midas桁架分析實例

1、概述2桁架分析通過下面的例題，比較部i次超靜定桁架和、外部i次超靜定桁架兩種結(jié)構(gòu)在制作誤差產(chǎn) 生的荷載和集中力作用時結(jié)構(gòu)的效應(yīng)。紀(jì)允毗 內(nèi)、外部1次超靜定3 越 6 m =18 CLrn圖2.1 分析模型?材料鋼材類型：Grade3?截面數(shù)據(jù)：箱形截面 300 X 300 X 12 mm?荷載1. 節(jié)點集中荷載：50 tonf2. 制作誤差：5 mm 預(yù)力荷載(141.75 tonf)P = K = EA/L x = 2.1 x 107 x 0.0135 / 10 x 0.005 = 141.75 tonf設(shè)定基本環(huán)境打開新文件以桁架分析.mgb'為名存檔。設(shè)定長度單位為 m ,力單位

2、為tonf '文件/新文件文件/保存（桁架分析）工具/單位體系長度 m ; 力 tonf圖2.2 設(shè)定單位體系設(shè)定結(jié)構(gòu)類型為X-Z平面模型/結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型> X-Z平面定義材料以及截面構(gòu)成桁架結(jié)構(gòu)的材料選擇 Grade3 （中國標(biāo)準(zhǔn)），截面以用戶定義的方式輸入。模型/特性/ 材料設(shè)計類型 > 鋼材規(guī) > GB（S）;數(shù)據(jù)庫 > Grade3模型/特性/ 截面數(shù)據(jù)庫/用戶截面號 （1 ）； 形狀 > 箱形截面；名稱 （300x300x12 ）; 用戶（如圖2.4輸入數(shù)據(jù)）圖2.3定義材料圖2.4定義截面建立節(jié)點和單元首先建立形成下弦構(gòu)件的節(jié)點正面捕捉點（關(guān)

3、）捕捉軸線（關(guān)）捕捉節(jié)點（開）捕捉單元（開）自動對齊（開）模型/節(jié)點/ 建立節(jié)點坐標(biāo)系（X , y, z ）(0, 0, 0 )-|u>/Ei4<.lu-lruia°4RW |ra V WIJ |*亀鈦曲也 111 醞 XT* A & QB ? 2L 密 Q 僧倒曲AO llltF >Sfr 9|» |lB*fi Amts p 出REmiiuirG D_J| 廳 M | FrfSjJlifcM 管3 _|號啣hrfiL-l* ta.i dSFI-門%曲1UJ圖2.5建立節(jié)點參考在線用戶手冊的“單元類型”的“框架單元”部分用擴(kuò)展單元功能建立桁架下弦。

4、 單元類型為桁架單元。模型/單元/ 擴(kuò)展單元全選擴(kuò)展類型 > 節(jié)點 線單元單元屬性 > 單元類型 > 桁架單元材料 >1: Grade3 ; 截面 >1: 300x300x12; Beta 角（0 ）一般類型 > 復(fù)制和移動；復(fù)制和移動 > 等距離dx, dy, dz （ 6, 0, 0 ）;復(fù)制次數(shù)（3 ）幗nt 麻Jy «B«J 臼袖 S*L Hi-iiE-啊呦 I42- Ito 口酹 *»t£-±羽1筑鼻幵牌I百用劑帕* *.卄帆a 9 cwt* P-3zJhJLee 融rftA-k小.PFiAf

5、tD a? u > -S! ±-用SI» 7r A 3 旺玉 b> © 世吃 M * * 4 A Q 9.- -2rl « 亦存）叼：當(dāng)氣叱片：活刨耳鼻4J上ntoI直述業(yè)丄X1LJJh»j -I C * d 二W l R im 丿X1UU卜7 |c 刁 d£|1»> "I if im 丿圖2.6建立下弦復(fù)制下弦建立桁架上弦。模型/單兀/復(fù)制和移動單兀單元號（開）單選（單元：2 ）形式 > 復(fù)制；移動和復(fù)制 > 等距離dx, dy, dz （ 0, 0, 8 ）;復(fù)制次數(shù)（1 ）心nY

