midas教程—框架结构分析计算

例题2厂房结构MMMIIIDDDAAASSS///GGGeeennn例题2.厂房结构概要1分析模型和荷载工况/2打开文件与设定基本操作环境3单位系/3设定栅格/3设定用户坐标系/4输入构件材料及截面数据5使用节点和单元进行建模6输入结构的支承条件22输入各种荷载24设定荷载工况/24输入自重/25输入楼面荷载/26输入倾斜屋顶荷载/28输入X方向风荷载/30单元详细表格/31将Y方向风荷载以集中荷载输入/32利用工作树来选择模型数据的输入状况/34运行结构分析37查看分析结果37输入荷载组合条件/37查看反力/38位移等值线图/39查看构件应力及制作动画/441例题2.厂房结构概要此例题将介绍利用MIDAS/Gen建立厂房结构模型的步骤，以及进行分析和查看分析结果的方法。“例题1”介绍了MIDAS/Gen的一些基本的功能。在“例题2”中除了可以复习“例题1”中所介绍的功能外，还可以接触到一些其它的十分有用的功能。在安装盘中有该例题的建模、分析和查看分析结果的动画及解说。用户可以通过动画和解说对整个过程有了初步的了解后，再根据本例题的说明进行实际操作，将会起到事半功倍的效果。此例题的步骤如下:1.打开文件并设定建模环境2.输入构件的材料和截面数据3.输入节点和单元4.输入建筑物的边界条件5.输入荷载6.利用树形菜单查看模型数据的输入状况7.运行结构分析8.查看分析结果例题2分析模型与荷载工况本例题厂房的几何形状、边界条件以及所使用的构件如图1所示。荷载按一般厂房荷载考虑(该例题数据仅供参考)，荷载组合可以在后处理模式中输入。荷载工况1–自重荷载工况2–中间层的恒荷载45kN/m2,屋面恒荷载0.8kN/m2荷载工况3–中间层的活荷载5kN/m2荷载工况4–屋面活荷载1kN/m2荷载工况5–X方向的风荷载1kN/m荷载工况6–Y方向的风荷载20kN图1.分析模型厂房结构3打开文件并设定建模环境选择文件新项目菜单(或者点击)开始建模，若要保存文件可选择文件保存菜单(或者点击)并输入文件名。单位体系此例题使用的单位为‘m’和‘kN’。1.在主菜单中选择工具单位体系2.在长度选择栏中选择‘m’3.在力(质量)选择栏中选择‘kN’4.点击键设定栅格栅格是为了便于用户输入节点或单元，在模型窗口上显示的参考点或参考线。可以利用模型栅格定义点格和定义轴网命令定义点格和轴网。同时使用栅格与捕捉功能时，鼠标会自动捕捉到最近的栅格上的点，故使用起来非常方便。用户既可以单独使用也可以共同使用点格和轴线功能。本例题主要使用点格功能。1.点击图标菜单定义点格2.在dx,dy输入栏输入‘1,1’3.点击键例题4设定用户坐标系在“例题1”中已介绍了将全局坐标系(GCS)的X-Z平面设定为用户坐标系(UCS)的x-y平面的方法。在本例题中，为了建立建筑物○A列(参见图1)上的柱与屋顶桁架的模型，首先将全局坐标系的X-Z平面设定为用户坐标系的x-y平面。1.点击图标菜单X-Z2.在原点输入栏内输入‘0,0,0’3.在角度输入栏内选择‘0’4.选择修改视角(‘’)5.点击键图2.设定用户坐标系用户坐标系全局坐标系选择修改视角后点击键，视点就会自动调整模型窗口使其与UCS平面一致。○1厂房结构5输入构件的材料和截面数据用户可以随时输入构件的材料和截面，不管是否已经建立了单元。但在建立单元之间建立了截面数据的话，可以边建模边使用收缩单元功能选择构件的大小或形状，故更为方便有效。在树形菜单的菜单表单选择几何模型特性值材料，建立新的材料和截面数据。构件的材料和截面数据如下。图3.输入的截面数据在此例题中，为了便于输入，将边柱和屋顶主梁赋予了相同的截面编号。在实际结构设计中为了便于编辑及查看结果，即使是相同的截面，如果构件的用途、荷载或边界条件不同时，最好赋予不同的截面编号。