结构分析软件 GT STRUDL 高级培训

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结构分析软件 GT STRUDL 高级培训

培训内容：
1. 基本框架和有限元线性静态和动态分析
2. 非线性静力分析和非线性动力分析
3. 非线性静力分析的方法和结果
4. 应用 GT STRUDL33 的工业钢结构设计

培训地点：北京市海淀区西三环北路 21 号久凌大厦南座 1 层

培训时间：2014.9.15-2014.9.19

培训人：  Leroy Z. Emkin 博士  

培训目的：
1. GT STRUDL 基本功能回顾，主要包括普通框架和有限元建模、线性静力分析、模
型错误检查、图形显示和 GT STRUDL 的高效使用；
2. GT STRUDL 线性动力分析功能回顾，包括大型特征值问题分析、基于振型叠加法
和直接积分法的地震反应谱分析和线性时程分析、最大简谐响应分析和稳态简谐
分析；
3. 掌握 GT STRUDL 以下功能：
高级非线性静力分析以及在工业结构设计中的影响；
高级非线性时程动力分析；
4. 掌握 GT STRUDL 非线性稳态分析，用以改善结构性能和符合设计规范；

参考资料：（GT STRUDL 帮助文档，软件安装即有）
1. GT STRUDL33 发布指南
2. GT STRUDL 用户指南：入门
3. GT STRUDL 用户指南：分析
4. GT STRUDL 用户手册第一卷（建模、数据库、框架分析、输出）
5. GT STRUDL 用户手册第三卷（高级功能、有限元、动力和分线性分析）
6. GT STRUDL 用户手册 EC3、2A、AISC14、N690 和 ASME NF（钢结构设计）
7. 其他用户手册

报名电话：15811345916；010-57601515
联系人：  赵先生
E-mail：   yinqing.zhao@intergraph.com




Leroy Z. Emkin 博士简介

目前职位：GT STRUDL 执行技术总监
    鹰图公司 PP&M

          电话： +1-770-776-3515
          手机： +1-404-386-5717
          Email:  Leroy.emkin@intergraph.com

以前职位：佐治亚理工大学土木与环境工程学院教授
    计算机辅助结构工程中心（GT STRUDL）的创始人
          佐治亚工作 44 年

教育背景：麻省理工学院博士 1970.2
佐治亚理工大学硕士 1967.6
佐治亚理工大学本科 1965.6

专业注册：佐治亚州注册专业工程师

专业协会：美国土木工程师协会董事
          佐治亚专业工程师协会会员

专业领域：结构工程 钢结构设计 高级计算机程序设计 矩阵结构分析 结构优化 大规模的
软件开发 数值方法 计算机应用 （GT STRUDL）

总结：
Emkin 博士是全球知名的咨询顾问和讲师，在多个领域都有很高的造诣，如土木
工程领域计算机软件的质量、可靠性；结构工程师对结构分析软件的使用、误用
以及相关后果；复杂结构的高级建模和分析。
Emkin 博士是佐治亚理工大学计算机辅助结构工程中心的创始人，目前在鹰图公
司 PP&M 部门担任 GT STRUDL 执行技术总监。GT STRUDL 是一款全面的、强大的
和高集成的 CAE 软件，用于分析和设计框架和有限元结构，GT STRUDL 是世界上
同类产品中最成功、最 为大家熟知的软件之一，全球数以千计的结构工程师在使
用 GT STRUDL。


培训日程安排

第一天

8:30 —— 工程师的责任、设计有效性和设计质量以及结构工程软件质量保证和质量控制
 GTSTRUDL 在美国核工业领域的应用情况
 结构工程软件质量保证和质量控制大纲
 核工业结构工程软件 QA/QC 管理条例：
− 美国机械工程师协会”核设施应用的质量保证要求“，ASME NQA-1-2000
− 美国核管会（U.S.NRC）管理条例第 10 卷，联邦法规第 50 部分附录 B：核电
厂和燃料后处理厂质量保证准则（10CFR50，附录 B）
− 美国核管会（U.S.NRC）管理条例第 10 卷，第一章，联邦法规——能源，第
21 部分：缺陷与不符合项的报告（10CFR，第 21 部分）

9:00 —— 概述以下内容：
    GTSTRUDL 基本概念和功能
    GTSTRUDL 演示
    GTSTRUDL 面向问题的语言描述
    GTSTRUDL 用户文档
    计算机建立结构模型的基本概念（分析建模实体）
    结构分析所需必要信息（静态、动态、框架和有限元分析问题）
    整体坐标系
    局部杆件坐标系
    局部平面有限元坐标系

