张弦结构操作分析
midas Gen-张弦结构分析1

例题4 张弦结构分析1例题张弦结构分析2 例题. 张弦结构分析概要此例题将介绍利用midas Gen做张弦结构分析的整个过程,以及查看分析结果的方法。
该例题的建模部分可以参见midas Gen初级培训的网架建模步骤,这里不再做介绍。
通过该例题希望用户能够了解做张弦结构分析的一般步骤和过程,重点是让用户了解在midas Gen中施加和调整索单元张拉力的方法、几何非线性分析的设置及如何对带有索单元的结构进行弹性反应谱分析。
张弦结构概述张弦结构是将上弦刚性受压构件通过撑杆与下弦拉索组合在一起形成自平衡的受力体系,是一种大跨度预应力空间结构体系。
张弦结构上弦刚性构件可以是实腹式梁,也可以是格构式桁架,据此对不同的张弦结构可称作张弦梁或张弦桁架。
本例题中介绍的模型使用张弦桁架。
张弦结构的特点张弦结构在保证充分发挥索的抗拉性能的同时,由于引进了具有抗压和抗弯能力的桁架或梁而使体系的刚度和稳定性大为增强。
对张弦结构中索施加一定的预拉力,这既可使索具有适当的初始绷紧度,也可对索与桁架或梁之间的受力比例进行必要调整;既充分发挥了索的抗拉能力,又调整了桁架或梁的内力分布(使桁架或梁中的内力分布趋于均匀)张弦结构的形态定义张弦结构像悬索结构等柔性结构一样,根据张弦结构的加工,施工及受力特点,通常将其结构形态定义为零状态、初始态和荷载态三种。
例题张弦结构分析(1):零状态零状态是拉索张拉的前状态,实际上是指构件的加工和放样状态,通常也称结构放样态。
当索张拉完毕后,结构上弦构件的形状将发生偏离,从而不能满足建筑的要求,因此,张弦结构上弦构件的加工放样要考虑这种索张拉后带来的变形影响,这是张弦结构要进行零状态定义的原因。
(2):初始态初始态是拉索张拉完毕后,结构安装就位的形态,通常也称预应力态。
初始态是建筑施工图中所明确的结构外形。
(3):荷载态荷载态是外荷载作用在初始态结构上发生变形后的平衡状态。
张弦桁架在midas中的计算此例题的分类及各自的步骤如下:一、已知索单元初拉力的情况下,求索单元的拉力变化及结构的变形。
张弦梁结构的静力分析方法与应用

张弦梁结构的静力分析方法与应用张弦梁结构是一种常见的工程结构,在建筑、桥梁、风力发电机等领域得到广泛应用。
静力分析是对结构力学行为的研究,通过对张弦梁结构进行静力分析,可以获得结构的应力、应变、位移等关键参数,从而评估结构的性能和安全性。
本文将介绍张弦梁结构的静力分析方法及其应用。
一、张弦梁结构的静力分析方法1. 张弦梁结构的基本原理张弦梁结构由上下两个弦和中间的横梁组成,上下弦之间通过横梁相互连接。
在静力分析中,可以将张弦梁结构化简为一个受力平衡的系统,通过力平衡方程求解结构的静平衡条件。
2. 张弦梁结构的受力分析在进行静力分析时,需要确定张弦梁结构受力的方式和受力点的位置。
通常采用的方法是将结构分解为若干个简化的单元,然后对每个单元进行受力分析,最后将各个单元的受力结果进行整合。
3. 张弦梁结构的计算模型为了进行静力分析,需要建立张弦梁结构的计算模型。
计算模型通常包括结构的几何形状、材料特性、约束条件等参数。
常用的计算方法有有限元法、刚度法和变分原理等。
其中,有限元法是一种广泛应用的计算模型,通过将结构离散化为有限个小元素来计算结构的变形和应力。
4. 张弦梁结构的边界条件在静力分析中,边界条件是非常重要的。
边界条件包括结构的支座约束和受力条件。
在实际工程中,根据结构的实际情况确定边界条件是进行准确分析的基础。
二、张弦梁结构静力分析的应用1. 结构设计优化静力分析可以帮助工程师评估张弦梁结构的性能,并进行设计优化。
通过改变结构的几何形状、材料特性等参数,可以优化结构的刚度、强度和稳定性等指标,实现结构的轻量化和节能减排。
