4-张弦结构分析
张弦梁结构工程实践中的质量控制与施工方法分析

张弦梁结构工程实践中的质量控制与施工方法分析1. 引言张弦梁结构是一种常用的桥梁结构,具有较高的承载能力和抗震性能。
在工程实践中,为了确保张弦梁结构的质量和施工安全,需要进行有效的质量控制和采用合适的施工方法。
本文将对张弦梁结构工程实践中的质量控制和施工方法进行分析。
2. 张弦梁结构的质量控制2.1 材料质量控制张弦梁结构的材料质量直接影响着结构的稳定性和安全性。
在实践中,应严格控制材料的质量,包括钢材、预应力锚具、混凝土等。
通过选择有合格证明的供应商,进行材料检测和质量把关,确保材料的合格性和符合设计要求。
2.2 结构制作与安装质量控制张弦梁结构的制作与安装过程中,需要保证构件的尺寸精度和稳定性。
在制作过程中,应依据设计图纸进行模板、钢筋的布置和焊接,并进行尺寸和质量检查。
在安装过程中,应严格按照施工工艺要求进行操作,确认每个构件的准确位置和连接方式,以确保结构的稳定性。
2.3 施工过程质量控制张弦梁结构的施工过程中,应进行全面的质量控制和监督。
包括模板安装、混凝土浇注、养护等环节。
在模板安装中,应确保模板的准确度和稳定性,防止模板变形或移位。
在混凝土浇注过程中,应控制浇注速度、振动方式和养护管理,以确保混凝土的强度和质量。
3. 张弦梁结构施工方法分析3.1 钢段制作与安装张弦梁结构中的钢段通常通过预应力拉索进行制作和安装。
在钢段制作过程中,应严格按照图纸要求进行加工和焊接,保证钢段的尺寸精度和质量。
在安装过程中,应注意钢段的安装顺序,确保结构的稳定性和安全性。
3.2 预应力锚固与张拉预应力锚固是张弦梁结构的关键环节,直接影响结构的力学性能。
在预应力锚固过程中,应选择合适的锚具和锚固方法,确保预应力力量的传递和锚固的可靠性。
在预应力张拉过程中,应按照设计要求进行张拉力的控制和施加,防止过度张拉导致结构变形或损坏。
3.3 混凝土浇筑与养护混凝土浇筑和养护是张弦梁结构施工过程中的重要环节。
在浇筑过程中,应控制浇筑速度和混凝土的坍落度,保证混凝土的均匀性和紧密性。
张弦梁结构设计原理及应用分析

张弦梁结构设计原理及应用分析张弦梁结构是一种常用的桥梁结构形式,它是由拉索和梁体组成的特殊结构。
在该结构中,拉索起到了主要承载荷载的作用,而梁体则用于支撑和固定拉索。
张弦梁结构具有较高的刚度和强度,能够有效地分散并传递荷载,广泛应用于桥梁、悬索桥、天桥等工程中。
首先,我们来了解一下张弦梁结构的设计原理。
在张弦梁结构中,拉索是承载主要荷载的部分。
拉索通常由高强度钢缆或钢索组成,通过预应力来提高其刚度和稳定性。
拉索通常固定在两个支座上,形成了一个张力状态,使结构能够承担更大的荷载。
梁体则用于支撑和固定拉索,使整个结构形成一个平衡的力系统。
张弦梁结构的应用分析主要从以下几个方面进行探讨:1. 结构优势:张弦梁结构具有较高的刚度和强度。
由于拉索起到了主要承载荷载的作用,相比传统桥梁结构,张弦梁结构可以减少梁体的尺寸和材料使用量,降低了工程造价。
此外,张弦梁结构还具有施工速度快、对地基要求低等优势,适用于跨越大尺度的河流、山谷等地形。
2. 设计考虑:在进行张弦梁结构设计时,需要考虑以下因素。
首先是拉索的大小和布置。
拉索的数量和位置直接影响着结构的刚度和荷载承载能力。
其次是梁体的形状和材料选择。
梁体应具有足够的刚度和强度,同时要满足美观和经济的要求。
最后是结构的防腐保护和维护考虑。
由于张弦梁结构通常在复杂的环境中,如海上、高温等,所以对结构的防腐和维护工作非常重要。
3. 应用案例:张弦梁结构在桥梁工程中得到了广泛应用。
经典的案例包括中国的长江大桥、世界知名的悬索桥-美国旧金山金门大桥、以及全球最长的海上跨海大桥-中国渤海海峡大桥等。
这些案例充分展示了张弦梁结构的优势和可行性。
总之,张弦梁结构作为一种重要的桥梁结构形式,在工程设计中发挥着重要的作用。
通过理解其设计原理和应用分析,可以更好地应用于工程实践中。
同时,为了确保结构的稳定性和安全性,我们需要严格按照设计规范和标准进行设计和施工,并进行必要的监测和维护工作。
张弦梁结构的结构特点与应用领域