9:30 —— 框架和有限元结构建模及线性静力分析中常用的命令
（GTSTRUDL 用户手册第一卷和 GTSTRUDL 用户指南：分析）

     Basic Commands         GTSTRUDL User Guide: Analysis Section Number
STRUDL                                                                                    
UNITS
LIST processing
GROUP definition
JOINT COORDINATES
GENERATE JOINTS
STATUS
JOINT RELEASES
TYPE (Member and Finite Element Types)
Finite Element Library
MEMBER AND ELEMENT INCIDENCES
GENERATE MEMBER AND ELEMENT INCIDENCES
MEMBER RELEASES
MEMBER AND ELEMENT PROPERTIES
CONSTANTS, MATERIAL
Kinematic Constraints Including:                                                                                      
Rigid Links
Joints Ties with Uncoupled Degrees-of-Freedom
Rigid Bodies with Coupled Degrees-of-Freedom
Slave Releases

10:00 —— 茶歇

10:45 —— 框架和有限元模型分析的常用命令（继续）
（GTSTRUDL 用户手册第一卷和 GTSTRUDL 用户指南：分析）

Basic Commands (continued)       GTSTRUDL User Guide: Analysis Section Number

Member BETA Angle
LOADING
Truss, Frame & Finite Element Loading Types
FORM LOADING
LOADING COMBINATION
CREATE LOADING COMBINATION
STIFFNESS ANALYSIS
LIST
PRINT
SCAN error flag

12:15 —— 午饭

13:15 —— GTSTRUDL 数据库概念
数据库管理功能
  ADD/CHANGE/DELETE, ACTIVE/INACTIVE/LOAD LIST, SAVE/RESTORE

13:45 —— 模型错误检查（GTSTRUDL 用户手册第一卷，GTSTRUDL 用户指南：分析和
GTSTRUDL 用户指南：入门）
数据库模型数据显示（PRINT 命令和对应的菜单操作）
构件长度
节点连接
GTMenu 菜单检查、验证和查询模型
− 重复节点、构件和单元
− 浮动节点
− 检查模型
删除无节点坐标的节点
删除无节点关联信息的杆件
删除无节点关联信息的单元
定位杆件冲突点
定位重复节点和重复杆件
初始刚体不稳定性
− 示例
− 不稳定性数值分析

15:45 —— 茶歇

16:00 —— 问题解答（基于 2013 年基础培训）
用命令建立空间框架模型
模型错误检查
模型信息文本输出
模型显示、编辑和应用 GTMenu 生产命令文件
GTMenu 显示分析结果

18:00 —— 第一天结束

第二天

8:30 —— 非线性静力分析
 Form Load 命令
− Form Loading
− Form Load Reform
− Convert Load Combinations To/From Form Loads
− Form Notional Loading
 GTSTRUDL 支持的非线性类型
− 桁架和框架构件的几何非线性，SBHQ6 和 SBHT6 单元（P-Δ and P-δ 影响）
− 桁架和框架构件的单拉单元行为
− 支座处的非线性弹簧单元
− 节点间的非线性弹簧单元
− 框架构件塑性铰影响
− 有限元单元当做线性几何单元
− 严格公式化的非线性大垂度索单元
− 框架构件塑性铰影响

10:00 —— 茶歇
 非线性弹簧构件端部连接
 纤维塑性铰单元
 考虑塑性铰影响非线性分析结果输出

10:15 —— 非线性静力分析（继续）
 执行非线性静力分析
− 非线性分析力学理论
− 非线性分析控制参数
 MAXIMUM NUMBER OF CYCLES
 CONVERGENCE TOLERANCE DISPLACEMENT/EQUILIBRIUM
− 执行非线性分析
 NONLINEAR ANALYSIS
 NONLINEAR ANALYSIS GTSES
 NONLINEAR ANALYSIS CONTINUE
 非线性分析基本算例

12:00 —— 午饭

13:00 —— 非线性静力分析（继续）
 Pushover 分析
− Pushover 分析力学理论
− 如何执行静力弹塑性分析
PUSHOVER ANALYSIS DATA
PERFORM PUSHOVER ANALYSIS
− 考虑塑性铰影响的非线性分析结果输出和静力弹塑性分析下塑性铰的结果
输出
LIST PLASTIC HINGE DISPLACEMENTS
LIST PLASTIC HINGE DUCTILITY FACTOR
LIST PUSHOVER DUCTILITY FACTOR
− 考虑宽翼钢构件塑性铰影响的一般静力弹塑性分析示例
 简单钢框架延性需求、能力分析示例
− 位移需求的计算
 静力弹塑性分析计算位移量
 评估延性比