2. 结构安全评估静力分析可以帮助评估张弦梁结构的安全性。
通过计算结构的应力和应变情况,可以判断结构是否满足设计要求,并及时采取相应的加固措施,确保结构的安全运行。
3. 施工过程控制静力分析可以用于张弦梁结构的施工过程控制。
通过对结构在不同施工阶段的受力情况进行分析,可以指导施工过程中的支撑和拆卸,保证结构的稳定性和安全性。
运用多向张弦梁结构的工程案例分析

运用多向张弦梁结构的工程案例分析概述:多向张弦梁结构是一种常用的结构形式,具有较高的承载能力和刚度特性。
它在多个领域,如桥梁、建筑和航空航天等方面都得到广泛应用。
本文将通过案例分析,探讨运用多向张弦梁结构的工程案例,以展示其在实际应用中的重要性和效果。
1. 案例一:悬索桥悬索桥是多向张弦梁结构的经典案例之一。
通过横跨两个支点的主缆和斜拉索的相互作用,悬索桥能够跨越较大跨度,并且具备较高的荷载能力。
例如,中国的苏通大桥是世界上最长的公路悬索桥之一,主跨长达1092米,采用多向张弦梁结构,在面对大风荷载和车流荷载时表现出良好的稳定性和刚度。
2. 案例二:拱桥拱桥是另一个常见的多向张弦梁结构案例。
拱桥的特点是通过拱形结构将荷载分散到基础上,从而减小对桥墩的压力。
这种结构形式在建筑中也有广泛应用,例如罗马的科利塞乌姆拱和巴黎的圣母院。
拱桥的优点在于其稳定性和结构简洁性,通过良好的材料选择和结构设计,可以实现较大跨度的拱桥梁。
3. 案例三:建筑结构除了桥梁领域,多向张弦梁结构也在建筑领域广泛应用。
例如,迪拜的哈利法塔是世界上最高的建筑之一,其结构采用了多向张弦梁的原理。
通过合理的空间分布和支撑结构的安排,哈利法塔在承载垂直负荷的同时,能够有效地抵抗水平荷载和风荷载。
这种工程案例不仅具有实用性,还具备较高的美学价值。
4. 案例四:航空航天多向张弦梁结构在航空航天领域也有重要应用。
例如,飞机的机翼结构采用了多向张弦梁的设计,通过合理的布置、高强度材料和精确的加工工艺,实现了较大的机翼展弦比和较高的结构刚度。
这种结构设计能够减小飞机在飞行时的空气阻力,提高飞行效率和安全性。
结论:多向张弦梁结构是一种重要的工程结构形式,在桥梁、建筑、航空航天等领域都有广泛应用。
通过上述案例分析,我们可以看到多向张弦梁结构在实际工程中的优势和效果。
凭借其高承载能力、良好的刚度特性和结构简洁性,多向张弦梁结构将持续在各个领域发挥重要作用。
多向张弦梁结构在桥梁工程中的实践与效果分析

多向张弦梁结构在桥梁工程中的实践与效果分析张弦梁是一种常用的桥梁结构形式,其设计和施工在桥梁工程中得到广泛应用。
本文将从实践和效果两个方面对多向张弦梁结构进行分析和探讨。
首先,我们来了解一下多向张弦梁结构的特点和优势。
多向张弦梁结构是一种由多根导杆组成的桥梁结构,通过张拉杆件的作用,将桥面板拉伸成为整体,形成一个坚固的桥梁结构。
相对于传统的梁式桥,多向张弦梁具有以下几个优势:1. 经济高效:多向张弦梁结构具有较高的强度和刚度,可以减少材料使用量,降低桥梁自重,从而降低了建设成本。
2. 跨度大:多向张弦梁结构可以实现跨度大、塔高低的设计,适合应用于大跨度桥梁工程。
3. 抗震性好:多向张弦梁结构的各个导杆相互作用,形成了一种抗震协同效应,能够有效抵抗地震力的作用。
4. 施工方便:多向张弦梁结构的施工相对简便,可以采用预制构件进行加工和调试,然后再进行现场组装。
以上是多向张弦梁结构的一些优势,接下来我们将从实际工程案例中分析其实践效果。
首先,我们来看一个典型的案例,国家地震局北川特大地震工程防震加固项目。
在这个项目中,多向张弦梁结构被应用于跨越阿坝河的主桥设计中。
该桥梁采用了3根正张杆和3根反张杆,通过对各根张杆的力学模型分析和计算,确保了整座桥梁的稳定性和安全性。
