midas Gen-网壳屈曲分析(已改)
基于midas Gen的单层球形网壳结构分析及应用研究
基于midas Gen的单层球形网壳结构分析及应用研究
王亮;聂向东;崔传峰;秦兴宽;梁思浩
【期刊名称】《建筑技术》
【年(卷),期】2024(55)5
【摘要】基于midas Gen软件模型,在不同应力比下对实体工程金属网壳模型进行分析,获得了工程实体金属网壳模型静力荷载下铸钢铰支座反力、罕遇地震时铸钢铰支座反力、静力荷载销轴反力、罕遇地震销轴反力分布情况。
将设计模型得到的实体工程金属网壳荷载–位移曲线与有关设计模型网壳荷载–位移曲线进行对比,通过实体工程金属网壳模型设计实例,分析了不同应力下的杆件位移情况,从而证明了实体工程金属网壳模型设计的准确性及合理性。
【总页数】5页(P583-587)
【作者】王亮;聂向东;崔传峰;秦兴宽;梁思浩
【作者单位】中国建筑第八工程局有限公司南方公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU0
【相关文献】
1.单层网壳与双层网壳钢结构冷却塔结构分析及比较
2.单层球形网壳结构的分析及实验研究
3.关于用Midas-Gen对单层球壳屈曲分析的方法
4.基于MIDAS的单层网壳稳定性分析
5.基于MIDAS GEN的单层球面网壳稳定性分析
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Midas Gen常见问题解答
建模问题 6、定义板厚时，平面内厚度和平面外厚度的区别？ 板单元可以输入两种厚度， 面内厚度是用来计算板单元平面内抗拉及抗压刚度 面外厚度是用来计算板单元面外抗弯刚度 假设N为面内厚度，W为面外厚度， 程序计算自重时一般取用N值； 当N=0、M>0时，以M值计算自重
建模问题
7、问：在MIDAS/Gen中建立模型时，如何考虑楼板刚性及弹性问题?
B、可以直接在定义材料的对话框里选择“用户定义”的方式，手动
的输入各项参数。
建模问题 4、数据库中没有的不规则截面如何输入？ 两种方法来解决： A、模型》材料和截面》添加截面》数值 在数值型截面中直接输入已知截面特性值； B、工 具》截面特性值计算器
画出真实截面形状，计算出特性值后导入midas Gen中使用。
荷载问题 3、定义地震作用时，有两个放大系数，两者是什么关系？最终地 震作用取值如何？ A、菜单：荷载》反应谱分析数据》反应谱函数(图一) 此时的放大系数会放大所有方向的地震作用 B、菜单：荷载》反应谱分析数据》反应谱荷载工况(图二) 此处只放大该作用方向上的地震作用， 两个系数相乘作为最终该方向工况的放大系数。
导入问题 2、导入SATWE文件形成MIDAS的模型需要注意的问题？ 用转换程序导入SATWE的模型文件后，形成.MGT的命令流文件，在
MIDAS中导入此文件，应注意以下问题：
A、风荷载及反应谱荷载没有导进来，需要在MIDAS中重新定义； B、剪力墙洞口无法导入，楼面荷载自动转换为梁荷载； B、需要定义自重、质量； C、需要定义层信息； D、注意比较一下SATWE的质量与MIDAS的质量。 定义质量：midas Gen中有两个地方，模型-结构类型-将结构的自重 转换为质量、模型-质量-将荷载转换成质量，竖向荷载可以通过两个软件 的质量总和进行比较确认是否有丢失；
MIDASgen操作流程介绍