15:00 —— 特殊命令处理（GTSTRUDL 用户手册第一卷和 GTSTRUDL 用户指南：分析）
MACROS 命令和 Macro 菜单
拖放命令文件（macros）
CINPUT/COUTPUT 功能（分析指南 4.4 和 4.5 节）
用户数据集（打开和关闭用户数据集）（分析指南 4.16 节）
RUN BATCH WAIT 命令（第一卷 2.1.12.17 节）
LARGE PROBLEM SIZE 命令（预分配虚拟内容地址空间）（分析指南 4.19 节）
批处理命令文件
(Path: C:\Program Files (x86)\GTStrudl\Utilities\GTBatchRun\GTBatchRun.exe)
删除外部求解器分析文件和临时文件
    File > Save > Text Output 然后 Edit > Refresh output text

16:00 —— 问题解答
通过命令和菜单执行非线性静力分析
非线性信息文本输出
非线性结果文本输出
GTMenu 图形显示非线性分析结果

18:00 —— 第二天结束

第三天

8:30 —— GTSTRUDL 动力响应分析能力
激活/休眠部分模态用于反应谱分析和地震动模态叠加时程分析（分析指南 15.3.6
节）
反应谱分析（包括 NRG 1.92 中的 Gupta 方法）（分析指南 15.3.7.1 节）
求解缺失质量问题（分析指南 15.3.7.5 节）
基底剪力的计算（分析指南 15.5.6 节）
线性时程瞬态分析（分析指南 15.3.8 节）
独立多支座地震动时程瞬态分析（第三卷 2.4.4.4.3 节）
最大响应简谐分析（第三卷 2.4.5.5.11 节）
稳态分析（第三卷 2.4.5.5.9 节）
动力分析结果回代计算，COMPUTE RESPONSE SPECTRUM 和 COMPUTE TRANSIENT
命令（分析指南 15.4.1 和 15.4.2 节）
生成动力拟静力载荷分析结果（CREATE PSEUDO STATIC LOADING 命令）（分析指
南 15.4.3 节）
通过时程分析结果生成时程载荷文件（CREATE TIME HISTORY 命令）（第三卷 2.4.8.1
节）
通过地震动记录和动力时程分析结果生成反应谱曲线文件，应用 CREATE
RESPONSE SPECTRUM 命令（如计算楼层反应谱）（第三卷 2.4.8.2 节）

10:00 —— 茶歇

10:15 —— 动力响应分析示例
 设备基础最大响应简谐分析
− 针对指定幅值、频率和相位角，承受简谐动力载荷下的设备基础结构，
GTSTRUDL 计算指定响应量（节点位移、杆件力等）的最大响应值，
 设备基础在指定频率范围内的最大响应简谐分析
− 针对指定频率范围，承受简谐动力载荷下的设备基础结构，GTSTRUDL 计算
指定响应量（节点位移、杆件力等）的最大响应值，
 线性和非线性/线性时程动力分析
− 在强制时程载荷和地面运动地震载荷作用下，应用模态叠加法和直接积分法
进行线性时程分析以及直接积分法进行非线性/线性时程分析示例（利用高
性能 GTSES 稀疏矩阵求解器）
 楼层反应谱计算
− GTSTRUDL 计算地震作用下建筑的楼层反应谱数据

12:30 —— 午饭

13:30 —— 线性地震反应谱分析和线性时程动力分析
 线性地震反应谱分析
− 定义工业结构
− 线性静力分析
− 无初始应力的特征值分析，350 个模态；
− 休眠某些模态，忽视其质量参与；
− 运 行 反 应 谱 分 析 和 振 型 叠 加 ， 叠 加 方 式 有
RMS,PRMS,CQC,ABS,TPM,GRP,DSM；
− 运行缺失质量分析；
− 组合反应谱分析和缺失质量分析，使质量参与系数在整体坐标系各个方
向上大致达到 100%；
− 将上述结果组合到地震分析结果中
− 将地震分析结果和静力分析结果组合，输出结果
− 在静力结果和动静力分析组合结果的基础上进行钢结构设计
− 使用批处理功能
 非线性/线性地震反应谱分析
− 执行线性和非线性/线性时程动力分析

15:30 —— 茶歇

15:45 —— 基于 U.S.NRC’s Gupta 法的线性地震反应谱分析
 U.S.NRC’s Gupta 方法，参见 NRC 条例指导 1.92.Rev2,2006；
 GTSTRUDL 命令文件的使用同上述反应谱分析，除了全部模态的特征值求解，
只计算了 0-40HZ 范围内的振型（需算 732 个振型）。求解采用了 U.S.NRC’s Gupta
方法，新的模态组合方法 ALGEBRAIC 已经在 GTSTRUDL33 中已经实现。

