平面网架的分析设计

1例题平面网架的分析设计MMMIIIDDDAAASSS///GGGeeennn例题平面网架的分析设计2例题？.平面网架的设计分析概要此例题将详细介绍利用MIDAS/Gen做平面网架的设计分析过程，以及查看分析结果的方法。此例题的步骤如下:1.简要2.设定操作环境及定义材料和截面3.建立网架的一个锥体4.形成平面网架5.生成柱6.定义边界条件7.加载8.输入反应谱分析数据9.将荷载转换为质量10.运行分析11.荷载组合12.振型形状及各振型所对应的周期13.查看位移、反力及内力14.一般设计参数15.钢构件截面验算16.查看钢构件设计结果简图17.查询及材料统计31.简要本例题介绍使用MIDAS/Gen进行平面网架结构的分析和设计的方法。例题模型为单层平面网架。基本数据如下：上弦：P139.8×3.6下弦:P101.6×3.2腹杆：P48.6×2.8柱：HW200×204×12/12钢管：Q235层高：5m设防烈度：8º（0.20g）场地：Ⅱ类图1.平面图图2.立面图例题平面网架的分析设计4图3.标准视图2.设定操作环境及定义材料和截面在建立模型之前先设定环境及定义材料和截面1.主菜单选择文件新项目2.主菜单选择文件保存:输入文件名并保存3.主菜单选择工具单位体系:长度m,力kN5图4.定义单位体系4．主菜单选择模型材料和截面特性材料：添加：定义Q235钢材材料号：1名称：Q235设计类型：钢材规范：GB03(S)数据库：Q235材料类型：各向同性点击确认按钮注：也可以通过程序右下角随时更改单位。图图5。定义材料例题平面网架的分析设计65．主菜单选择模型材料和截面特性截面：添加：定义上弦、下弦和腹杆、柱截面尺寸图6。定义截面3.建立网架的一个锥体1．主菜单选择模型单元建立选择桁架单元，材料：Q235，截面：P139.8×3.67点击俯视图和，设置节点捕捉栅格，（dx,dy）为（1,1）。图6。定义轴网2．在“节点连接输入”在窗口中捕捉坐标(0,0)，(2,0)，(2,2)，(0,2)。节点连接输入1，3和2，4注意勾选“交叉分割：节点单元”。勾选交叉分割例题平面网架的分析设计8图7。节点输入3．移动对角线的中点形成锥体的顶点：主菜单选择模型节点复制和移动，选择“移动”选中对角线相交的节点，z轴向下移动1.5m点击适用。锥体就形成了，可以“消隐”查看它的截面。9图8。形成椎体4.修改腹杆截面：选择腹杆单元，利用拖放功能将腹杆的截面修改，这样，一个锥体就建立起来了。4.形成平面网架1.在x方向复制锥体全选，主菜单选择模型单元复制和移动复制间距（2，0，0）可以直接输入数值，也可以用鼠标直接点取两点来确定距离，复制5次勾选“交叉分割”的“节点”和“单元”注：向下移动-1.5度，负号代表沿Z轴负向。例题平面网架的分析设计10图9。X方向椎体2．信息窗口显示“单元位置相同”警告主菜单选择模型检查结构数据检查并删除重复输入的单元，程序可以自动检查并删除重复输入的单元。3．建立下弦杆件：主菜单选择模型建立单元截面：P101.6X3.2勾选“交叉分割”的“节点”和“单元”，只需输入第一点和最后一点，会自动分割成多根下弦杆。单元位置相同的警告11图10。建立下弦杆3．在y向复制锥体：全选，主菜单选择模型单元复制和移动，复制间距（0，2，0）可以直接输入数值，也可以用鼠标直接点取两点来确定距离，复制8次，同样删除位置相同的单元。图11。Y方向复制4：建立y方向的下弦杆例题平面网架的分析设计12主菜单选择模型建立单元，勾选“交叉分割”的“节点”和“单元”，只需输入第一点和最后一点，会自动分割成多根下弦杆。接着再选择刚新建的单元，主菜单选择模型单元复制和移动，复制y方向的下弦；间距（2，0，0），复制5次，（也可以使用“扩展”功能的“点—线单元”，将下弦的节点扩展生成下弦杆）图12。形成网架5．生成柱主菜单选择模型单元扩展点—线单元将要生成柱的节点选中，选择柱的截面HW200X204X12/12，输入柱的高度（-5）13图13。生成柱6.定义边界条件主菜单选择模型边界条件一般支承:在模型窗口中选择柱底嵌固点。也可以用平面选择将柱底选择。注：此处柱子高度-5，负号代表沿Z轴负向。例题平面网架的分析设计14图14。定义边界条件7.加载1：定义静力荷载工况，主菜单选择荷载静力荷载工况添加DL：恒荷载LL：活荷载WX：风荷载图15。定义荷载工况152：添加节点的恒载和活载主菜单选择荷载节点荷载，选择上弦节点，选择荷载工况dl输入z方向荷载值-2，恒载就加上去了。利用前次选择，同样操作，选择荷载工况ll，输入z方向荷载值-4，活载加上去了。