6、s 山IDcLEKTfiMRiwT+ I'/'?<»a 右巳警* 味皿勒 12'ia k v* i 40?ftUiJlMBra耳_|FJWtfl?" r 隧4* 嶄ip3irntr p3如審|i3r如sf m r» 廠召rw 廠耳r 1Knto-MF FPtBSJ'3UWH 廠阪I r A±r KWTs.far ffM*=nftj3-LTn輸入傾斜桿和豎向桿件。模型/單元/建立單元單元號(關(guān)),節(jié)點號(開)單元類型 > 桁架單元材料 >1: Grade3 ; 截面 >1: 300x300x12交叉分

7、割 > 單元(關(guān))節(jié)點連接(1,5) (5, 2) (2, 6) (5, 3) (6, 3) (6, 4)圖2.8輸入斜桿以及豎向桿件輸入邊界條件關(guān)于支座條件的 詳細(xì)事項參照在線 幫助手冊的自由度約束條件”部分3維空間里節(jié)點有6個自由度（Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz）。但結(jié)構(gòu)類型為 X-Z平面，所以只剩3個自由度（Dx, Dz, Ry）。 鉸支座約束自由度 Dx, Dz,滾動支座約束自由度 Dz。模型/邊界條件/ 一般支承單選（節(jié)點：1 ）選擇 添加；支承條件類型 Dx, Dz （開）單選（節(jié)點：4 ）;支承條件類型 Dz （開）d-* aa*T1* r / 小*

8、3;4標(biāo)興此*Q也憾irv 二5ft 7 'T j *tl'i 出矍|fl± V ftt i' ->1» 41 - « 1« it J IH q jf.l u li Tl to <1 MB I1:-畀兒 Ji's *!« - s. V *ih*% , I* Tit!¥« I椎* J f辛亠 *-E J*#* rK IIEHK3 二a*斥庭博廣嘗 r廠D-血丄r R-4LLth r r is*站fl?曲曲圈歩甌巧呑E 00 s c :*則$-r=召AT 田工 ft « 妙八

9、T.Li! L Cl t直此 a dlidJ.! 3 輸入荷載定義荷載工況荷載/靜力荷載工況名稱（節(jié)點荷載）； 類型 > 用戶定義的荷載（USER名稱（制作誤差）； 類型 > 用戶定義的荷載（USER圖2.10 輸入荷載工況-Hi*i心空帕ftDy.1 ttait皈理SSii通曲創(chuàng)豪監(jiān)JQi I«Ll工All陽口刪腑血O l 0 > £3寸匚廿*> Zr 3 3 醞耳».¥現(xiàn)訕金咀遞 M» t加釦沁"十叮I上1*輸入節(jié)點荷載在節(jié)點2輸入集中荷載50 tonf荷載/節(jié)點荷載s單選（節(jié)點：2 )荷載工況名稱>

10、節(jié)點荷載；選擇 > 添加節(jié)點荷載> FZ(-50 )#5.8 Ff. id LCi DiMLfTMMfU 0IR1 KtfUUiiw a 輕 Trmii 削#拙-|pSWr弓-Jdd.-.I 回r 5； Fttjh ；ILLIGK),UfflEscnwiiifI- flD ' 站u A* Mnhr3U圖2.11輸入節(jié)點荷載輸入制作誤差長度小了 5 mm的構(gòu)件在實際施工時會產(chǎn)生拉力。為了把這個反映在模型當(dāng)中，把制作誤差換算為初拉力荷載輸入到對應(yīng)的桿件中。P = K = EA/L x = (2.1 x 107 x 0.0135 / 10) x 0.005 = 141.75 to

11、nf荷載/預(yù)應(yīng)力荷載/初拉力荷載單選（單元：8 ）荷載工況名稱 > 制作誤差選擇 > 添加；初拉力荷載（141.75 ）圖2.12輸入初拉力荷載1創(chuàng)XIJiW也翻型.“曲 li 啊丄：_廠模型2模型1IL1U<A獸氐壓內(nèi)脈 y V " > t> 盞石A工3呂±SE湘腫"口|¥$*fc!*140曾AV復(fù)制單元復(fù)制模型1來建立模型2.為了同時復(fù)制輸入在模型1的節(jié)點荷載、初拉力荷載和邊界條件，利用 復(fù)制節(jié)點屬性和復(fù)制單元屬性功能來完成。模型/單元/復(fù)制和移動單元全選形式 > 復(fù)制；復(fù)制和移動 > 等距離dx, dy,

