midas-Gen-平板网架的分析设计

1例题4平面网架的分析设计例题平面网架的分析设计2例题.平面网架的分析设计概要此例题将介绍利用midasGen做平面网架的分析设计过程，以及查看结果的方法。此例题的步骤如下:1.简介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.加荷载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.查看振型形状及各振型所对应的周期13.查看反力、位移及内力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.查询及材料统计例题平面网架的分析设计31.简介本例题介绍使用midasGen进行平面网架结构的分析和设计的方法。基本数据如下：上弦：P140×4.5下弦:P102×3.5腹杆：P50×2.5柱：HW200×204×12/12钢材：Q235柱高：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“平板网架”并保存3.主菜单选择工具设置单位系:长度m,力kN例题平面网架的分析设计5图4定义单位体系4．主菜单选择特性材料材料特性值添加：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定义材料注：也可以通过程序左侧树形菜单“模型材料和截面特性材料”来定义材料。同样，其他操作也可通过左侧树形菜单实现。例题平面网架的分析设计65．主菜单选择特性截面截面特性值添加：定义上弦、下弦和腹杆、柱截面尺寸上弦：P140×4.5下弦:P102×3.5腹杆：P50×2.5柱：HW200×204×12/12图6定义截面注：快捷键可通过主菜单“工具用户自定义自定义键盘”实现。例题平面网架的分析设计73.建立网架的一个锥体1．主菜单选择节点/单元单元建立单元（快捷键Alt+1）选择桁架单元，材料：Q235，截面：P140×4.5点击俯视图和，设置节点捕捉栅格，（dx,dy）为（1,1）。图7定义点格勾选交叉分割注：快捷键可通过主菜单“工具用户自定义自定义键盘”实现。例题平面网架的分析设计82．在“节点连接”左击，使其变为绿色，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注意交叉分割中勾选“节点”和“单元”图8节点输入3．移动对角线的中点形成锥体的顶点：主菜单选择节点/单元单元移动复制，选中对角线相交的节点5，z轴向下移动1.5m点击“适用”按钮，锥体就形成了，点击“消隐”（Ctrl+H）可在显示截面与不显示截面间切换。点击“标准视图”查看模型。例题平面网架的分析设计9图9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。图10拖放功能注：向下移动-1.5m，负号代表沿Z轴负向。注：拖放功能步骤为：a.选择需要修改截面的单元；b.选中所选单元所需的实际截面；c.按住鼠标左键拖进模型窗口。利用拖放功能可方便对模型的材料、截面等信息的修改，方便模型编辑。例题平面网架的分析设计104.形成平面网架1.在X方向复制锥体全部选择，主菜单选择节点/单元单元移动复制复制间距（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”图11X方向椎体2．信息窗口显示“单元位置相同”警告主菜单选择结构检查结构检查重复单元，程序可以自动检查并删除重复输入的单元。图12检查重复单元单元位置相同的警告例题平面网架的分析设计113．建立下弦杆件：主菜单选择节点/单元单元建立单元截面：P102×3.5，桁架单元勾选“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。图13建立下弦杆4．在Y向复制锥体：全部选择，主菜单选择节点/单元单元移动复制，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。勾选交叉分割“节点”“单元”例题平面网架的分析设计12图14Y方向复制5.建立Y方向的下弦杆主菜单选择节点/单元单元建立单元，建立下弦（P102×3.5），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，主菜单选择节点/单元单元移动复制，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）例题平面网架的分析设计13图15形成网架5．生成柱主菜单选择节点/单元单元扩展：点—线单元将要生成柱的节点选中，选择柱的截面HW200×204×12/12，输入柱的高度-5m，图16生成柱注：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146.定义边界条件主菜单选择边界边界一般支承: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图17定义边界条件例题平面网架的分析设计157.加荷载1.定义静力荷载工况，主菜单选择荷载静力荷载建立荷载工况静力荷载工况添加DL：恒荷载LL：活荷载WX：风荷载图18定义荷载工况2.添加节点的恒载和活载主菜单选择荷载静力荷载结构荷载/质量节点荷载，选择上弦节点，选择荷载工况DL输入FZ荷载值-2kN（注意单位），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FZ荷载值-4。假如实际工程是空间不规则的，并且输入面荷载时，先建立一个虚面（如厚度采用1mm的板），将荷载按照压力荷载输入就可以了。注：定义荷载工况类型是为了方便按照规范自动生成荷载组合。