材料种类3号钢(Grade3)截面种类1:HN400×200×8/13:边柱、屋顶主梁2:HW300×300×10/15:内柱3:HN450×200×9/14:中间层主梁和次梁4:HW100×100×6/8:侧面桁架的上弦和下弦5:TN175×175×7/11:屋顶桁架的上弦和下弦6:TN100×100×5.5/8:屋顶桁架的竖直及对角(倾斜)构件7:L100×8:抗风支撑例题6本例题所有构件的截面均使用了MIDAS/Gen内藏的中国国家标准所规定的截面。1.在树形菜单的菜单表单中选择几何模型特性值材料2.点击键3.在材料号中输入栏内输入‘1’4.在类型选择栏中输入‘钢材’5.在规范选择栏中选择‘GB(S)’6.在数据库选择栏中选择‘Grade3’7.在名称栏内输入‘钢材’8.点击键9.选择特性值对话窗口上部的截面表单10.点击键11.选择截面对话窗口上部的数据库/用户表单12.在截面号输入栏内输入‘1’13.在截面形状选择栏内选择‘I工字形截面’14.在数据库选择栏中选择‘GB-YB’15.在截面选择栏选择‘HN400×200×8/13’16.点击键17.重复步骤15和16，输入2~4号截面(参见图3)18.对于其他截面形状数据(T型截面、角钢)也按类似的方法输入。19.最后选择‘L100×8’后点击对话窗口的键20.查看在选择构件过程中是否有错，之后点击键在已设定的UCSx-y平面上，利用点格来布置建筑物○A列上的单元。在树形菜单的菜单表单选择几何模型单元建立，并按下列步骤建立单元。可以事先在工具参数设置中设定规范初始值。在截面选择栏输入构件名称的第一个字母的话，会自动显示该字母打头的截面列表，列表中第一个截面为该字母打头的截面中最轻的截面。名□是用来区分各种材料的，与材料的特性值无关。在数据库中选择某种材料时，名称栏中会自动被赋予被选择的材料名字。厂房结构7建立节点和单元建立柱单元1.点击图标菜单消隐2.点击图标菜单节点编号,单元编号3.点击图标菜单捕捉点格4.在树形菜单的菜单表单中选择几何模型单元建立5.在单元类型选择栏中选择‘一般梁/变截面梁’6.在材料选择栏中选择‘1:Grade3’7.在截面选择栏选择‘1:HN400×200×8/13’8.在Beta角选择栏中输入‘0’9.参照状态条(图4的○3)中的UCS坐标，用鼠标将点(0,0,0)和(0,9,0)，(20,0,0)和(20,9,0)连接起来建立单元1和单元2(边柱)10.在截面名称选择栏选择‘2:HW300×300×10/15’11.在Beta角选择栏选择‘90’12.以UCS为标准依次连接点(10,0,0)和(10,9,0)建立单元3图4.建立柱单元如果建立单元后画面的位置和大小等不太合适，用户可利用缩放或平移功能(图4的○1)对操作画面作适当调整。可用鼠标单击节点连接输入栏之后进行步骤12的操作。○3○1②例题8建立屋顶桁架以下介绍在UCS的x-y平面上输入屋顶桁架的方法。屋顶桁架的形状尽管复杂，但对这种标准规则的结构若利用结构建模助手会非常有效。桁架建模助手由3个对话窗口构成，其功能如下。输入表单:指定桁架的大小和形态编辑表单:决定是否添加竖直构件并指定桁架各构件的材料和截面插入表单:将定义的桁架置入模型，指定其位置和布置角度。利用桁架模型助手自动建立桁架时，上下弦会被定义为梁单元，竖直构件和对角构件会被定义为桁架单元。首先点击图4的Y键，在树形菜单的菜单表单中选择几何模型结构建模助手桁架进行建模。(a)输入(b)编辑(c)插入图5.桁架建模助手为了能够更快、更方便地对一些规则结构进行建模，Gen提供了多种形式的结构建模助手。梁柱拱框架桁架板壳XY厂房结构91.点击图4中Y的键2.在树形菜单的菜单表单中点击几何模型结构建模助手桁架3.在输入表单(图5(a))的类型选择栏选择屋顶桁架的形状(X)4.在节间数量(上下弦分割数)输入栏输入‘4’5.在L(桁架的长度)输入栏输入‘10’6.在H2(桁架的高)输入栏输入‘2’7.选择‘对称’1.选择编辑表单2.在插入中选择竖杆3.在材料选择栏选择‘1:Grade3’4.