14.0 -24.1 -11.8YJK2 ( EX) 9.0 -9.5 29.8 29.4 9.5 -21.1 -6.9
相差(%) -33.8 -9.3 -32.1 -12.4 -41.5
YJK1 ( EY) -0.7 68.6 38.3 22.0 0.6 10.0 0.7
YJK2 ( EY) -0.8 68.1 36.5 22.7 0.4 14.2 0.4
相差(%) 42.0
YJK1 ( DL) 11.1 -6.8 -162.5 10.5 13.8 -14.3 -12.1YJK2 ( DL) 7.4 -6.9 -164.0 13.4 9.8 -16.1 -7.0
相差(%) -33.3 27.6 -29.0 12.6 -42.1
其中：YJK1：短墙不加密结果；YJK2：短墙加密结果
EX：X方向地震作用下的标准内力；EY：Y方向地震作用下的标准内力
DL：恒载作用下的标准内力
可自动满足质量参与系数的要求z规范条文：
z
z《抗震规范》5.2.2条文说明中提到：……振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量90%所需的振型数。《高规》5.1.13 抗震设计时，B 级高度的高层建筑结构、混合结构和本规程第10章规定的复杂高层建筑结构，尚应符合下列规定：
1 宜考虑平扭耦联计算结构的扭转效应，振型数不应小于15，对多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍，且计算振型数应使各振型参与质量之和不小于总质量的90%。
可自动满足质量参与系数的要求
可自动满足质量参与系数的要求z软件处理：
z当勾选“程序自动”时，软件会依据“质量参与系数之和”及“最多振型数量”两个条件来确定计算所需的振型个数。
当勾选“用户定义”时，软件按用户输入的计算振型个数来计算累计的质量参与系数，当不满足规范要求时，需要用户手工修改振型个数重新计算。z
提供Ritz向量法计算地震作用，用于地
震作用不容易算够的情况
z对于较大规模的多塔结构，如40万自由度以上且各塔独立性较强时，有时即使计算的振型个数非常多也不能达到足够的质量参与系数。
z对于大跨的体育场馆结构、平面规模较大的结构或者竖向地震作用计算也容易出现这种情况zYJK 程序提供了Ritz 向量法。该方法在Etabs 软件也有提供。
提供Ritz向量法计算地震作用，用于地
震作用不容易算够的情况
zRITZ 向量法考虑了荷载的空间分布，并且忽略了不参与动态响应的振型，从而可以获得原系统方程的部分近似特征解。z与精确特征值算法相比，该方法可以用更少的计算量达到更精确的结果，使用计算不多的振型个数就可达到要求的质量参与系数。
z但是其结果在一些情况下会偏于保守，而且由于这种方法计算的质量参与系数并不是精确结果，故要求其参与质量达到90%未必合理。
z在使用传统算法计算大规模多塔、大跨、竖向地震遇到困难时，用户可以考虑选择Ritz 向量法计算地震作用。
有局部振动模型的提示
z局部振动经常是由于结构模型不合理、有缺陷而造成的。z程序在计算中可以对结构中可能存在局部振动情况的振型与楼层做出判断。
z当程序查出局部振动现象时，将在计算
完成后在屏幕上给出提示框，告知用户
局部振动发生的位置、层号以及局部振
动的振型号以供参考。
程序查出局部振动现象时，将在计算完成后在屏幕上给出提示框，以振型动画告知用
通过局部振动查看的常见问题有：z未能正常连接的杆件，如梁构件没有能够搭接在支座上造成梁悬空，支撑构件和其它构件未能连接上造成一端连接的摇摆。
z这是结构建模发生的错误，对于这种情况必须修改模型，重新计算。
通过局部振动查看的常见问题有：z局部结构的刚度太弱，造成局部结构的振动消耗了很多的计算振型，造成地震计算的X 向或Y 向的有效质量系数达不到90%甚至很低。可以修改模型增加对于局部结构的约束，实在不行就增加计算振型数量，直到有效质量系数达到90%以上。
z因此，通过局部振动的提示可以查到大量结构的缺陷和错误，是一种保证计算结果正确性的有效手段。
z当然，局部振动提示是一种警告性提示，有时的局部振动不会对计算结果的正确性有影响，用户应酌情处理。
造成局部振动的
常见问题
采用快速求解器
z 由著名高校团队研发
快速求解器稳定速度快容量大
解题规模和计算速度大大增加
•采用了领先的快速求解器，使程序的解题规模大大增加，计算速度大幅提快，同时稳定性强。
•可以切实改变目前应用软件常出现的计算规模受限，计算常出错退出、且找不到原因的状况。
•42层框筒试用实例：YJK——11分
•传统软件——50分
•国外软件——2小时
大规模单体建筑-深圳平安大厦，130层，47万自由度，
计算时间1小时
大规模多塔建筑-北京建外SOHO，全部弹性板，70万自由
开放接口环节，激活产业链
实现优势互补
和国内外流行软件兼容或提供接口z YJK提供了最专业、最全面的与知名软件的接口，如Revit、midas、etabs、AutoCAD等软件，并提供了计算结果对比的功能，从而对工程实现一模多算，保证了设计质量。
YJK
AutoCAD REVIT PKPM Midas －Gen Etabs
和Etabs接口
z在充分学习了解Etabs特性情况下的最全面的转化，从专业计算模型转化；
z1、各类构件与各类荷载的对应并正确转化；弧墙自动转化为多段的折线墙；
z2、质量分布、风荷载、构件偏心、铰接构件、地下室土的侧向约束模拟等的正确处理
z3、对规范要求内容：梁的刚度放大系数，连梁刚度折减；主梁次梁自动实现；
z4、提供自动对比程序；
42
YJK模型生成Etabs计算数据的控制参数
43
YJK模型可以高效准确的转成Etabs模型
自动测试对比程序
对比各工况内力；
对比截面配筋45
整体指标对比
46
内力对比
可分别与PKPM、Midas、Etabs对比
47
谢谢！
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