筑信达结构设计软件 CiSDesignCenter

筑信达结构设计软件CiSDesignCenter(以下简称CiSDC)是北京筑信达工程咨询有限公司开发的结构辅助设计软件。CiSDC软件作为ETABS和SAP2000的前处理与后处理辅助设计软件,主要功能可以划分为以下几个部分:作为数据中心完成不同软件之间的模型转换以及计算结果对比;读取ETABS/SAP2000模型的分析结果完成构件设计与施工图绘制;依据施工图一键生成弹塑性模型;辅助完成隔震、减震的全流程设计。


整体功能构架示意图

模型转换及对比

对于多高层结构以及超高层结构,一个工程项目常常需要多个软件互相校核。CiSDC内置了模型转换功能,可将YJK、PKPM以及Midas模型转换为ETABS/SAP2000弹性模型或弹塑性模型(含配筋结果),还可以实现ETABS模型与SAP2000模型的相互转换。

模型转换

通过CiSDC软件转换的ETABS/SAP2000模型,除了转换完整的几何模型数据和荷载信息外,还对模型进行了优化处理,如合并框架梁柱、标记ETABS墙梁标签、自动布置线面单元连接处的埋设梁等,使其更好的满足ETABS/SAP2000的建模要求,减少出错机率。


模型转换功能

模型转换案例

模型对比

为了便于用户对项目进行二套软件校核,CiSDC提供了不同模型的结构指标对比报告书,构件内力对比以及配筋对比等功能。


指标对比

配筋对比

内力对比

构件设计及计算书

CiSDC实现了国标和广东省地标《高层建筑混凝土结构技术规程》的构件设计和计算书整理功能。

无论是国家标准,还是广东省标准,都需要考虑多个模型下的分析与设计。例如是否考虑刚性楼板假定、地震工况中是否考虑偶然偏心、不同荷载工况下(如风工况与地震工况)连梁的刚度折减系数不同等,为方便用户管理多个模型,CiSDC实现了ETABS多模型分析与设计功能。基于不同规范的参数要求,考虑不同工况下的模型的刚度调整与工况设置,自动将ETABS标准模型转换为指标模型、非抗震模型和抗震模型,并同时完成这三个模型的分析计算、读取大指标结果、读取构件内力、自动基于规范生成荷载组合、完成混凝土梁、柱、墙、楼板构件的设计等工作,输出报告书。

对于SAP2000,CiSDC可以自动完成楼层划分、基于中国规范调整模型、设计构件并输出整体指标报告书。


CiSDC+ETABS多模型设计流程示意图

柱设计

柱基于PMM法完成双偏压设计。PMM曲面对话框中可以显示构件设计详细信息,它也是一个构件设计与校核工具,在此可设置构件截面、材料信息、实配钢筋、内力值,进行构件的校核和设计。设计工具中包含截面设计器,其截面设计器可自定义任意截面形状。

柱PMM设计及截面设计器

柱设计细节及配筋结果

梁设计

梁配筋设计可以采用规范设计方法,也可以采用PM曲线设计方法。对于型钢梁默认采用PM曲线设计方法。CiSDC可基于实际配筋结果验算裂缝宽度。


梁设计细节及配筋结果

梁PM设计及截面设计器

梁裂缝验算

墙设计

墙设计包含墙肢和连梁两部分。CiSDC自动获取ETABS和SAP2000模型中墙肢/连梁的设计内力,根据规范进行墙肢边缘构件纵筋及墙肢水平分布筋计算、墙肢稳定校核、墙肢施工缝验算等,自动划分边缘构件。


剪力墙和连梁配筋细节

板设计

板按照设计手册提供的方法进行内力计算和配筋设计,可以按弹性楼板计算、塑性楼板计算。CiSDC自动将零碎的楼板合并成整块,便于后续设计。用户也可以交互编辑楼板划分、板厚度、标高、荷载等信息。程序计算配筋后输出板底钢筋面积、板顶钢筋面积。


板配筋结果

计算书

基于构件配筋结果计算楼层抗剪承载力,并整理输出计算书。计算书包含模型概况、荷载信息、结构整体指标、材料用量统计、超筋超限信息等。


板配筋结果

施工图及工程量统计

CiSDC可根据导入的ETABS、SAP2000、YJK、PKPM的配筋信息生成构件平法施工图,也可按照本程序计算配筋结果或者包络配筋结果生成施工图,基于施工图可统计输出工程量。

施工图

柱、墙施工图可以选择原位画法和表格画法。梁施工图中进行支座的自动判断与调整,绘制平法施工图。板施工图采用平法与传统绘图方法相结合的方式绘制。


柱平法施工图-原位注写

柱平法施工图-列表注写

剪力墙施工图-原位画法

剪力墙施工图-表格画法

梁施工图(局部)

板施工图(局部)

工程量统计

施工图绘制完毕后,可以显示钢筋放样结果,钢筋放样时考虑了钢筋的搭接、锚固等构造措施。基于钢筋放样可输出实配重量,也可以输出基于计算配筋统计的估算重量。


钢筋放样

材料统计表

弹塑性模型处理

CiSDC可以将ETABS/SAP2000弹性模型转换为弹塑性模型,也可以直接读取YJK、PKPM的模型数据和配筋信息转换得到ETABS/SAP2000弹塑性模型。弹塑性模型处理功能贯穿于程序的所有模块,用户可根据实际需求使用。