张弦梁结构的结构特点与应用领域张弦梁结构是一种常见的结构形式,具有独特的结构特点和广泛的应用领域。
本文将对张弦梁结构的结构特点和应用领域进行详细介绍。
一、结构特点1. 建筑形式简洁:张弦梁结构通常采用一对张拉杆(弦索)构成,横跨在两个支点之间,形成一个平面框架结构,整体形式简洁、直观。
2. 受力合理均匀:张弦梁结构的弦索起到了主要的受压作用,通过张拉杆和支点的作用,使得受力分布均匀,具有抗变形的能力。
3. 自重轻巧:张弦梁结构所需的材料相对较少,以及其自重轻巧的特点,使得它在建筑和桥梁设计中具有一定的优势。
4. 抗震能力强:张弦梁结构的支点部分采用柔性设计,能够在地震等自然灾害中起到一定的减震效果,提高结构的安全性能。
5. 美观大方:张弦梁结构所具有的简洁外观和鲜明辨识度,使得它在城市建筑和景观设计中广泛应用。
二、应用领域1. 桥梁工程:张弦梁结构在桥梁工程中有着广泛的应用。
其自重轻、耐震性好的特性使得其适用于大跨度的桥梁设计,并且能够实现简洁美观的外观效果。
2. 大型体育场馆:张弦梁结构在大型体育场馆建筑中也被广泛采用。
其结构形式简洁、开放,能够提供更好的观赏性和视野。
3. 建筑物屋顶结构:张弦梁结构在建筑物的屋顶设计上也有广泛应用。
其自重轻、施工便捷的特点使得它成为大跨度屋面结构的首选。
4. 公共交通设施:张弦梁结构在公共交通设施的建设中也具有很高的应用价值。
例如,高速铁路、地铁站和机场候车厅等等都可以采用张弦梁结构。
总的来说,张弦梁结构凭借其简洁、美观、自重轻、耐震性强的特点,在桥梁工程、大型体育场馆、建筑物屋顶结构以及公共交通设施等领域中得到了广泛应用。
随着技术和材料的不断进步,张弦梁结构将继续发展,并在更多领域中展现其优势和潜力。
张弦梁结构在高层建筑中的稳定性分析与设计案例研究

张弦梁结构在高层建筑中的稳定性分析与设计案例研究1. 引言高层建筑的结构设计对于保证其稳定性和安全性至关重要。
张弦梁结构作为一种常用的结构形式,在高层建筑设计中具有广泛的应用。
本文将通过分析实际的设计案例,探讨张弦梁结构在高层建筑中的稳定性问题,并提出相应的设计方法和优化方案。
2. 张弦梁结构的特点张弦梁结构是由上、下弦杆和夹持杆组成的一种形式,具有以下特点:(1) 高度可调节:通过调整弦杆的长度,可以适应不同高度高层建筑的设计要求;(2) 节约材料:相比传统的框架结构,张弦梁结构能够更有效地利用材料,减少结构自重;(3) 施工便利:梁柱节点简单,便于施工和装配。
3. 张弦梁结构的稳定性分析(1) 稳定性问题:高层建筑的稳定性对于保证其安全运行至关重要。
张弦梁结构在受到竖向风荷载和自重荷载作用时,可能存在柱侧屈曲、梁侧屈曲等稳定性问题,需要进行详细的分析。
(2) 稳定性评估方法:通过有限元分析和结构优化方法,可以评估张弦梁结构在不同荷载情况下的稳定性。
其中,有限元分析可以模拟结构的受力行为,确定关键部位的应力和应变分布;结构优化方法可以优化结构的形状和尺寸,提高结构的稳定性。
(3) 稳定性设计准则:在高层建筑的设计中,应根据当地的设计规范,确定张弦梁结构的稳定性设计准则,包括屈曲承载力系数、屈曲长度系数等重要参数。
4. 张弦梁结构的设计案例研究(1) 案例概述:选取某高层住宅建筑为案例,通过有限元分析和结构优化方法,对其张弦梁结构的稳定性进行分析与设计。
结构的重点关注点包括竖向荷载下的柱侧屈曲和梁侧屈曲。
(2) 有限元分析:通过有限元软件建立结构模型,对结构进行静力分析和稳定性分析。
结构的受力行为、关键节点的应力和应变、杆件的失稳形态等信息可以在分析过程中得到。
(3) 结构优化:针对分析结果,通过结构优化方法对张弦梁结构进行优化设计。
可以采用遗传算法、粒子群算法等优化方法,优化结构的形状和尺寸,提高结构的稳定性和安全性。
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。
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。
张弦梁结构的定义和特征

