复杂结构分析指南
例说 PMSAP
编写：黄吉锋
中国建筑科学研究院软件所
目录
1.斜板对主体结构分析的影响
2.普通楼板、斜板的整体式分析及设计
3.箱型转换结构分析和设计 (转换墙 )
4.人防顶板和外墙的整体分析设计
1.斜板对主体结构分析的影响
斜板结构分析概要
? 斜屋面结构、含斜板看台的体育场馆结构
? 斜板的双重特征：
?面外抗弯特征（普通水平楼板）
?面内抗侧力特征（剪力墙）
? 斜板的面内刚度具有很大的抗侧力作用和对周边
构件的支持作用，设计中必须予以考虑，若忽略，
结构的整体振动特性及斜板周边构件的受力情况
都可能失真。这是斜板与平板很大的不同之处。
PMSAP分析斜板结构
? 在 PMSAP计算时，斜板有下列几种计算
方式（在“补充建模”中指定）：
?定义成弹性膜（忽略面外抗弯刚度）
?定义成弹性板 6（考虑面外抗弯刚度）
?定义成弹性板 3（基本等同于弹性板 6）
?如果用户不做任何定义,PMSAP将自动把斜
板考虑为弹性膜。该处理使得用户不做任何
额外的工作，即可对斜板结构进行合理的分
析和设计
两种计算模型
不考虑斜板的计算模型 考虑斜板的计算模型
PMSAP自动生成的斜板有限元网格
考虑斜板时梁的弯矩图
不考虑斜板时梁的弯矩图
考虑斜板时的梁端、柱端弯矩
不考虑斜板时的梁端、柱端弯矩
不考虑斜板时的周期、位移误差
项目 考虑斜板 不考虑
斜板
误差
第一周期 1.155 1.199 3.81 %
第二周期 1.081 1.184 9.53 %
第三周期 0.912 0.944 3.51 %
X风位移角 1/2217 1/1595 38.99 %
Y风位移角 1/1996 1/1596 25.06 %
X地震位移角 1/1840 1/1615 13.93 %
Y地震位移角 1/1734 1/1687 2.78 %
2.普通楼板和斜板的
整体式分析及设计
楼板整体分析、设计步骤
1,在 PMSAP的第一项菜单,补充建模,中，
将需要做整体分析及设计的楼板，定义
为弹性板 6或者弹性板 3
通常，下列情况的楼板有必要定义成
弹性板做整体分析和设计：
弹性板
楼板局部大
开洞造成的
明显的薄弱
部位宜定义
成弹性板并
做整体式分
析和设计
宜做整体分析设计的楼板
宜做整体分析设计的楼板
弹性板
楼板开洞较多或较复杂时应 整层 定义弹性板，并
作整体式分析设计
弹性板
多塔楼
之间的
连廊应
定义成
弹性板
并作整体
分析设计
宜做整体分析设计的楼板
宜做整体分析设计的楼板 斜板应定义成
弹性板
并作整体
分析设计
宜做整体分析设计的楼板
大底盘多
塔结构的
底盘顶层
及相邻楼
层宜定义
成弹性板
并作整体
分析设计
宜做整体分析设计的楼板
板柱体系
或板柱抗
震墙体系
中的楼板
宜定义成
弹性板
并作整体
分析设计
宜做整体分析设计的楼板
?转换层及转换层以上 2层的楼板
?厚板转换层中的厚板
2.在 PMSAP第三项菜单, 参数补充及修改,
中，指定板分析、设计的控制参数
对板做
整体分
析设计
时，板
细分尺
寸建议
取为 1米
3.自动计算完毕查看板的分析设计结果
有关板的
整体分析
和设计结
果，都在
这个菜单
里查看
国家体育馆,SPASCAD建模,PMSAP分析、设计
?国家体育馆由北京院和城建设计院联合设计；
?PMSAP作为主要设计程序，韩国的 MIDAS作为校核程序；
?PMSAP提供了结构中梁、柱、剪力墙及所有楼板和看台
斜板的配筋结果；
工程实例：国家体育馆
国家体育馆全貌,SPASCAD建模,PMSAP分析、设计