弹塑性模型转换

支持混凝土结构和钢结构的弹塑性模型转换,包括钢筋混凝土梁/柱、钢筋混凝土墙、型钢混凝土梁/柱、钢梁/柱、混凝土/钢支撑等构件。模型转换过程中自动完成框架梁柱的合并、连梁的处理、材料本构的修正等工作,依据CiSDC绘制的施工图(即实配钢筋)自动添加塑性铰(普通梁M3铰和支撑P铰)、纤维铰(普通柱/组合柱/组合梁PMM纤维铰)、墙铰(剪力墙PM3纤维铰)。


弹塑性模型转换功能

模型转换案例

选波

内置天然波库,自动生成人工波。支持人工选波和基于规范要求的自动选波,并输出选波报告。CiSDC可依据有效持时裁剪地震波。选波完成后,可在CiSDC更高效地完成时程工况的定义,并自动转换至ETABS模型中。


选波工具

自动裁波

自动生成时程工况

隔震设计

隔震设计模块中,CiSDC结合ETABS实现了《建筑隔震设计标准》GB/T 51408-2021、《建筑抗震设计规范》GB50011-2010、广东省标准《高层建筑混凝土结构技术规程》DBJ/T 15-92-2021三本规范的隔震全流程设计,并输出隔震报告。


基于《建筑隔震设计标准》GB/T 51408-2021的隔震设计流程示意图

基于《高层建筑混凝土结构计算规程》DBJ/T 15-92-2021的隔震设计流程示意图

基于《建筑抗震设计规范》GB50011-2010的隔震设计流程示意图

布置隔震支座

支持快速布置橡胶隔震支座、摩擦摆隔震支座和滑板支座,并且内置了橡胶隔震支座库供用户选择。用户布置支座时可实时查看长期面压、隔震层偏心率,便于优化隔震方案。根据规范需求生成多个隔震模型。


隔震支座定义

布置隔震支座

生成的ETABS隔震模型(新隔标)

等效线性化

通过反应谱分析迭代得到等效线性化的中震模型和大震模型。整理输出反应谱报告,包括隔震支座的长期面压、隔震层偏心率、抗风承载力验算、抗倾覆验算等。


等效线性化的隔震模型

反应谱报告

层剪力校准

为解决反应谱法在隔震设计时存在的一些问题,CiSDC引入了随机模拟法,随机模拟法依据规范反应谱生成统计意义上完全等效的大量人工模拟地震波,并采用非线性时程分析直接求解,用非线性分析得到的平均楼层剪力校准反应谱结果,使得反应谱分析仅作为一个载体,本质上不依赖于采用何种等效方法,也不依赖于是否使用实模态或复模态进行反应谱分析。

CiSDC也按《建筑隔震设计标准》、《建筑抗震设计规范》提供基于天然波和人工波的补充时程校核。

CiSDC可以按照随机模拟法或补充时程的分析结果进行楼层剪力校核。


随机模拟法校准层剪力

时程补充校核层剪力

楼层剪力校核

构件设计

根据用户选择的规范完成构件设计,可通过设计覆盖项调整个别构件的设计参数,比如将隔震层的构件设置为关键构件。构件设计完成后可输出平法施工图和工程量统计结果。


设计覆盖项

设计公式(以新隔标为例)

支墩设计时考虑附加弯矩

大震报告

根据不同的规范要求,用户可选择生成大震弹性模型或基于设计配筋结果生成大震弹塑性模型。CiSDC完成选波并自动定义时程工况,基于ETABS的大震时程分析结果验算支墩,输出减震报告。


基于新隔标的大震报告和支墩验算结果

基于抗规的大震报告

减震设计

ETABS+CiSDC提供了减震设计整体解决方案。兼顾了北京地方标准《建筑工程减隔震技术规程》DB11/2075-2022、云南地方标准《建筑消能减震应用技术规程》DBJ 53/T-125-2012、《基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》RISN-TG046-2023等规范,自动计算消能器提供的附加阻尼比,完成构件设计,并输出减震报告。


减震设计流程示意图

快速生成减震模型

内置了多种常见的消能器布置方案,支持从ETABS导入或在CiSDC中自定义消能器参数,包括粘滞阻尼器、BRB、金属剪切阻尼器等。布置消能器时自动调整连接单元局部轴、自动设置支撑的端部释放及自动识别子结构。支持楼层复制。


消能器布置方案

自动判别子结构

有效刚度迭代

对于位移型阻尼器,可通过时程分析迭代分别确定位移型阻尼器的中震有效刚度和小震有效刚度,为后续分析提供可靠的等效刚度值。


有效刚度迭代

附加阻尼比计算

基于规范法、能量比法计算消能器提供的附加阻尼比,可分别计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。输出减震计算报告。


规范法计算附加阻尼比

能量比法计算附加阻尼比

减震计算报告书

包络设计

兼顾北京地方标准《建筑工程减隔震技术规程》DB11/2075-2022、云南地方标准《建筑消能减震应用技术规程》DBJ 53/T-125-2012、《基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》RISN-TG046-2023等多本规范,完成中、小震下主体结构和子结构的包络设计。由于反应谱分析无法准确地估计与阻尼器相连构件的内力,CiSDC允许在中、小震设计时可采用时程结果进行子结构的补充设计。程序提供设计首选项和设计覆盖项,可交互调整设计参数。


设计首选项

设计覆盖项(可调整子结构范围)

设计细节

大震弹塑性分析

基于小震模型和中震模型的包络设计结果绘制平法施工图,自动选波,生成大震弹塑性模型。基于大震时程分析结果完成子结构校核,并输出减震报告。


可设置子结构是否布铰

子结构校核

减震报告

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