在2008年5.12汶川地震发生后,这座桥梁经受住了地震的考验,未发生破坏,验证了多向张弦梁结构的抗震性能。
另一个案例是湖南省郴州市粤湖大桥工程。
该桥是一座跨越湘江的大跨度桥梁,采用多向张弦梁结构设计。
这座桥从设计、施工到投入使用,都展现了多向张弦梁结构的良好实践效果。
经过多次负荷测试和安全评估,该桥梁在使用过程中表现出良好的刚度和稳定性,为周边地区的交通发展提供了可靠的保障。
多向张弦梁在桥梁工程中的实践效果表明,这种结构形式具有较好的自重与自振频率之比,对降低桥梁振动起到了积极的作用。
而且,多向张弦梁结构的构造简单,工期短,可以减少施工难度和工程成本。
张弦梁结构的基本原理与设计要点分析

张弦梁结构的基本原理与设计要点分析张弦梁结构是一种常见的桥梁结构形式,具有较好的承载能力和刚性,被广泛应用于高速公路、铁路、城市桥梁等工程中。
本文将对张弦梁结构的基本原理进行分析,并探讨其设计要点,以便提供设计师和研究人员在相关工程中的指导和借鉴。
1. 张弦梁结构的基本原理张弦梁结构是由上下平行的主梁构成的,主梁上下各有一根或多根张弦,通过顶部的挖土或拱的形式将张弦与主梁相连接。
张弦部分处于受拉状态,能够承受外界荷载并传递到主梁上,主梁则处于受压状态,形成一个整体的结构。
张弦梁结构的优点是结构简单、材料利用率高、刚度大、施工方便等。
2. 设计要点(1)荷载分析:在设计张弦梁结构时,必须充分考虑各种荷载情况,包括静力荷载、动力荷载以及温度荷载等。
合理的荷载分析是设计安全可靠的关键。
(2)梁体设计:主梁的横截面设计直接影响到整个结构的受力性能,因此需要在设计中充分考虑梁体的刚度和强度。
根据梁体的跨度和荷载情况,选择合适的梁体材料和梁体形状,以保证梁体在工作状态下的稳定性和可靠性。
(3)张弦设计:张弦的设计要根据桥梁的跨度和荷载情况来确定。
首先需要确定张弦的数量和布置方式,然后通过计算确定张弦的截面形状和尺寸,以及张弦与主梁的连接方式。
在设计过程中,需要充分考虑材料强度、变形、疲劳等因素,以保证张弦在工作状态下的可靠性。
(4)支座设计:张弦梁结构的支座设计是关键,支座的选择和布置直接影响到桥梁的稳定性和可靠性。
合理的支座设计应考虑桥梁的载荷特点、地基条件和建筑物结构特点等因素,以保证桥梁在使用寿命内不产生不均匀沉降和不平衡力。
(5)施工工艺:张弦梁结构的施工工艺也是设计过程中需要考虑的因素之一。
在施工过程中,必须遵循施工工艺规范,确保施工质量和施工安全。
合理的施工工艺可以提高施工效率,减少施工成本,保证结构的可靠性。
3. 经典案例分析为了更好地理解张弦梁结构的基本原理和设计要点,我们可以参考一些经典的案例。
张弦梁结构的基本概念和原理

张弦梁结构的基本概念和原理张弦梁结构是一种常见的结构形式,广泛应用于桥梁、建筑等工程领域。
它的基本概念和原理涉及了力学、材料科学和结构设计等方面的知识。
本文将就张弦梁结构的基本概念和原理进行详细的解析和阐述。
张弦梁结构是由上、下两张弦和中间的连续梁构成的。
上、下张弦承受纵向力,梁体负责承受横向力,形成一个三力平衡的结构体系。
张弦梁的上张弦受拉,下张弦受压,利用拉力与压力的均衡来传递荷载,并通过梁体将荷载引导到支座上。
张弦梁结构广泛运用于大跨度桥梁的设计和建设。
其基本原理可总结为以下几点:首先,张弦梁结构的设计考虑了梁体的材料特性和结构布置。
合理地安排梁体的尺寸和形状能够增加结构的整体刚度,提高承载能力。
此外,根据实际情况,优化梁体的截面形状和材料选择,能够减小结构重量和降低材料成本。
其次,张弦梁结构的设计也重视充分利用张弦的受力特点。
张弦钢材具有较高的抗拉强度,适合承担大部分纵向力。
通过张弦的受力,能够将桥梁的荷载传递到支座上。
同时,为了增加梁体的刚度和稳定性,常常将张弦与梁体通过节点连接,形成固定的结构。