MIDAS/gen操作流程介绍操作流程L在MIDAS中新建一个模型：2.将CAD单线模型转换成DXF格式导入MIDAS（midm不识别曲线模型，并注意尺寸数问题）；3.定义材料及截面属性；4.指定支座节点形式（边界条件）：5.检查结构数据；6.定义荷载工况及荷载组合（DL；LL；WL；TS；TL；RL；SL等）7.荷载加载（坐标轴选取：整体坐标轴且是否选取投影面积；局部坐标轴）；8杆件释放（释放梁端约束）；9.前处理阶段运行；10.查看模态、变形及内力，并判断模型是否准确（如果对模型并不确保准确，可在荷载加载阶段只添加重力荷载，进行简单运行，初步检查模型是否正确）；1L后处理阶段试算:12.根据试算结果，查看应力比及设计细节，调整覆盖项参数（再修改程序默认定义不准确的杆件类型以及杆件长细比）。
王I 导入模型开始就要设置好所需单位噢,荷,周L ；p f =自“娟孟J的隔-■独书才加期出-明荏分G 数糖q萌问我才析算俺h 军法敲忻处据l 水北照才析的is国丰玷性分析硼：i 融工mr 叫忻我造鼓跳2曲卜%直调w三或-m 命令信担心汗福面7捕捉类图标/看这里看这里看这里显不类图标所有功能应有尽有，只有你想不到没有他做不到其他软件一样有一些快捷键,比如F2只显示选中单元、F5前处理阶段运行、F8单元验算、F12删除多余杆件等。
各种命令有待你慢慢挖掘》D 视图类图标MIDAS 页面简介口后后口昌底占1Gen 2D14-u 杜仁山-［履里0匚1MJ 酬Qi 中国区清当啮®回出I4与油米后：毕唯I KH耳t L E R 皿,吐如”—三立01葡曲弹1记南唱的现则可动.百T :实宜-、一.、gfi 去。
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Midas Gen常见问题解答
常见问题解答
北京迈达斯技术有限公司
MIDAS/Gen常见问题解答
定位问题 导入问题 建模问题 荷载问题 分析设计问题
MIDAS/Gen常见问题解答
定位问题
MIDAS/Gen定位 建筑结构通用有限元分析与设计软件，主要解决问题如下：
小震问题：静力地震作用、反应谱分析、弹性时程分析 中震问题：中震弹性分析及设计、中震不屈服分析及设计
B、可以直接在定义材料的对话框里选择“用户定义”的方式，手动
的输入各项参数。
建模问题 4、数据库中没有的不规则截面如何输入？ 两种方法来解决： A、模型》材料和截面》添加截面》数值 在数值型截面中直接输入已知截面特性值； B、工 具》截面特性值计算器
画出真实截面形状，计算出特性值后导入midas Gen中使用。
菜单：模型》建筑物数据》层 在“楼板刚性楼板”一栏中选择“考虑”
即可，程序默认为“考虑”，即所有楼层都按刚性板考虑；
如果想解除某一层楼板的刚性，可在“楼板刚性楼板”一栏中选择“不 考虑”，此时该层楼板按弹性板来考虑， 注意：考虑刚性板假定可以不建立楼板， 不考虑刚性板假定时需要设计者在该楼层建立楼板（用板单元建 立）即可。
菜单：边界->弹性支承->节点弹性支承 菜单：边界->弹性支承->面弹性支承
大震问题：静力弹塑性（Pushover）分析、动力弹塑性分析
空间大跨结构：几何非线性分析 特种结构：静力分析、材料非线性分析 其他分析：边界非线性动力分析（消能减震、阻尼器、摩擦摆隔 震装置）、预应力分析、施工阶段分析
MIDAS/Gen常见问题解答
导入问题
导入问题 1、midas Gen 可以导入和导出哪些数据文件？与其它哪些程序可以互导？
midas常见问题与解答
答：原因是没有将结构自重转换为质量。具体操作如下：“模型>结构类型>将结构自重转换为质量”。
问：在
答：刚性楼板是在“模型>建筑物数据>层”，在“楼板刚性楼板”一栏中选择“考虑”即可，程序默认为“考虑”，即所有楼层都按刚性板考虑；如果想解除某一层楼板的刚性，可在“楼板刚性楼板”一栏中选择“不考虑”，此时该层楼板按弹性板来考虑，需要设计者在该楼层建立楼板（用板单元建立）即可。
问：在建立层数据时如何使中间层节点不形成层数据？