国家体育馆,PMSAP计算的扭转振型
国家体育馆,PMSAP给出的梁、柱、剪力墙配筋简图
国家体育馆,PMSAP自动生成的楼板、斜看台板的有限元网格
国家体育馆,PMSAP输出的楼板、斜看台板的挠度云斑图
国家体育馆,PMSAP输出的楼板、斜看台板的弯矩云斑图
国家体育馆,PMSAP给出的楼板、斜看台板的配筋简图
楼板配筋图局部（形心，边界,cm2/m）
配筋面积（ cm2 /m） 配筋走向 (度 )
3.箱形转换结构分析设计 (转换墙 )
箱形转换结构分析设计
? 在 PMSAP中箱形转换结构
可以有两种分析方法：
1.转换结构按照大梁输入
按照杆系计算，与上下层之间连接关系的模拟较
粗略，不能考虑盒子效应。按照转换梁进行内力
调节、给出配筋设计。
2.转换结构按照剪力墙输入
按照细分壳元分析，可以准确模拟上下层之间连
接关系及盒子效应。并按照转换梁进行内力调节、
给出配筋设计。
箱形转换结构分析设计
箱
形
转
换
按
梁
输
入
箱形
转换
按墙
输入
箱形转换结构分析设计
箱形
转换
按墙
输入
箱
形
转
换
按
梁
输
入
箱形转换结构分析设计
转换结构按墙输入并考虑弹性楼板后形成的“盒子”顶面和底面
箱形转换结构分析设计
转换结构按墙输入时：转换墙和墙顶楼板的有限元网格
箱形转换结构分析设计
转换结构按墙输入时：转换墙和墙顶、墙底楼板的有限元网格
箱形转换结构分析设计
箱形转换
按墙输入
时，在这
里查看配
筋结果和
控制内力
箱形转换结构分析设计
转换墙
配筋简图
底部主筋 B
顶部主筋 T
和箍筋 G
（ cm2）
箱形转换结构分析设计
箱形转换结构分析设计
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转换
墙的
详细
控制
内力
和设
计结
果
箱形转换结构分析设计
转换
墙弯
矩包
络图
箱形转换结构分析设计
转换
墙剪
力包
络图
箱形转换结构分析设计,
两种模型比较
项目 转换墙 转换梁 误差
第一周期 1.726 1.960 13.56 %
第二周期 1.647 1.706 3.58 %
第三周期 1.591 1.640 3.08 %
X风位移角 1/6643 1/6401 3.78 %
Y风位移角 1/6664 1/5135 29.78 %
X地震位移角 1/1829 1/1792 2.06 %
Y地震位移角 1/1752 1/1367 28.16 %
X地震力 3.83% 3.74% -2.35%
Y地震力 3.59% 3.49% -2.79%
左截面 中截面 右截面
恒载弯矩 墙 -2260 1433 -2314
梁 -4024 2411 -3555
78% 68% 53%
包络弯矩 墙 -4318 2413 -4977
梁 -6121 4613 -6611
42% 91% 33%
恒载剪力 墙 2632 215 -3480
梁 1784 36 -3006
-32% -83% -14%
包络剪力 墙 4802 911 8755
梁 3079 899 6862
-36% -1% -22%
箱形转换结构分析设计,
两种模型比较
箱形转换结构分析设计：结论
1.转换墙模型可以比较准确地分析箱形转
换结构
2.梁模型算得的层间位移偏大 [30%]
3.梁模型计算的剪力偏小 [-36%]，
弯矩则偏大 [78%]
4.具体设计时：
整体控制（位移、周期等 ） 宜采用转换
墙结果
转换墙设计可以取两种模型的保守结果。
4.人防外墙和顶板的整体分析设计
