„SAMB” - Computer system of static analysis  

of shear wall structures in tall buildings

 

 

 

In  Pozna   University  of  Technology  a  computer  system  of  static 

analysis  of  shear  wall  structures  in  tall  buildings  has  been  elaborated. 

Using the system it is possible to carry out the analysis of  stresses as well 

as  displacements  of  wide  class  of  shear  wall  structures  in  multistorey 

buildings subjected to complex loads. 

 

 

Methods  of    analysis of shear wall structures in tall buildings, currently used in designing 

practice,  are  characterised  by  introduction  of  considerable  simplifications  with  reference  to  the 

structure  model  and  loads  description  as  well  as  the  method  of  solving  the  problem.  Therefore, 

the  obtained  values  of  displacements  and  stresses  in  the  structure  elements  are  considerably 

approximate. 

At the Institute of Structure Engineering of Pozna  University of Technology in the team 

supervised by prof. Kazimierz Wrze niowski there has been elaborated a computer system for the 

strength analysis of shear wall structures in tall buildings in order to make a more precise analysis 

of the complex structures possible. Originally, the system was used on ICL 1900 and Odra 1300 

computers.  Now  it  is  possible  to  take  advantage  of  the  system  making  use  of  computers 

compatible  with  IBM  PC  with  medium  size  operating  memory  and  DOS  standard  operating 

system as well as Windows 3.1, Windows 95 and Windows NT environments.  

Making  use  of  the  system  it  is  possible  to  analyse  structures  the  plan  of  which  includes 

walls  and  connecting  beams  arbitrarily  located  in  the  plan  (Fig.1).  The  structures  under 

consideration can be exposed to horizontal loads (distributed arbitrarily along the building height 

or applied on its top), vertical loads (arbitrarily located in the plan and arbitrarily changeable along 

the  height)  and    non-uniform  settlement  of  foundations.  The  analysed  structure  ,  after  its 

description    using  a  three-dimensional  continuous  model,  is  analysed  without  introducing 

additional  simplyfying  assumptions.  Input  data  of  the  SAMB  (Static  Analysis  of  Multistorey 

Buildings)  system  include  the  information  about  arrangement  of  walls  and  connecting  beams, 

geometry  and  strength  features  which can be read from  drawings of the building as  well  as data 

describing loads. On the basis of the data determined in this way the system generates systems of 

differential  equations  describing  behaviour  of  the  structure.  Due  to  the  consistent  separation  of 

these systems it is possible to analyse the structure using a small operating memory field. Owing 

to  replacement  of  numerical  integration  by  the  integration  according  to  formulas  introduced 

 

analytically  and    the  best  use  of  memory  on  magnetic  discs,  short  computation  times  have been 

obtained. 

The  results  of  the  system  constitute  shearing  forces  and  bending  moments  in  connecting 

beams, displacements of selected points of the building and values of normal, shear and principal 

stresses  at  characteristic  points  of  the  structure.  Internal  forces  in  shear  walls  can  be  printed 

optionally. All these groups of results  are calculated for each load scheme and for  described  set 

of extremes.  The  results  are  printed  for arbitrary  structure ordinates determined in the data. The 

elaboration  of  the  macro-command  of    operating  system,  the  data  number  being  its  only 

parameter,  makes  use  of  the  system  really  simple.  Using  the  system  allows  for  the  extensive 

analysis  of  the  structure  in  a  short  period  of  time.  The  above-described  version    of  the  SAMB 

system,  has  been  elaborated  in  the eighties, partly within the  grant  No 05.12 coordinated  by  the 

Institute  of  Fundamental  Technological  Research of the Polish Academy of Sciences in Warsaw. 

Since then many calculations concerning buildings being designed and erected or the existing ones 

being modernised, have been made in Wielkopolska,  l sk and Zielona Góra. 

The  system  is  being  improved  and  developed  continuously.  In  the  past  few  years  it  has 

been  completed  by  new  graphic  pre-  and  postprocessors  and  a  new  subsystem  of  data 

transmission to speed up computations. 

The  research  has  been  focused  currently  on  the  development  of  the  analysis  taking  into 

account a non-linear model of the structure material. 

 

 

 

 

Fig.1 Three-dimensional shear wall structure in tall building:   

1 - 3-D shear wall,   2 - band of connecting beams,  3 - trace of floor slabs