答：程序一般默认将根据竖向节点的坐标生成各层及名称，你可以将不真实的层 (层间节点生成的)移到左面去除，然后再形成层数据即可。
问：在定义层数据时，输入的地面标高是起什么作用的？
答：在“模型>建筑物数据>控制数据”中输入相应的地面标高时，程序自动计算风荷载时，程序将自动判别地面标高以下的楼层不考虑风荷载作用，注意此功能不是用来定义地下室的。
4，CAD建模有重复的线条时导入的模型有重复的单元，导入后我们利用F12键删除重复单元；
5，最后利用节点合并功能把CAD中作图中有偏差的点合并；
6，在CAD中作图的每一个图层，导入Midas后会作为一个结构组，这样会很方便我们修改模型，所以我们在CAD里建模时就应该往有利用我们修改模型设定图层；
7，导入到Midas中，线条默认为梁单元，面默认为板单元，如果为其他单元类型，要对单元类型进行编辑。
问：板单元形状规则，但是无法改成剪力墙单元？
答：是板单元的坐标轴问题，x轴不在X－Y平面内，无法转换，可以新建一个板单元，然后统一坐标轴，再进行转换。
问：建楼板时，对板单元进行了分割，怎样才能快速分割和板相连的梁单元？
midasGEN对单层网壳非线性分析
midasGEN对单层网壳非线性分析
midasGEN网壳稳定分析过程算例
根据《空间网格结构技术规程》（JG17-2010）一下规定：
需要计算网壳的安全系数＞4.2
以下分别为midasGEN和sap2000进行单层网壳稳定性分析步骤1、工程介绍：
直径D=32m，矢高f=4.5m单层网壳，支座约束均为固定铰支座，如下图所示：
恒活荷载见模型中数值。
2、下面先进行第一步------屈曲分析
勾选仅考虑正值是，如果出现负值，说明是反向荷载按照一定倍
数施加先破坏，但是常规结构一般都是竖直向下荷载会使结构破坏。
勾选检查斯图姆序列是要把最不利的模态排列在前面。
F5运行
显示最不利节点为264节点，记住这一个节点号。
然后施加初始缺陷
点击根据“初始缺陷更新模型”
一般都是选择第一模态（第一模态屈曲因子最小，也是结构最先屈曲的荷载倍数，个人觉得要是模型第一模态要是出现局部屈曲，需要调整模型直至第一模态为整体屈曲模态）
最大值为D/300（注意单位）
然后update会生成另外一个模型。
在这个模型中，需要添加一个非线性分析工况先添加一个组合
适用之后就会生成一个D+L工况接下来就是非线性分析
我们选择几何非线性----位移控制法------主节点264方向dz位移不足数量10子步骤内迭代次数10最大控制位移：-350mm（正方向向上，这个位移需要进行反复试验才能使分析收敛，分析结果才会有效）点击确认
然后F5进行分析
窗口显示以下内容，说明已经收敛
通过步骤图表输出位移-----安全系数曲线
K最大值为21.6＞4.2满足要求。
midas Gen-网壳屈曲分析(已改)
例题8 单层网壳屈曲分析1例题单层网壳屈曲分析2例题. 单层网壳屈曲分析概要此例题将介绍利用midas Gen做网壳屈曲分析的整个过程，以及查看分析结果的方法。
该例题的建模利用midas Gen建模助手中的网壳建模助手，这里不再做介绍。
通过该例题希望用户能够了解做网壳屈曲分析的一般步骤和过程。
此例题的步骤如下:1.简介2.输入各种荷载3.定义屈曲分析控制数据4.考虑网壳初始缺陷5.运行分析并查看结果6.非线性屈曲分析例题单层网壳屈曲分析1.简介本例题网壳的几何形状、边界条件以及所使用的构件如图1所示。
荷载只考虑屋盖作用雪荷载的情况，遇到屋盖作用多种荷载的情况，只需按同样的方法加载即可。
(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 –屋面恒荷载 2kN➢荷载工况 3 –屋顶活荷载 2kN图1 分析模型3例题单层网壳屈曲分析4 2.输入各种荷载1.设定荷载工况在输入荷载之前先设定荷载工况。