12、dz （ 0, 0,-14 ）;復(fù)制次數(shù)（1 ）復(fù)制節(jié)點屬性（開）,復(fù)制單元屬性（開）M 虬H H |1 加耳.I“ 出皿.出 " ' 口1農(nóng)對暫 和9於 H醪I w«JM渤荷印年啊彌Q倍工叩 侶闔*眇Q0SH : at|1|L譽專尸両匠匸丁尹禹 I歩黒玉*輛地晅14富春q<g托阻'熠止用|山畀鼻井it mt | vaa piT«cn4 師_Jif盂忙曲需i rismrw （籾# e心rr- WO £e比島 * 十加曲f 3<社弼*:F 1Tr r 7 y *甘興此前0 1U 1MH» * * «0?At&

13、gt;|.- 1.1<£ -M 陽, -i.l 豪*, «'k iitqi I* Hi *U t： MH t左稈出®固甲基占譽-1/沾節(jié)為倂 乂 ”I a TV JJESS圧jthi 胃 r w賣-岸11瘓* W”?r D-«LL" 吟廠血r E-m-LMg l|j |1 /1 /JfJ:k / / A/ if>4jL.F-y /入-© ISF * ." .".十MXKSI7思“ 4*3TttAhl?H»x沖我I n * * i * 上層耳?*"«竝更改邊界條件為了

14、把模型2改為外部1次超靜定的結(jié)構(gòu)，定義為滑動鉸支座的節(jié)點的支撐條件修改為限 制X 方向移動的鉸接條件。顯示邊界條件 > 一般支承（開）模型/邊界條件/ 一般支承單選（節(jié)點：10 ）選擇 > 添加支承條件類型> Dx （開）liL>A .itlI ” 審.止|1! K- lira i S*¥ V irih >»IMU Du£X 白 D.Q 0圖2.14變更支座條件運行結(jié)構(gòu)分析運行結(jié)構(gòu)分析.分析/運行分析查看分析結(jié)果反力比較外部靜定結(jié)構(gòu)（模型1）和外部超靜定（模型2）的外部節(jié)點荷載引起的反力 可以看出模型2發(fā)生水平（X?）方向反力。節(jié)點號

15、（關(guān)）顯示邊界條件 > 一般支承（關(guān)）結(jié)果/反力/ 反力荷載工況/荷載組合> ST:節(jié)點荷載； 反力> FXYZ顯示類型 > 數(shù)值（開），圖例（開）數(shù)值小數(shù)點以下位數(shù)（3 ）;指數(shù)型（關(guān)）；適用于選擇確認(rèn)（開' i > » »' ' " 穢枷 lr I h >t* w 1114l*Ei flrri t m u Hn 勺和"W") i+lli4ao 11 if 川PCS »«i ”丁號、去-maffl-lH再吃*，M til.T IIsr iL h r 7r r- F

16、Z r- mi 廣 m r f kt r m r R»nS.fcfciSi>dE.x R ±S ty©-匡氐區(qū)町遜n?vf3口靜口 rz匚j艮:eil*V 口 模型1./JF/X/ X/ 、son. lire 啓 nnrTPBUJ rarijmi! nTTtL m.mrr TUBD t3 cid町縣利"L工冊廣軒冨 I： U 6, tl. 14口 lafl. 14*»：i ?e-Kwim 曲nbi fT» )jg$E*i4«：i FL 3J5WE-»flPI;.i, >pi4HWU . fXH IDff

17、 fr Itf <f 耳 EH*:n*iIL2_zizJi- j 型注盂Brr-B#rjt tn*fallvllvlltrllHA 意FII.&II也“ 一國於Dl圖2.15對節(jié)點荷載的反力部初拉力荷載在外部靜定的模型1的情況不產(chǎn)生反力，但模型2的情況的X方向的位移自由度被約束而會產(chǎn)生水平方向的反力（FX）。結(jié)果/反力/反力/彎矩荷載工況/荷載組合> ST:制作誤差； 反力> FXYZ 顯示類型 > 數(shù)值（開）,圖例（開）|- IR I» «I1 節(jié) p * /尸鼻萼電謀顯；，東h>*說叵 M*4 AQV 71盤風(fēng)片|w冃刊助豪用 I