例说 PMSAP
编写：黄吉锋
中国建筑科学研究院软件所
目录
1.斜板对主体结构分析的影响
2.普通楼板、斜板的整体式分析及设计
3.箱型转换结构分析和设计 (转换墙 )
4.人防顶板和外墙的整体分析设计
1.斜板对主体结构分析的影响
斜板结构分析概要
? 斜屋面结构、含斜板看台的体育场馆结构
? 斜板的双重特征：
?面外抗弯特征（普通水平楼板）
?面内抗侧力特征（剪力墙）
? 斜板的面内刚度具有很大的抗侧力作用和对周边
构件的支持作用，设计中必须予以考虑，若忽略，
结构的整体振动特性及斜板周边构件的受力情况
都可能失真。这是斜板与平板很大的不同之处。
PMSAP分析斜板结构
? 在 PMSAP计算时，斜板有下列几种计算
方式（在“补充建模”中指定）：
?定义成弹性膜（忽略面外抗弯刚度）
?定义成弹性板 6（考虑面外抗弯刚度）
?定义成弹性板 3（基本等同于弹性板 6）
?如果用户不做任何定义,PMSAP将自动把斜
板考虑为弹性膜。该处理使得用户不做任何
额外的工作，即可对斜板结构进行合理的分
析和设计
两种计算模型
不考虑斜板的计算模型 考虑斜板的计算模型
PMSAP自动生成的斜板有限元网格
考虑斜板时梁的弯矩图
不考虑斜板时梁的弯矩图
考虑斜板时的梁端、柱端弯矩
不考虑斜板时的梁端、柱端弯矩
不考虑斜板时的周期、位移误差
项目 考虑斜板 不考虑
斜板
误差
第一周期 1.155 1.199 3.81 %
第二周期 1.081 1.184 9.53 %
第三周期 0.912 0.944 3.51 %
X风位移角 1/2217 1/1595 38.99 %
Y风位移角 1/1996 1/1596 25.06 %
X地震位移角 1/1840 1/1615 13.93 %
Y地震位移角 1/1734 1/1687 2.78 %
2.普通楼板和斜板的
整体式分析及设计
楼板整体分析、设计步骤
1,在 PMSAP的第一项菜单,补充建模,中，
将需要做整体分析及设计的楼板，定义
为弹性板 6或者弹性板 3
通常，下列情况的楼板有必要定义成
弹性板做整体分析和设计：
弹性板
楼板局部大
开洞造成的
明显的薄弱
部位宜定义
成弹性板并
做整体式分
析和设计
宜做整体分析设计的楼板
宜做整体分析设计的楼板
弹性板
楼板开洞较多或较复杂时应 整层 定义弹性板，并
作整体式分析设计
弹性板
多塔楼
之间的
连廊应
定义成
弹性板
并作整体
分析设计
宜做整体分析设计的楼板
宜做整体分析设计的楼板 斜板应定义成
弹性板
并作整体
分析设计
宜做整体分析设计的楼板
大底盘多
塔结构的
底盘顶层
及相邻楼
层宜定义
成弹性板
并作整体
分析设计
宜做整体分析设计的楼板
板柱体系
或板柱抗
震墙体系
中的楼板
宜定义成
弹性板
并作整体
分析设计
宜做整体分析设计的楼板
?转换层及转换层以上 2层的楼板
?厚板转换层中的厚板
2.在 PMSAP第三项菜单, 参数补充及修改,
中，指定板分析、设计的控制参数
对板做
整体分
析设计
时，板
细分尺
寸建议
取为 1米
3.自动计算完毕查看板的分析设计结果
有关板的
整体分析
和设计结
果，都在
这个菜单
里查看
国家体育馆,SPASCAD建模,PMSAP分析、设计
?国家体育馆由北京院和城建设计院联合设计；
?PMSAP作为主要设计程序，韩国的 MIDAS作为校核程序；
?PMSAP提供了结构中梁、柱、剪力墙及所有楼板和看台
斜板的配筋结果；
工程实例：国家体育馆
国家体育馆全貌,SPASCAD建模,PMSAP分析、设计