假如实际工程需要输入面荷载的话，可先建立一个虚面，然后输入压力荷载即可。图8输入边界条件图16。节点恒载3：添加节点风荷载主菜单选择荷载节点荷载选择y方向上、下弦节点，选择荷载工况wx，输入x方向荷载值2。例题平面网架的分析设计16图17。风荷载3：添加自重，主菜单选择荷载自重，让程序自动计算构件的自重，在z方向乘以-1的系数（沿z的负方向，即向下图18定义自重178.输入反应谱分析数据1：添加设计反应谱，主菜单选择荷载反应谱分析数据反应谱函数添加设计反应谱：GB50011-2001设计地震分组：1地震设防烈度：8º（0.20g）场地类别：Ⅱ地震影响：多遇地震阻尼比：0.05图19。生成设计反应谱2：添加反应谱荷载工况，主菜单选择荷载反应谱分析数据反应谱荷载工况:特征值分析控制频率数量（振型数）：6反应谱分析控制：振型组合方法：CQC反映谱荷载工况名称：Rx(Ry)地震角度：0º(90º)周期折减系数：0.8例题平面网架的分析设计18图20。反应谱荷载工况9.将荷载转换为质量主菜单选择模型质量将荷载转换为质量质量方向：X，Y荷载工况：DL(LL)组合系数：1.0(0.5注：此处转换的荷载不包括自重。图21。荷载转换为质量192：将自重转换为质量，主菜单选择模型结构类型，选择“3D”“按集中质量法转换”“转换到X、Y”10.运行分析主菜单选择分析运行分析检查有无错误提示信息11.荷载组合主菜单选择结果荷载组合:一般组合：用于查看内力变形等，一般组合中有包络组合钢结构设计：用于结构设计部分组合点击自动生成设计规范：GB50017-03图22定义荷载组合12.振型形状及各振型所对应的周期主菜单选择结果周期与振型:注：1.考虑双向地震勾选双向地震程序会在荷载组合中自动添加。2.用户亦可自定义所需的荷载用户，先在左侧名称一栏定名称，在右侧选择荷载工况和组合系数。例题平面网架的分析设计20查看各种振型作用下的结构各向位移及自振周期8：主菜单选择视图激活全部激活视图显示:荷载查看输入的荷载图23查看振型及周期13.查看反力主菜单选择结果反力反力图24柱底反力最大反力位置标志2114.查看位移主菜单选择结果位移位移形状:可以查看任意节点各方向位移位移等值线:可以查看任意节点各方向位移注意位移非挠度，挠度应为相对位移查看位移:查看每个节点位移情况图25。水平力作用下侧移简图15.构件内力1：主菜单选择结果内力桁架单元内力查看在各种工况组合下桁架单元内力2：主菜单选择结果应力桁架单元应力:查看各种工况组合下桁架单元应力例题平面网架的分析设计22图26。用等值线查看桁架应力3：以上都是以图例的形式查看，也可以用表格的形式查看。下面看应力的表格主菜单选择结果分析结果表格桁架单元内力和应力图27。桁架单元应力表格2316.一般设计参数1：主菜单选择设计一般设计参数定义计算长度系数：设计类型：三维由程序自动计算“计算长度系数”：若勾选则按规范自动计算，否则须由设计者直接输入计算长度系数。图28。计算长度系数1：主菜单选择设计钢构件设计参数设计标准：设计标准：GB50017－03结构安全等级：二级图29。设计标准例题平面网架的分析设计2417.钢构件截面验算1：主菜单选择设计钢构件截面验算：进行钢构件截面验算在选择项勾选某个单元，再勾选连接模型空间，在模型空间可以看到你选择的单元，点选图形结果以图形方式输出，点选详细结果以文本文件输出。图30。钢构件验算结果注：红色显示出来的表示验算通不过，有*号的表示长细比通不过。可以点击详细结果查看相应的结果2：对于通不过的截面：修改腹杆，勾选腹杆选项，点击“修改”，极限验算比：0.3—1，从搜索截面进行选择适合的腹杆截面，“修改并关闭”修改柱截面，勾选柱截面选项，点击“修改”，极限验算比：0.2—1，从搜索截面进行选择合适的柱截面，“修改并关闭”25图31.修改腹杆4：替换原来截面，点击“更新”，勾选，腹杆和柱截面，点击，点击“是”进行更新。图32。更新截面5：点击“重新分析”和“重新验算”对更新的截面进行重新验算，重新查看更新例题平面网架的分析设计26后的简要结果和详细结果，操作和前面一样18.查看钢构件设计结果简图1：主菜单选择设计钢构件设计结果简图：钢构件设计结果平面输出荷载工况/荷载组合：ALLCOMBINATION验算比：组合勾选验算显示：梁、柱、支撑柱截面尺寸：1（指显示的柱截面尺寸放大系数）图33。柱截面验算结果19.查询荷载/单元质量主菜单选择查询荷载统计表格/质量统计表格27图34。节点质量统计表格20.材料统计主菜单选择工具材料统计图35.材料统计