18、題自丨閔I曲疋悴口 4MEJ«£IK> V*JL> 勺好和->-J-nr. El E4< XWU 畐口他 UhdJ Q >0 型模型211( 匸；JIT . d虧 帕咗 ffjb its £毆grrui oatiiLTe ru. numm nil a g t| I f圖2.16初拉力荷載下的反力查看變形圖查看節(jié)點荷載的引起的變形圖。DXZ= DX 2 DZ結(jié)果/位移/位移形狀消隱（開）荷載工況/荷載組合 ST:節(jié)點荷載 ；成分 DXZ顯示類型 變形前（開）,數(shù)值（開）,圖例（開）數(shù)值小數(shù)點以下位數(shù) （1 ）；指數(shù)型（開）；適用于選擇確

19、認(rèn)時（開）iHMiw* eiivh i i 陰 勸貿(mào)釧腫機1 Jft ? !j Ie Wh I SBC誓T和:.電2Pg:rh*kj wnu lbwxjkd my:號 ir t * /'V1«(ulifi |JW*I«OQQ ."-|TT彈*儺 于il_lr ritgirf" ll.Er DCM廣 DST fin r tnz 4 initR£-sn q模型1模型2Qj：l n_=._.i.J L I Jv4；iTlF7'fFX-a u： it- Din. a. jJ習(xí)衛(wèi)b加習(xí)L 哪幣站f NILI：fj戶祁nP口P £

20、Hr fllJr«lJt F%rf3| 畫硏豈 jk上為dAP呂、一ME嗎祐弼 吟rwxixM i.-ypva.- -a-Lc.： H鶯暫拿刪局刪，W3W-屯!T審”出Ne-1二 n xtK-sta>DeWB. IWC-CCAF*JM-2V*詣s皿 Mil 11fi".=r4肩 章V嚴(yán)£ JET*:Pj|iiz 訕 rnsn-irmi切uhm rana 卻nci33希圖2.17節(jié)點荷載引起的變形圖瓦±EJIT電刁（B心匡區(qū)巧禺J0J5直RApf:理衲力71 l3U選擇內(nèi)力選擇 受 拉”則只輸出受拉構(gòu)件 的軸力，選擇受壓”則 只輸出受壓構(gòu)件軸力， 選

21、擇全部”則輸出全部 構(gòu)件的軸力。|si flaw*FP話羸廠z廠w叫*出忖r I J rs-r ±BI J>»4*l*- ill«GKWU|4fadm "41H JWC32<tCCI l1 XTU |rirfe£O|i JKT<|4-rX>I7jM3Ut-»«U閃,出*AMTIS*|M I 9jsfr <tiirB1*娼比頁"J t- t*snn. ：< bT?啓rarLrnrpTUTtL 33U.mn TUB0 閃Eldir J 冋譏 -J dirhuK FGftCEVIK7I

22、PI>klFIlh&lotil“ 一國於nlIL2_imanTIC-tj JRTV| F |3 /1 i =i查看力首先查看節(jié)點荷載產(chǎn)生的軸力（axial force ） 查看相同荷載作用下的模型 1和模型2的力之差。結(jié)果/力/桁架單元力荷載工況/荷載組合> ST:節(jié)點荷載 ；選擇力 > 受拉顯示類型 > 變形（開）, 數(shù)值（開），圖例（開） 數(shù)值小數(shù)點以下位數(shù)（1 ）；指數(shù)型（關(guān)）； 顯示角度（關(guān)）適用于選擇確認(rèn)時（關(guān)）數(shù)值的輸岀位置 > 最大值評"11 咐 .r| y 卩 IH 訓(xùn) i“ III 鸚 i|* 片 JI Jg I 血怡廿 I* . T I i IJJrtfrF Mill flJ!17l 43 Hi »JIJ 艸貢斶 *Bt-）謝十13 旳口IHlD DT曲 VftK-。涪 £|、 aaa it T *a|H*iAAQC?純氏 3 CF圖2.18 節(jié)點荷載產(chǎn)生的軸力在初拉力荷載下模型1的支座