SATWE_READ 軟件開發與應用研究

侯 杰，馮 遠，伍 庶，劉昭清，康永君

(中國建筑西南設計研究院有限公司，四川成都 610042)

SATWE 是中國建筑科學研究院開發的多高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件，對我國的結構工程設計做出了重要貢獻，目前仍然是各設計院廣泛使用的主力軟件。但SATWE 的計算指標分布于不同的結果文件中［1，2］，需要用戶手工查詢、手工整理及手工與規范比較，特別是對于高層復雜建筑結構，結果信息龐大，指標判斷比較費時費力。因此，開發SATWE 計算指標自動讀取與判斷軟件(SATWE_READ)可為SATWE 用戶提供一些方便。本文首先介紹了SATWE_READ 的基本開發過程，然后介紹了該軟件的使用方法及注意事項。

1 SATWE_READ 軟件開發

本文軟件開發的目的是補充SATWE 的后處理功能，實現全面、準確、快捷地讀取和判斷計算指標，適應高層復雜建筑結構反復調整計算的需要。在研究了規范對于結構計算指標的具體要求之后，研究內容可分為兩部分:研究SATWE結果文件的數據存儲結構;開發SATWE 計算指標自動讀取與判斷軟件。前者研究SATWE 主要輸出哪些結果文件、每個文件的具體輸出內容(如表1)及數據存儲規律等［1，2］。后者主要是關于軟件開發的相關內容，如集成開發環境的配置、功能模塊劃分及數據庫設計等。

表1 SATWE 主要結果文件說明

本文集成開發環境如圖1 所示，VC++負責總體界面及函數設計，ACCESS 數據庫負責存儲SATWE 的指標數據及規范限值［3，4］。軟件系統由5個功能模塊組成:數據更新、表格顯示、曲線顯示、自動判斷和數據輸出。數據更新模塊主要負責SATWE 路徑設定、添加和刪除數據庫記錄、設置規范限值。表格顯示模塊和曲線顯示模塊分別負責指標數據的表格顯示和曲線顯示。自動判斷模塊主要負責指標數據的自動判斷，即自動判斷各指標是否超越相應規范限值，并根據重要性給出報警(主要通過數據顏色區分)。數據輸出模塊主要把各種計算指標按照抗震報審的要求以txt 文本文件輸出，便于歸檔保存如圖1。

圖1 集成開發環境示意

本文在ACCESS 中設計了9個數據表(如圖2(a)所示):表DISP1～3 和表STIFF1～3 分別用于存儲最近三次讀入的各層位移數據和剛度數據;表ZQ 用于存儲最近一次讀入的周期相關數據;表OTHER 用于存儲最近一次讀入的其他指標數據;表GuiFan_XZ 用于存儲用戶設置的規范限值，共設計了19個字段，對應16個指標(如圖2(b)所示):對于一般的指標(共13個)采用單限值，如周期比、有效質量系數及層間位移角等;而對于處于區間內的特殊指標(共2個:高位轉換時轉換層上部與下部結構的等效側向剛度比;單位面積質量)則采用了雙限值(上下限值);對于規范本身已設定兩個限值的指標(僅1個:層剛重比)軟件也對應設置了雙限值(分別用于判斷是否滿足高規(5.4.4)的整體穩定驗算及是否可以不考慮重力二階效應)。

圖2 ACCESS 數據庫設計

2 SATWE_READ 軟件說明

2.1 使用方法

目前SATWE_READ 軟件的最新版本是3.1 版。直接運行安裝目錄下的Setup.Exe，按提示即可快速完成安裝。卸載過程同一般商業軟件(可在控制面板內卸載)。軟件具體使用方法如表2 所示，僅需幾步操作，10～20 s 內即可完成步驟1～5。本軟件已經過數十個SATWE 工程項目的測試，典型項目如下:成都市金牛萬達廣場9號樓(36 層，帶高位轉換的復雜高層建筑);雙流縣麓山小鎮花園洋房三組團1號、2號住宅樓(50 層，超限高層建筑，剪力墻結構);安岳縣方林中學食堂(5 層，純框架結構)。

表2 SATWE_READ 軟件使用

2.2 特別申明

目前已初步通過測試的SATWE 版本如下:SATWE2005、SATWE2008 和SATWE2010(SATWE2010 僅限于2012年1月份及3月份版本)。用戶在使用過程中，如發現程序存在錯誤、不合理之處或有其他建議，請及時聯系作者，以便完善。本軟件目前還不適合讀取多塔結構的計算結果。最大理論適用層數是200 層，但作者測試時，SATWE 的最大實際適用層數為190 層，因此目前尚未測試191～200 層的結構。在軟件的準確性或可靠性上，作者未做任何直接或暗示性的擔保，用戶必須獨立地核查結果。

3 結論及展望

本文首先介紹了SATWE_READ 軟件的基本開發過程，然后介紹了該軟件的使用方法及注意事項。多個實際工程項目表明，SATWE_READ 能夠全面、準確、快捷地讀取和判斷SATWE 計算指標，能有效提高生產效率。

隨著以后規范或SATWE 軟件的版本更新，本文軟件也需要跟進更新，開展必要的后期維護工作。當前PMSAP 軟件已廣泛使用，SATWE_READ 軟件會進行相應拓展，使其也能夠自動讀取和判斷PMSAP 的計算指標，形成SATWE_PMSAP_READ 軟件。

圖3 SATWE_READ 軟件部分界面

［1］中國建筑科學研究院PKPMCAD 工程部.多層及高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件(墻元模型)用戶手冊及技術條件［M］.2005，2008

［2］中國建筑科學研究院PKPM CAD 工程部.多層及高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件(墻元模型)用戶手冊［M］.2011

［3］GB 50011－2010 建筑抗震設計規范［S］

［4］JGJ 3－2010 高層建筑混凝土結構技術規程［S］