同时,张弦梁结构的设计还需要考虑悬臂梁和跨中梁的不同受力情况。
对于悬臂梁,由于只有一端有支座,所受力较大,因此需要提高梁的刚度,增加纵向张强的受力面积。
而跨中梁则需要考虑地震、风荷载等外力的作用,因此需要进行弹性计算和抗震设计,保证结构的稳定性和安全性。
此外,张弦梁结构的施工和维护也是需要重点考虑的问题。
在施工过程中,需要特别注重节点的装配和焊接质量,保证结构的连续性和刚度。
同时,为了延长结构的使用寿命,需要定期检查和维护梁体和张弦的受力状态,及时发现和修复存在的问题。
在总结张弦梁结构的基本概念和原理时,还需要注意一些关键点。
其中,荷载传递路径的合理性是设计和施工过程中需要特别关注和重点解决的问题。
除了考虑结构的力学特性外,还需考虑梁体和张弦材料的耐久性和可靠性,以及工程经济性等方面的因素。
综上所述,张弦梁结构是一种常见且重要的结构形式。
多向张弦梁结构的力学行为及优势分析

多向张弦梁结构的力学行为及优势分析多向张弦梁结构是一种特殊的结构形式,其力学行为和优势分析对于了解和设计该结构的应用具有重要意义。
本文将从多个方面进行分析,并总结多向张弦梁结构的力学行为和其相对于其他结构的优势。
首先,我们将分析多向张弦梁结构的力学行为。
多向张弦梁结构是一种由多层张弦梁构成的复杂结构,具有较高的刚度和强度。
由于其具有多向性,能够承受来自不同方向的荷载。
此外,多向张弦梁结构能够通过调整梁的排列方式和张弦的材料性能来适应不同的工程需求,进一步优化结构的性能。
其次,我们将分析多向张弦梁结构相对于其他结构的优势。
首先,多向张弦梁结构具有较高的刚度和强度。
由于结构中的张弦被均匀地分布在各个方向上,能够有效地抵抗扭曲和变形。
其次,多向张弦梁结构在荷载分配和传递方面具有优势。
由于梁的排列方式和材料的选择能够灵活地调整,可以实现荷载分配的均匀和传递的高效。
再次,多向张弦梁结构易于制造和安装。
相比于其他复杂结构,其制造和安装过程相对简便,能够节省时间和成本。
进一步,我们将对多向张弦梁结构的应用进行分析。
多向张弦梁结构广泛应用于航空航天、桥梁工程、建筑设计等领域。
例如,在航空航天领域,多向张弦梁结构能够承受复杂多变的飞行荷载,提供稳定的结构支撑。
在桥梁工程中,多向张弦梁结构的刚度和强度能够满足大跨度桥梁的要求,同时其灵活性也能够适应不同地质条件和结构形式的需要。
在建筑设计中,多向张弦梁结构的美观性和结构优势使得其成为现代建筑设计的重要组成部分。
最后,我们将总结多向张弦梁结构的力学行为和优势分析。
多向张弦梁结构具有较高的刚度和强度,在荷载分配和传递方面具有优势。
其优越的速度和成本效益使得其在航空航天、桥梁工程和建筑设计等领域得到广泛应用。
尽管多向张弦梁结构存在一些制造和安装方面的挑战,但其独特的力学行为和优势使得其成为结构工程领域的研究热点。
总之,多向张弦梁结构的力学行为和优势分析对于了解和设计该结构的应用具有重要意义。
张弦梁结构与传统梁结构的对比分析

张弦梁结构与传统梁结构的对比分析首先,我想对比分析张弦梁结构与传统梁结构在几个方面的差异和优势。
然后,我将详细介绍两种结构的定义、特点、应用领域和适用条件。
最后,我将总结这两种结构的优劣势,并讨论未来的发展趋势。
张弦梁结构是一种材料受力状态特殊的空间刚架结构。
它由高强度滨州线或塑料纤维带缠绕构成,具有高刚度和高抗弯强度的特点。
相比之下,传统梁结构通常是通过钢筋混凝土或其他材料制成的。
张弦梁结构的主要特点是强度高、刚度大、自重轻、质量均匀。
由于其材料特性和结构设计的巧妙,张弦梁结构具有出色的承载能力和抗风能力。
与传统梁结构相比,张弦梁结构的轻量化设计能够减少建筑物的自重,同时提高了结构的稳定性和耐久性。
张弦梁结构广泛应用于大跨度和重载结构工程中,如体育场馆、桥梁、飞机库和高楼大厦。