1.点击主菜单选择荷载>静力荷载>建立荷载工况>静力荷载工况2.在对话窗口中输入如图2，所示的荷载工况图2 输入荷载工况注：在极限状态设计法中屋面活荷载与普通层的活荷载的荷载分项系数不同，故荷载工况也需单独输入。
例题单层网壳屈曲分析2.输入自重构件的材料和截面被定义后，程序将根据其体积和比重自动计算结构的自重。
通过在自重指令中输入系数可以定义其作用方向。
输入自重的步骤如下。
1.在功能列表(图3的 )中选择自重2.在荷载工况名称选择栏选择‘自重’3.在自重系数的Z中输入‘-1’4.在操作选择栏点击键1图3 输入自重5例题单层网壳屈曲分析6 3.输入屋面荷载为计算初始缺陷，先计算在各荷载工况组合作用下的基本屈曲模态的屈曲向量，因此将屋面上所作用的恒荷载和活荷载施加到网壳上的各节点上。
图4 屋顶荷载单位力的施加例题单层网壳屈曲分析3.定义屈曲分析控制数据主菜单选择分析>分析控制>屈曲定义屈曲分析控制数据，运行屈曲分析，找到网壳结构最低阶屈曲模态（第一屈曲模态）的屈曲向量，通过该模态的屈曲向量考虑结构的初始缺陷图5 屈曲分析控制数据确认，运行分析。
MIDAS屈曲分析演示幻灯片
注：在极限状态设计法中屋 面活荷载与普通层 的活荷载的荷载分 项系数不同，故荷 载工况也需单独输 入。
图2. 输入荷载工况
图3. 输入自重
注：若模型需要考虑初始缺 陷，那么施加恒荷 载和活荷载中不应 采用虚面得方式施 加！
图4. 屋顶荷载的施加
3、定义屈曲分析控制数据
图5.屈曲分析控制数据
定义屈曲分析控制数据， 运行屈曲分析， 找到网壳结构最 低阶屈曲模态 （第一屈曲模态） 的屈曲向量，通 过该模态的屈曲 向量考虑结构的
MIDAS/Gen 培训资料
单层网壳屈曲分析
培训目的
---熟悉单层网壳特征值屈曲的操作过程 ---了解单层网壳初始缺陷的施加方法 ---掌握单层网壳非线性屈曲的分析方法
操作步骤
---打开建好的网壳模型，建立荷载工况并施加荷载 ---定义屈曲分析控制数据 ---运行分析得到结构基本屈曲模态的屈曲向量 ---按规范规定考虑初始缺陷调整模型 ---给模型施加实际荷载 ---查看屈曲模态和临界荷载系数
图8.计算初始缺陷EXCEL表格
3、非线性屈曲分析
① 自动生成荷载组合， 建立或修改需要转换成非线性荷载工况的荷载组合，如 图9
② 生成非线性荷载工况：主菜单>荷载>由荷载组合建立荷载工况，如图10 ③ 查看在该工况下线弹性分析位移最大的点，做非线性分析的控制节点 ④ 设定非线性控制数据：主菜单>分析>非线性分析数据，如图11 ⑤ 查看荷载－位移曲线：结果>阶段/步骤时程图表，如图12
建立需要转换成非线性 荷载工况的荷载组合
系数可修改
图9.建立需要转换成非线性荷载工况的荷载组合
图10.由建立的荷载组合生成非线性荷载工况
不断调试， 直到得到理 想的结果
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例题8 单层网壳屈曲分析
1
例题单层网壳屈曲分析
2
例题. 单层网壳屈曲分析概要
此例题将介绍利用midas Gen做网壳屈曲分析的整个过程，以及查看分析结果的方法。
该例题的建模利用midas Gen建模助手中的网壳建模助手，这里不再做介绍。
通过该例题希望用户能够了解做网壳屈曲分析的一般步骤和过程。
此例题的步骤如下:
1.简介
2.输入各种荷载
3.定义屈曲分析控制数据
4.考虑网壳初始缺陷
5.运行分析并查看结果
6.非线性屈曲分析
例题单层网壳屈曲分析1.简介
本例题网壳的几何形状、边界条件以及所使用的构件如图1所示。
荷载只考虑屋盖作用雪荷载的情况，遇到屋盖作用多种荷载的情况，只需按同样的方法加载即可。