17:00 —— 问题解答
运行示例文件提供给与会者，说明反应谱分析线性动力分析

18:00 —— 第三天结束

第四天

8:30 —— 非线性动力时程分析控制参数和非线性建模的影响
NONLINEAR EFFECTS; GEOMETRY 命令（第三卷 2.5.2.1 节）
DYNAMIC PARAMETERS 命令用来进行非线性动力分析，包括最大平衡迭代数和收
敛容许误差（第三卷 2.4.10.1）
非线性动力分析（GTSTRUDL 用户手册第三卷 2.4.10.2、2.4.5.7 和 2.4.7 节）
DYNAMIC ANALYSIS NONLINEAR GTSES 命令（第三卷 2.4.10.2 节）
动力分析结果回代，COMPUTE RESPONSE SPECTRUM 和 COMPUTE TRANSIENT 命
令（分析指南 15.4.1 和 15.4.2 节）
生成拟静力载荷分析结果（CREATE PSEUDO STATIC LOADING 命令）（分析指南
15.4.3 节）

10:15 —— 组合动态拟静力和静态载荷分析结果（分析指南 10.2.2 节）
载荷组合/递归载荷错误
创建载荷组合

10:45 —— 茶歇

11:00 —— 采用 GTSES 求解器进行非线性/线性时程动力分析（高性能线性时程动力分析）

12:00 —— 午饭

13:00 —— 钢结构设计
 截面位置
− 等距
− 任意间距
− 适当的选择规范检查位置

 参数
− 默认值
− 用户指定
− 软件计算

 自动计算长度计算（AISC 计算图标）
− 假定
− 列线规格
− 计算程序

14:30 —— 茶歇

14:45 —— 钢结构设计（继续）
 构件约束
− 可控制的属性
− 绝对约束
− 关系约束

 检查
− 检查规范和约束要求
− 检查过程中的默认输出
− 自动识别构件失效规范/约束检查

 选择

− 截面表查询方法
− 基于约束规定选择顺序相互依赖
− 设计/选择构件
− 设计/现在未能通过前面规范检查的杆件
− 选择过程中的默认输出
 构件平滑
− 构件平滑方法
− TAKE 命令
− DEFINE PHYSICAL MEMBER 命令
− SMOOTH PHYSICAL MEMBERS 命令

 总结
− 规范检查计算详细输出
− SUMMARY 参数
− SUMMARIZE 命令

 STEEL TAKEOFF
− 详细列举

16:45 —— 问题解答
 根据不同的 AISC 钢设计规范，和静力分析和组合静态及反应谱分析结果，通
过命令进行空间钢框架设计。
 分析和钢结构设计结果可以文本形式输出，也可以在 GTMenu 中进行图形显
示。

18:30 —— 第四天结束

第五天

8:30 —— 钢结构设计（继续）
 打印
− 钢结构设计信息显示
 GTSTRUDL/GTTABLE 命令创建用户型钢表
− 创建用户数据集
− 访问用户数据集
− 用户数据集中创建截面表
− 引用用户数据集用户表中钢截面形状

GTSTRUDL 钢结构设计高效利用
 设计迭代和收敛准则（分析/设计/决定迭代进程）
 使用 MACROS 命令
 拖放命令文件
 钢结构设计菜单项
− 参数
− 实体构件、柱线和约束
− 激活/休眠载荷
− 构件检查
− 规范检查结果数据表
− 选择、取出、检查构件
− 总结和规范检查结果数据表
− 模型数据（文本输出）
 钢结构设计向导
 图形显示钢结构设计和规范检查结果

10:00 —— 茶歇

10:15 —— GTSTRUDL/GTTABLE 命令创建用户型钢表
创建用户数据集
访问用户数据集
用户数据集中创建截面表
分别从用户数据集用户表中和系统数据集 GTSTRUDL 系统表中打印型钢截面形
状和属性

11:00 —— 迭代的非线性几何弹性分析的策略和结果以及遵循 14th 版 AISC2010 规范钢结
构设计流程

12:30 —— 午饭

13:30 —— 应用直接分析法的稳定性分析和基于第 14 版 AISC2010 规范的工业钢结构的
LRFD 设计 – 算例

 该算例演示了如何使用 GTSTRUDL 定义工业钢结构，进而一步步执行上述的计
算机分析/设计/决定迭代过程，以获得符合第 14 版 AISC2010 规范的经济设计。

 考虑两种类型的模型，一种是将梁柱连接点处定义节点，另一种会在柱的中心
额外节点以获得结构稳定性更准确的预测。

 另外，每个模型的分析和设计，分为两种情况，迭代过程中包含或者不包含构
件平滑。

 进程中包含迭代的非线性几何弹性分析（例如 AISC’s 直接分析法）和钢结构
的 LRFD 设计。

 说明 GTSTRUDL 批处理对话框使用。

15:00 —— 茶歇

15:15 —— 应用直接分析法的稳定性分析和基于第 14 版 AISC2010 规范的工业钢结构的
LRFD 设计 – 算例（继续）

17:00 —— 稳定性分析和基于第 14 版 AISC2010 规范直接分析法的核电站钢结构厂房设计
 分析和设计核电站涡轮机和/或锅炉钢结构厂房模型

18:00 —— 第五天结束