由于其独特的结构特点,张弦梁结构能够实现更大的空间自由度,提供更大的建筑空间,同时降低了结构的成本和施工难度。
传统梁结构是一种常见的建筑结构形式,其特点是简单、易于施工和使用广泛。
传统梁结构通常由水泥、钢筋和砖块等材料制成。
这种结构形式在住宅、商业建筑等领域得到广泛应用。
与张弦梁结构相比,传统梁结构的主要优点是成本低,施工过程相对简单,且易于维护。
然而,传统梁结构的刚度和承载能力相对较低,不适合大跨度和重载结构工程。
在实际应用中,选择适合的结构形式取决于建筑物的具体要求和设计目标。
如果需要大跨度和重载结构,则张弦梁结构是一个更好的选择,因为它具有更高的刚度和抗风能力。
对于小型住宅和商业建筑,传统梁结构可能成为更经济和实用的选择。
然而,随着科技的进步和工程建筑的发展,张弦梁结构在未来可能会得到更广泛的应用。
通过材料的创新和结构设计的优化,张弦梁结构可能在更多领域展示其优越性。
此外,与可持续发展趋势的结合也将为张弦梁结构的发展提供机遇。
综上所述,张弦梁结构和传统梁结构在材料、特点、应用领域和适用条件等方面存在明显的差异。
张弦梁结构在大跨度和重载结构工程中具有更大的优势,而传统梁结构在住宅和商业建筑等领域更经济实用。
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例题张弦结构分析2 例题. 张弦结构分析概要此例题将介绍利用midas Gen做张弦结构分析的整个过程,以及查看分析结果的方法。
例题的建模部分可以参见midas Gen初级培训的网架建模步骤,这里不再做介绍。
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张弦结构概述张弦结构是将上弦刚性受压构件通过撑杆与下弦拉索组合在一起形成自平衡的受力体系,是一种大跨度预应力空间结构体系。
张弦结构上弦刚性构件可以是实腹式梁,也可以是格构式桁架,据此对不同的张弦结构可称作张弦梁或张弦桁架。
本例题中介绍的模型使用张弦桁架。
张弦结构的特点张弦结构在保证充分发挥索的抗拉性能的同时,由于引进了具有抗压和抗弯能力的桁架或梁而使体系的刚度和稳定性大为增强。
对张弦结构中索施加一定的预拉力,这既可使索具有适当的初始绷紧度,也可对索与桁架或梁之间的受力比例进行必要调整;既充分发挥了索的抗拉能力,又调整了桁架或梁的内力分布(使桁架或梁中的内力分布趋于均匀)张弦结构的形态定义张弦结构像悬索结构等柔性结构一样,根据张弦结构的加工,施工及受力特点,通常将其结构形态定义为零状态、初始态和荷载态三种。
例题张弦结构分析(1):零状态零状态是拉索张拉的前状态,实际上是指构件的加工和放样状态,通常也称结构放样态。
当索张拉完毕后,结构上弦构件的形状将发生偏离,从而不能满足建筑的要求,因此,张弦结构上弦构件的加工放样要考虑这种索张拉后带来的变形影响,这是张弦结构要进行零状态定义的原因。
(2):初始态初始态是拉索张拉完毕后,结构安装就位的形态,通常也称预应力态。
初始态是建筑施工图中所明确的结构外形。
(3):荷载态荷载态是外荷载作用在初始态结构上发生变形后的平衡状态。
张弦桁架在midas中的计算此例题的分类及各自的步骤如下:一、已知索单元初拉力的情况下,求索单元的拉力变化及结构的变形。
1.简介2.设定操作环境及定义材料和截面3.建立张弦梁一个锥体4.形成张弦网架5.定义边界条件6.输入各种荷载7.定义几何非线性分析控制数据8.运行分析9.查看结果二、对带有索单元的结构进行反应谱分析1.索单元拉力添加(即对索单元进行张拉)2.运行分析并查看结果3例题张弦结构分析4 一.已知索单元初拉力的情况下,求索单元的拉力变化及结构的变形1.简介本例题张弦桁架的几何形状、边界条件以及所使用的构件如图1所示。