(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 –屋面恒荷载 2kN
➢荷载工况 3 –屋顶活荷载 2kN
图1 分析模型
3
例题单层网壳屈曲分析
4 2.输入各种荷载
1.设定荷载工况
在输入荷载之前先设定荷载工况。
1.点击主菜单选择荷载>静力荷载>建立荷载工况>静力荷载工况
2.在对话窗口中输入如图2，所示的荷载工况
图2 输入荷载工况
注：在极限状态设计法中屋面活荷载与普通层的活荷载的荷载分项系数不同，故荷载工况也需单独输入。
例题单层网壳屈曲分析2.输入自重
构件的材料和截面被定义后，程序将根据其体积和比重自动计算结构的自重。
通过在自重指令中输入系数可以定义其作用方向。
输入自重的步骤如下。
1.在功能列表(图3的 )中选择自重
2.在荷载工况名称选择栏选择‘自重’
3.在自重系数的Z中输入‘-1’
4.在操作选择栏点击键
1
图3 输入自重
5
例题单层网壳屈曲分析
6 3.输入屋面荷载
为计算初始缺陷，先计算在各荷载工况组合作用下的基本屈曲模态的屈曲向量，因此将屋面上所作用的恒荷载和活荷载施加到网壳上的各节点上。
图4 屋顶荷载单位力的施加
例题单层网壳屈曲分析3.定义屈曲分析控制数据
主菜单选择分析>分析控制>屈曲
定义屈曲分析控制数据，运行屈曲分析，找到网壳结构最低阶屈曲模态（第一屈曲模态）的屈曲向量，通过该模态的屈曲向量考虑结构的初始缺陷
图5 屈曲分析控制数据
确认，运行分析。
7
例题单层网壳屈曲分析
8 主菜单选择结果>模态>阵型>屈曲模态
图6 第一阶屈曲模态
图7 第二阶屈曲模态
例题单层网壳屈曲分析
4.考虑网壳初始缺陷
根据屈曲模态更新模型
1.选择计算初始缺陷的模态
2.按规范计算初始缺陷最大值（跨度的1/300）或比例系数
3.更新并保存模型
图8 计算初始缺陷更新模型
9
例题单层网壳屈曲分析
10
5.运行分析并查看结果
把考虑了初始缺陷的模型重新运行分析
1.运行分析查看结果：主菜单选择结果>模态>振型>屈曲模态查看图形结
果，如图10
2.查看结果：主菜单选择结果>表格>结果表格>屈曲模态查看临界荷载系
数和各屈曲向量，如图11
图9 屈曲分析控制数据
注：屈曲分析必须要有
可变荷载，否则不能分
析
例题单层网壳屈曲分析
图10 屈曲模态图形结果
注：可变荷载的临
界荷载系数
图11 临界荷载系数与屈曲向量
注：特征值屈曲因为无法反映结构的后屈曲性能，其值往往被高估，
因此有必要考虑结构的非线性效应
11
例题单层网壳屈曲分析
12 6.非线性屈曲分析
把考虑了初始缺陷的模型重新运行分析
1.自动生成荷载组合：主菜单选择结果>组合>荷载组合
2.建立或修改需要转换成非线性荷载工况的荷载组合，如图12
3.生成非线性荷载工况：主菜单选择荷载>静力荷载>建立荷载工况
>使用荷载组合，建立荷载工况，如图13
4.查看在该工况下线弹性分析位移最大的点，做非线性分析控制节点，如
图14
5.设定非线性控制数据，进行几何非线性分析(需先删除屈曲分析控制，
还需要取消建筑主控数据里“层构件剪力比”)：主菜单选择分析>分
析控制>非线性，如图15
6.查看荷载－位移曲线：结果>时程>阶段/步骤时程图表，如图16
图12 建立需要转换成非线性荷载工况的荷载组合
系数可修改
建立需要转换成非线性
荷载工况的荷载组合
例题单层网壳屈曲分析
图13 由建立的荷载组合生成非线性荷载工况
注：以节点77号
做为控制节点
图14 确定非线性分析控制节点
13
例题单层网壳屈曲分析
14 图15 设定非线性分析控制数据
不断调试，直
到得到理想的
结果
例题单层网壳屈曲分析
结构失稳点
稳定系数图16 结构荷载－时间曲线图表
15。