国家体育馆,PMSAP计算的扭转振型
国家体育馆,PMSAP给出的梁、柱、剪力墙配筋简图
国家体育馆,PMSAP自动生成的楼板、斜看台板的有限元网格
国家体育馆,PMSAP输出的楼板、斜看台板的挠度云斑图
国家体育馆,PMSAP输出的楼板、斜看台板的弯矩云斑图
国家体育馆,PMSAP给出的楼板、斜看台板的配筋简图
楼板配筋图局部（形心，边界,cm2/m）
配筋面积（ cm2 /m） 配筋走向 (度 )
3.箱形转换结构分析设计 (转换墙 )
箱形转换结构分析设计
? 在 PMSAP中箱形转换结构
可以有两种分析方法：
1.转换结构按照大梁输入
按照杆系计算，与上下层之间连接关系的模拟较
粗略，不能考虑盒子效应。按照转换梁进行内力
调节、给出配筋设计。
2.转换结构按照剪力墙输入
按照细分壳元分析，可以准确模拟上下层之间连
接关系及盒子效应。并按照转换梁进行内力调节、
给出配筋设计。
箱形转换结构分析设计
箱
形
转
换
按
梁
输
入
箱形
转换
按墙
输入
箱形转换结构分析设计
箱形
转换
按墙
输入
箱
形
转
换
按
梁
输
入
箱形转换结构分析设计
转换结构按墙输入并考虑弹性楼板后形成的“盒子”顶面和底面
箱形转换结构分析设计
转换结构按墙输入时：转换墙和墙顶楼板的有限元网格
箱形转换结构分析设计
转换结构按墙输入时：转换墙和墙顶、墙底楼板的有限元网格
箱形转换结构分析设计
箱形转换
按墙输入
时，在这
里查看配
筋结果和
控制内力
箱形转换结构分析设计
转换墙
配筋简图
底部主筋 B
顶部主筋 T
和箍筋 G
（ cm2）
箱形转换结构分析设计
箱形转换结构分析设计
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墙的
详细
控制
内力
和设
计结
果
箱形转换结构分析设计
转换
墙弯
矩包
络图
箱形转换结构分析设计
转换
墙剪
力包
络图
箱形转换结构分析设计,
两种模型比较
项目 转换墙 转换梁 误差
第一周期 1.726 1.960 13.56 %
第二周期 1.647 1.706 3.58 %
第三周期 1.591 1.640 3.08 %
X风位移角 1/6643 1/6401 3.78 %
Y风位移角 1/6664 1/5135 29.78 %
X地震位移角 1/1829 1/1792 2.06 %
Y地震位移角 1/1752 1/1367 28.16 %
X地震力 3.83% 3.74% -2.35%
Y地震力 3.59% 3.49% -2.79%
左截面 中截面 右截面
恒载弯矩 墙 -2260 1433 -2314
梁 -4024 2411 -3555
78% 68% 53%
包络弯矩 墙 -4318 2413 -4977
梁 -6121 4613 -6611
42% 91% 33%
恒载剪力 墙 2632 215 -3480
梁 1784 36 -3006
-32% -83% -14%
包络剪力 墙 4802 911 8755
梁 3079 899 6862
-36% -1% -22%
箱形转换结构分析设计,
两种模型比较
箱形转换结构分析设计：结论
1.转换墙模型可以比较准确地分析箱形转
换结构
2.梁模型算得的层间位移偏大 [30%]
3.梁模型计算的剪力偏小 [-36%]，
弯矩则偏大 [78%]
4.具体设计时：
整体控制（位移、周期等 ） 宜采用转换
墙结果
转换墙设计可以取两种模型的保守结果。
4.人防外墙和顶板的整体分析设计