边界条件设定为一端铰接,另一端为滑动支座。
本例题中荷载只考虑自重、屋盖作用恒荷载、活荷载、索的初拉力。
(本例题数据仅供参考)本例题基本数据如下:上(下)弦主梁:P299×14腹杆:P152×8上弦支撑:P121×6撑杆:P159×8拉索:D100(预应力索)钢材:Q345上弦梁圆弧半径:R=168m;上下弦距离:1.8m注意:进行几何非线性分析时,需要查看几种荷载按一定的方式进行荷载组合作用后的结果,必须将该荷载组合作为一个工况进行非线性分析,查看该工况的结果。
不能象弹性分析时,直接查看分析后几种单独工况的线性组合结果。
荷载工况 1 –自重荷载工况 2 –屋面恒荷载 10kN (节点荷载)荷载工况 3 –屋面活荷载 5kN (节点荷载)索初拉力 770kN例题 张弦结构分析5轴侧图平面图立面图图1 分析模型例题张弦结构分析62.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图2 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:Q345 设计类型:钢材规范:GB03(S)数据库:Q345 材料类型:各向同性点击确认按钮注: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 张弦结构分析7图3 定义材料5.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、柱截面尺寸图4 定义截面例题 张弦结构分析83.建立张弦梁一个锥体1.主菜单选择 节点/单元>节点>建立节点(快捷键Ctrl+Alt+1) 建立节点1(0,1,0),2(0,-1,0),3(0,0,-1.8) 2.主菜单选择 节点/单元>单元>扩展(快捷键Alt+5) 选中节点1、2,输入相应参数,如图5所示 选中节点3,输入相应的参数,如图6所示3.主菜单选择 节点/单元>单元>建立单元(快捷键Alt+1)选择材料为Q345,截面P152×8,桁架单元,连接(1,6)、(2,6)、(4,6)、(5,6); 选择材料为Q345,截面P121×6,桁架单元,连接(1,2)、(4,5)、(1,5); 删除多余节点及杆件,如图7所示图5 扩展节点1、2 图6 扩展节点3 图7 删除多余节点及杆件注: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 张弦结构分析94.形成张弦网架1.主菜单选择 节点/单元>单元>旋转 选中需旋转单元,设定旋转参数,如图8所示图8 旋转依次锥体 2.主菜单选择 节点/单元>单元>建立单元补充建立上弦支撑及下弦主梁,如图9所示(注意单元类型)图9 补充建立单元例题张弦结构分析10 3.主菜单选择节点/单元>单元>旋转利用1、2步骤方法,建立右侧张弦梁网架,如图10所示图10 旋转单元4.主菜单选择节点/单元>单元>建立单元利用相对坐标,建立端部短竖杆,利用两点方式建立其他单元利用相对坐标,建立撑杆,撑杆长度依次为0.5m,2.7m,4.3m,5m(数值仅供参考)利用两点建立预应力拉杆(不勾选交叉分割,注意单元类型、材料和截面),如图11所示5. 主菜单选择节点/单元>单元>镜像全部选中,输入镜像参数,如图12所示镜像完成后补充建立缺少的张弦拉杆及下弦主梁例题 张弦结构分析11图11 建立其他构件图12 镜像单元例题张弦结构分析12 5.定义边界条件1.主菜单选择边界>边界>一般支承定义张弦梁边界条件,一边为铰接、一边为滑动支座,如图13所示图13 边界条件例题 张弦结构分析136.输入各种荷载设定荷载工况,输入自重、屋面恒荷载、屋面活荷载。
