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Midas在结构工程施工阶段受力分析中的运用介绍 北京迈达斯技术有限公司 1 一 施工阶段分析的原因二 高层结构施工阶段受力分析特点三 MIDAS中施工阶段分析详细过程以及具体参数解释四 MIDAS实际工程施工阶段分析介绍 2 一 施工阶段分析的原因 1 一次加载模型与施工阶段分析模型的区别2 混凝土收缩徐变对变形的影响3 实际结构边界条件和施工荷载是动态变化的因此 施工过程中 构件的最大内力状态或最终状态与现有常规的整体结构使用阶段分析结果会因不同的施工工艺或顺序而有较大差别 施工过程中部分构件的受力状态和内力分布可能会超过使用阶段 从而使结构在施工期内处于危险状态 3 1 内外柱以及剪力墙等竖向构件的竖向位移差对内力结果的影响 2 顺序分层施工而引起的分层加载的影响 二 高层结构施工阶段受力分析特点 4 对比模型 三维模型图 立面图 平面图 侧面图 5 三维位移结果对比 6 中柱位移结果对比 7 角柱轴力结果对比 8 中柱轴力结果对比 9 角柱弯矩结果对比 10 中柱弯矩结果对比 11 梁弯矩结果对比 12 三 MIDAS中施工阶段分析详细过程以及具体参数解释 1 建模 指定结构组 边界组 荷载组 2 指定徐变和收缩等材料特性 这时 时间依存性材料的性质 可以用ACI或CEB FIP规范自动生成或用户直接定义 3 连接已经定义的时间依存性材料和一般材料的性质 通过连接 自动计算不同时刻的混凝土构件材料性质的变化 4 参考实际施工顺序 生成施工阶段及时间步长 timestep 数据 利用预先生成的单元组 边界组 荷载组来定义施工阶段 6 利用欲使用的方法指定分析条件 进行结构分析 7 使用必要的方法组合施工阶段分析结果和完成阶段分析结果 13 三 MIDAS中施工阶段分析详细过程以及具体参数解释 1 材料强度为标号强度 也就是立方体抗压强度 假如为C30的混凝土 那么填写30N mm 2 2 开始收缩的材龄可以取3 7天 也就是指混凝土浇筑 不养护的时间 这时候混凝土才开始收缩 时间依存性材料 收缩和徐变 收缩材龄 程序自动计算 14 三 MIDAS中施工阶段分析详细过程以及具体参数解释 注 强度填写标号强度 时间依存性材料 强度 15 三 MIDAS中施工阶段分析详细过程以及具体参数解释 徐变材龄 变形前 与 变形后 表示支承点的位置 仅对于边界条件中的 一般支承 起作用 对其它类型的边界条件不起作用 16 三 MIDAS中施工阶段分析详细过程以及具体参数解释 A 持续时间为施工过程持续时间 如果10天建完一层房子的话 那么输入10天就可以了B 激活材龄的时间是指徐变材龄 因为徐变和荷载相关 也就是结构组开始承受荷载的时间C 钝化重新分配单元内力是指根据力平衡法则 该单元的内力分配给周边的结构 变形前和变形后的区别 D 变形前 与 变形后 表示支承点的位置 仅对于边界条件中的 一般支承 起作用 对其它类型的边界条件不起作用 如果我们把边界加在建模时的节点位置上 即结构没有变形时的位置上 则应当选择 变形前 如果我们把边界加在发生位移后的节点位置上 即结构已经变形后的位置上 则应当选择 变形后 当然如果加边界的节点在上一个阶段没有位移 则选择 变形前 还是 变形后 对结果没有影响 对于已经发生变形的节点 选择 变形前 方式激活边界时 程序内部会在节点上施加强制位移 使其强制恢复到建模时的节点位置 17 三 MIDAS中施工阶段分析详细过程以及具体参数解释 POSTCS采用的施工阶段 线性分析程序默认累加模型 非线性分析程序可以采用独立模型和累加模型两种方式 体内力和体外力是针对桁架单元 包括桁架 只受拉压桁架 索 的初拉力荷载的分析方法 体内 体外计算方法仅对初拉力荷载工况起作用 对其他荷载工况分析没有影响 施工阶段分析时 除收缩 徐变 钢束预应力效应程序可以自动生成CS荷载工况外 其它的在施工阶段激活的荷载都自动累加到CS恒荷载中 如果想查看其中某项或某几项施工荷载的效应时 可以通过从CS恒中分离出来荷载工况的方式来实现 18 三 MIDAS中施工阶段分析详细过程以及具体参数解释 结果 施工阶段柱的弹性收缩图形 高度 变形之间的函数 仅仅针对与与整体Z轴平行的构件 19 三 MIDAS中施工阶段分析详细过程以及具体参数解释 结果 阶段 步骤时程图表 阶段 变形之间的函数 此功能可解决斜柱子的收缩徐变结果查看问题 20 三 MIDAS中施工阶段分析详细过程以及具体参数解释 勾选可以查看当前步骤的结构位移 不勾选是累计位移 21 四 MIDAS实际工程施工阶段分析介绍 22 世纪之窗 23 24 广东省博物馆新馆 工程概况 广东省博物馆新馆位于广州市珠江新城J5地块 占地约41027平方米 总建筑面积约66280平方米 外形为 盛满珍宝的容器 盛满珍宝的容器 的方案把博物馆构思成一个中国古时精雕细琢的容器 如宝盒 铜鼎等 里面盛满各种珍宝 整个馆的建筑用料主要是金属 石头 木头 盒面 采用悬吊钢结构 四周采用凹凸 层次感极强的玻璃幕墙装饰 建筑总高度为44 5米 地下1层 地面以上共5层 基础及二层以下采用钢筋混凝土结构 三层以上是预应力悬挂钢桁架结构 总用钢量近2万吨 25 26 27 广东省博物馆新馆 结构体系 28 广东省博物馆新馆 施工方案 五六层屋盖结构采用高空分榀拼装 累积滑移就位 后张拉索 楼层结构采用从下到上顺序安装 拆撑卸载的施工方案 29 5 1广东省博物馆新馆 滑移施工过程分析 30 广东省博物馆新馆 滑移施工过程分析 31 5 1广东省博物馆新馆 滑移施工过程分析 32 广东省博物馆新馆 滑移施工过程分析 33 广东省博物馆新馆 滑移施工过程分析 滑移单元的下挠变形与实测变形对比结果如下 结论 实测滑移单元下挠变形比计算分析值略大 但随着施工过程则基本一致 34 广东省博物馆新馆 轨道梁细部构造分析 35 广东省博物馆新馆 轨道梁细部构造分析 有限元计算中板单元边长采用50X50mm 共将轨道梁划分为21906个单元 有限元网格划分如下所示 36 广东省博物馆新馆 轨道梁细部构造