midas Gen-平板网架的分析设计 - 图文

例题4 平面网架的分析设计 1

例题 平面网架的分析设计

例题. 平面网架的分析设计

概要

此例题将介绍利用midas Gen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

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例题 平面网架的分析设计

1.简介

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。 基本数据如下：

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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

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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

注：也可以通过程序右下角

随时更改单位

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。

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

图5 定义材料

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3．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。

勾选交叉分割“节点”“单元”

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。

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图14 Y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）

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

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

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6.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

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。

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7.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。

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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

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4.添加面风压

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。

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； 17

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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）

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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

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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

注：软件执行荷载转换质量时，此处转换的恒载不包括自重。

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9.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”

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10.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

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。

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

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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

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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

最大反力位置标志

图33 柱底反力

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2.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

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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

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14.一般设计参数

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 27

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15.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 = \：构件的应力在容许应力范围内

= \：构件的应力在容许应力范围内，但是超过容许长细比 = \：构件的应力超过容许应力范围

= \：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：

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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

行更新。

，点击“是”进

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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：ALL COMBINATION 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）

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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

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2.主菜单选择 工具>生成器>材料表

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图44 材料统计

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/thlr.html