例题平面网架的分析设计16图19节点活载3.添加节点风荷载主菜单选择荷载静力荷载结构荷载/质量节点荷载，选择y方向上、下弦节点，选择荷载工况WX，输入FX方向荷载值2。图20风荷载例题平面网架的分析设计174.添加面风压a.主菜单选择荷载静力荷载横向荷载风压速度压，定义风压参数；图21定义基本风压b.主菜单选择荷载静力荷载初始荷载/其他加载面，选择上弦所有杆件，添加加载平面；图22添加加载平面c.主菜单选择荷载静力荷载横向荷载风压面风压结构建筑控制数据控制数据方向为“Normal”，内部节点（0,0,-6.5），填写自振周期，体型系数0.5，点击“风荷载形状”，定义室外标高为-6.5m，检查“风荷载形”中的风压宽度与进深，添加上弦X向风压力；注：软件自动计算风荷载是根据室外标高为起算点计算与高度相关的风压修正系数，其在主菜单结构控制数据定义层数据。例题平面网架的分析设计18图23添加面风压图24建筑主控数据5.添加自重，主菜单选择荷载静力荷载结构荷载/质量自重，由程序自动计算构件的自重，荷载工况选择DL，在z方向乘以-1的系数（沿z的负方向，即向下）例题平面网架的分析设计19图25定义自重8.输入反应谱分析数据1.添加设计反应谱，主菜单选择荷载地震作用反应谱数据反应谱函数：添加设计反应谱：GB50011-2010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：0.03例题平面网架的分析设计20图26生成设计反应谱2.添加反应谱荷载工况，主菜单选择荷载地震作用反应谱数据反应谱:分析分析控制特征值振型数量（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图27特征值分析数据例题平面网架的分析设计219.将荷载转换为质量1.主菜单选择荷载静力荷载结构荷载/质量节点质量将荷载转换为质量质量方向：X，Y，Z荷载工况：DL(LL)组合系数：1.0(0.5)图28反应谱荷载工况图29荷载转换质量2.将自重转换为质量，主菜单选择结构结构类型，选择“3D”“按集中质量法转换”“转换到X，Y，Z”注：软件执行荷载转换质量时，此处转换的恒载不包括自重。例题平面网架的分析设计2210.运行分析主菜单选择分析运行运行分析（快捷键F5）检查有无错误提示信息11.荷载组合主菜单选择结果组合荷载组合: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30定义荷载组合注：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组合，先在左侧名称一栏输入名称，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23图31定义双向地震12.查看振型形状及各振型所对应的周期主菜单选择结果模态振型周期与振型:查看各种振型作用下的结构各向位移及自振周期例题平面网架的分析设计24图32查看振型及周期13.查看反力、位移及内力1.主菜单选择结果结果反力反力图33柱底反力最大反力位置标志例题平面网架的分析设计252.主菜单选择结果结果变形查看位移: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34荷载包络下侧移简图3.主菜单选择结果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主菜单选择结果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26图35用等值线查看桁架应力4.以上都是以图形的形式查看，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表格结果表格桁架单元内力和应力图36桁架单元应力表格例题平面网架的分析设计2714.一般设计参数1.主菜单选择设计通用一般设计参数定义结构控制参数：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37定义结构控制参数2.主菜单选择设计设计钢构件设计设计规范：设计标准：GB50017－03结构安全等级：二级图38设计标准例题平面网架的分析设计2815.钢构件截面验算1.主菜单选择设计钢结构设计钢构件验算钢构件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39钢构件验算结果注：CHK：按构件显示构件强度校核结果=OK：构件的应力在容许应力范围内=OK*：构件的应力在容许应力范围内，但是超过容许长细比=NG：构件的应力超过容许应力范围=NG*：构件的应力超过容许应力范围，和长细比超过容许长细比可以点击详细结果查看相应的结果2.对于通不过的截面：例题平面网架的分析设计29修改腹杆，勾选腹杆截面选项，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”图40修改腹杆3.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。例题平面网架的分析设计30图41更新截面4.点击“重新分析”和“重新验算”对更新的截面进行重新验算，重新查看更新后的简要结果和详细结果，操作和前面一样16.查看钢构件设计结果简图1.主菜单选择设计设计结果钢构件设计：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：柱柱截面尺寸：1（指显示的柱截面尺寸放大系数）例题平面网架的分析设计31图42柱截面验算结果17.查询及统计材料1.主菜单选择查询重量/质量/荷载表格层质量表格图43节点质量统计表格例题平面网架的分析设计322.主菜单选择工具生成器材料表图44材料统计