上弦截面选择为‘5:TN175x175x7/11’5.下弦截面选择为‘5:TN175x175x7/11’6.竖杆截面选择为‘6:TN100x100x5.5/8’7.腹杆截面选择为‘6:TN100x100x5.5/8’1.选择插入表单2.在插入点输入栏内输入UCS坐标‘0,9,0’，或者用鼠标单击输入栏后指定单元1的上部节点2。3.在原点输入栏内输入‘1(0,0,0)’4.点击键5.点击对齐6.点击桁架建模助手对话窗口的键选择显示尺寸时，在L和H2中所输入的数值就会显示在建模助手的模型窗口中(图5(a)的○2)。当输入结果和图6不同时，可点击撤销后在桁架建模助手中重新输入。利用Tab键可移动输入的位置，并直接输入材料和截面编号。选择显示单元号码时，在建模助手的模型窗口中就会显示构件编号。例题10图6.建立屋顶桁架转换屋顶桁架下弦的方向利用结构建模助手建立的屋顶桁架如图6所示。屋顶桁架的下弦(图7的X)所使用的构件为T型截面。点击标准和收缩单元后将桁架下弦部用缩放放大，将会发现其翼缘在上。为了便于施工时下弦与竖杆或腹杆的连接，下弦的翼缘应在下。所以在这里介绍转换旋转构件方向的方法。可使用组功能选择下弦。将一些特定单元指定为组的话，在编辑、显示、查看时会很方便。厂房结构111.点击图标菜单窗口选择，将鼠标从左向右拉只选择屋顶桁架的下弦2.在树形菜单的组表单按右键选择新建后输入‘桁架下弦’3.按右键选择分配后将所选择的下弦指定为组4.点击图标菜单收缩单元5.点击图标菜单标准视图6.点击图标菜单窗口缩放7.将图7的X部分放大来查看下弦的排列状态8.选择‘桁架下弦’组9.在树形菜单的菜单表单中双击运行几何模型单元修改单元参数10.在参数类型选择栏选择Beta角11.在Beta角输入栏内输入‘180’12.点击键图7.转换下弦的Beta角②①双击“桁架下弦”组就可指定被定义为“桁架下弦”组的所有节点和单元。若在过滤选择栏(图7的○2)选择‘x’的话，在选择框内的构件中，只有x方向布置的单元才能被选择。例题12建立中间层主梁利用捕捉点格功能，在中间层的位置建立2个中间层主梁。1.点击图标菜单自动对齐2.点击图标菜单正面3.在功能列表(图8的X)中选择建立单元4.在截面选择栏选择‘3:H450x200x9/14’5.在Beta角输入栏输入‘0’6.在交叉分割中选择节点和单元(‘’标记)7.用鼠标单击节点连接输入栏8.连接点(0,3,0)和(10,3,0)建立第一个主梁。9.连接点(0,6,0)和(10,6,0)建立第二个主梁。图8.建立中间层主梁在柱子上的任一点连接其它单元时若利用交叉分割选择栏的单元功能，会自动在相应节点分割柱子构件。○1厂房结构13建立三维框架利用所完成的二维框架，在GCS的Y方向以8m间距复制2个框架。首先将画面转换为3维状态。为操作方便，在选择被复制单元时先将中间层的2个主梁排除，对其另行复制。1.点击图标菜单GCS2.点击图标菜单标准视图3.点击图标菜单全选4.点击图标菜单单选后，点击中间层的主梁(单元33,36)将其从复制对象中排除5.在功能列表(图9的X)中选择复制和移动单元6.在形式选择栏中选择‘复制’7.在移动和复制选择栏中选择‘等间距’8.在dx,dy,dz输入栏输入‘0,8,0’或利用鼠标编辑功能自动输入9.在复制次数输入栏中输入‘2’10.点击键11.点击图标菜单单元编号12.点击图标菜单收缩单元13.点击图标菜单单选，用鼠标选择中间层的主梁14.在dx,dy,dz输入栏输入‘0,8/3,0’15.在次数输入栏输入‘6’16.点击键在MIDAS/Gen可以将数字和计算式一同输入，可以使用大部分的计算公式。例题14图9.复制而成的三维框架建立中间层的主梁如图10所示建立中间层纵向主梁。为了避免将现有的点格和节点混淆，需先将点格和捕捉点格关闭。1.点击图标菜单点格和捕捉点格2.在功能列表选择建立单元3.在单元类型选择栏选择‘一般梁/变截面梁’4.在材料