张弦梁结构的定义和特征张弦梁结构是一种常用的工程结构形式,在桥梁、建筑物和机械设备等领域得到广泛应用。
它由张弦和纵向构件组成,具有独特的构造和力学特性。
本文将详细介绍张弦梁结构的定义、特征以及其在实际工程中的应用。
1. 张弦梁结构的定义张弦梁结构是由一条或多条张弦与纵向构件连接而成的结构形式。
其中,张弦是指材料在受到拉力作用时能够保持直线形状的构件,通常采用钢索、钢带或钢管等材料制作;纵向构件则是指连接在张弦两端,并承受桥面荷载的构件,通常采用钢梁、混凝土梁或钢板等材料制作。
张弦和纵向构件之间通过剪力连接件进行连接。
2. 张弦梁结构的特征(1)高刚度和轻质化:张弦梁结构由于张弦的作用,对桥梁或建筑物的刚度影响较大。
张弦的刚度较高,可以有效抵抗短期荷载和温度变化引起的变形。
另外,张弦梁结构的自重相对较轻,可以减小结构的荷载和地基的要求。
(2)抗弯承载能力优越:张弦梁结构的纵向构件负责承受梁桥的荷载和弯矩。
张弦在纵向构件两端形成剪力,通过剪力连接件传递至纵向构件,从而实现了较大跨度区间内的弯矩的有效传递,并能够提供优越的抗弯承载能力。
(3)灵活性和适应性:张弦梁结构可以灵活设计和适应不同的工程需要。
通过增加或调整张弦的数量和纵向构件的尺寸,可以实现不同跨度的桥梁或建筑物设计。
此外,张弦梁结构具有一定的调整空间,可应对工程中的变化和调整需求。
3. 张弦梁结构的应用张弦梁结构广泛应用于桥梁、建筑物和机械设备等领域。
在桥梁领域,由于张弦梁结构具有较大的跨度和较高的刚度,常用于跨越河流、山谷等大跨度桥梁的设计。
在建筑物领域,张弦梁结构常用于大跨度建筑物的屋盖结构,如体育馆、展览中心等。
此外,张弦梁结构也广泛应用于机械设备中的支撑结构和起重装置等。
总结:张弦梁结构是一种由张弦和纵向构件组成的桥梁、建筑物和机械设备结构形式。
它具有高刚度和轻质化、抗弯承载能力优越、灵活性和适应性等特征。
在实际工程中,张弦梁结构被广泛应用于大跨度桥梁、建筑物的屋盖结构以及机械设备的支撑结构和起重装置等。
张弦梁结构简介

张弦梁结构简介张弦梁结构是一种常见的桥梁结构形式,常用于中小跨径的公路桥梁。
它的设计理念源于古代中国工程师的智慧和创新。
它的独特设计使得张弦梁结构具有优异的承载能力和对抗自然灾害的能力。
下面将对张弦梁结构的构造原理、特点和应用进行简要介绍。
1. 构件构造原理张弦梁结构主要由上弦杆、下弦杆、横向构件和斜向构件组成。
上弦杆和下弦杆分别位于桥梁上下两侧,它们受到桥梁自重和活荷载的压力。
横向构件通常以腹板的形式存在,连接上下弦杆,能够有效地分担桥面荷载,增加整体刚度。
斜向构件起到加强桥梁的稳定性和支撑桁架结构的作用。
2. 结构特点2.1 高强度和刚度:张弦梁结构采用钢材或混凝土材料,具有高强度和刚度,能够承受大荷载以及抵抗风、雪等外力的作用。
2.2 自重轻:张弦梁结构相对其他桥梁结构来说自重较轻,这使得施工和运输更加方便,并减少了对桥墩的要求。
2.3 施工周期短:相比于一些其他桥梁结构,张弦梁结构的施工周期相对较短,因为它的构件较小、较轻,易于加工和组装。
2.4 灵活性:张弦梁结构具有一定的灵活性,能够适应不同的地质条件和桥梁跨度要求。
3. 应用领域3.1 公路桥梁:张弦梁结构广泛应用于公路交通的桥梁建设中,能够满足中小跨度桥梁的要求,如市政道路、农村公路等。
3.2 铁路桥梁:张弦梁结构也适用于一些低速铁路桥梁,能够承受铁路运营的荷载和要求。
3.3 步行桥:张弦梁结构也被广泛应用于步行桥和人行天桥的建设中,因为它的自重轻、施工周期短。
4. 实际案例4.1 郑州黄河大桥:位于中国中部城市郑州市的黄河大桥是张弦梁结构的典型代表。
该桥全长1502米,跨越黄河,为郑汴铁路和郑周高速公路提供了重要的交通连接。
4.2 南京长江大桥:南京长江大桥是世界上第一座大型张弦梁车桥,也是亚洲最长的桥梁之一。
该桥总长4730米,横跨长江,串联了南京市的两岸。
总结:张弦梁结构是一种具有优异承载能力和对抗自然灾害能力的桥梁结构。
其特点包括高强度和刚度、自重轻、施工周期短以及灵活性等。
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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。
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。
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。