1.主菜单选择 荷载>建立荷载工况>静力荷载工况 定义恒载DL ,活载LL ,预应力,空工况四种荷载工况图14 定义荷载工况2. 添加恒载、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-10kN (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-5。
例题张弦结构分析14图15 施加节点荷载3.由荷载组合建立荷载工况主菜单选择荷载>建立荷载工况>使用荷载组合在使用非线性分析的时候,需要查看几种荷载按一定的方式进行荷载组合作用后的结果,必须将该荷载组合作为一个工况进行非线性分析,查看该工况的结果。
分析结束后,将不同的荷载工况分别乘以不同的组合系数进行叠加组合的方法,只适合于线弹性的分析。
midas Gen中可以通过“荷载>建立荷载工况>使用荷载组合”将某一(多)荷载组合生成一(多)种荷载工况,再利用该工况进行分析。
本例题中,假设需要查看的是在1.2倍恒荷载(包括自重)和1.4倍活荷载(即 1.2D+ 1.4L)组合下的结果。
注意:使用该功能的时候,程序只将荷载组合中原来各个工况已经添加的荷载复制到新建的工况中,但是原来工况中在使用该功能后添加的荷载,程序不会自动复制。
具体步骤为:a.结果>组合>荷载组合,定义1.2D+1.4Lb.荷载>静力荷载>建立荷载工况>使用荷载组合,将定义的1.2D+1.2L荷载组合移动至右侧,点击适用即可。
该功能可以批量由荷载组合建立荷载工况。
例如在本例题中,如果在利用该功能生成了新的名为“1.2D+1.4L”的荷载工况后,又在“D”荷载工况中,添加了新的恒荷载,那么,新添加的恒荷载不会自动的复制到“1.2D+1.4L”的荷载工况中,需要利用该功能再手动生成一次。
例题 张弦结构分析15图16 由荷载组合生成荷载工况4.添加索单元的初拉力在midas Gen 中,进行几何非线性分析(大位移)分析时,给索单元加初拉力的方法有三种:1、 荷载>初始荷载/其它>初始荷载>大位移>几何刚度初始荷载,2、 在建立单元的时候,“单元类型”选择为索单元时,使用无应力长度“Lu ”或者直接加“初拉力”,3、 荷载>温度/预应力>预应力>初拉力方法一施加的初拉力相当于内力。
这可以用以下两点来理解:一是该力不属于任何荷载工况。
在查看某一荷载工况下的索单元内力时,显示的数值为该荷载工况作用下索单元内力和索中初拉力两者的合力。
二是它只作用在施加了力的索单元上,在分析时该方法加的初拉力只影响索单元的刚度,不会对结构中其它构件产生内力或者位移。
例题张弦结构分析16 (添加一个空工况,即只给工况类型,不添加任何属于该类型的荷载值,分析后可以看到空工况作用下结构中不产生位移,只有索单元有内力,其余构件的内力为零。
)几何刚度初始荷载提供的是刚度,而不是外力,外力是会对整个结构产生影响的。
可以这样理解,在进行几何非线性分析的时候,索其实相当于桁架,只是在每一步迭代时,索单元内的拉力会不断变化,索单元的刚度也在不断变化,索单元就好比是一根截面在不断变化的桁架单元。
方法二、三施加的初拉力相当于外力。
它们的共同点是都会对结构中的其它构件产生影响,带来位移及内力。
但是两者又有不同,最主要的不同是:建立索单元的时候添加的初拉力,既是外力,同时还影响索单元在计算时候的初始刚度;而使用“初拉力荷载”添加的初拉力,只是外力,不影响索单元在计算时候的初始刚度。
另外二者还有以下的不同:方法二施加的初拉力,不需要设定为荷载工况,在计算后,查看某工况下的结构内力时,得到的结果是该工况和初拉力共同作用的结果。
(可以在模型中添加一个空工况,分析后可以看到该工况下,结构中会产生位移,除了索单元有内力外,其余构件也会有内力。
)在分析时该方法加的初拉力既影响索单元的初始刚度,又对其它构件产生内力。