midas例题演示(扣塔模型)PPT课件

.,MIDAS/Civil培训交流,重庆交通大学桥梁系张雪松,.,扣塔的静力分析,一模型建立,二分析及结果查看,.,合江长江一桥扣塔（重庆岸）为例,扣塔高为132.8m+13.91m，采用866012（或16）毫米钢管，立柱主钢管内灌注C50混凝土，组成钢管混凝土格构柱扣塔。主管、主管腹杆、主管横联的上下弦杆采用Q345钢材；主管横联腹杆、横联间斜撑及横联平联采用Q235钢材。重庆岸扣塔总体布置图如下图所示。,工程概述,.,扣塔模型建立步骤,设置操作环境定义材料和截面建立结构模型建立边界条件预应力束输入输入静力荷载（自重和预应力荷载）,一、模型建立,.,1、设置操作环境,1.1项目建立,建立新项目以扣塔计算.mcb为名保存,.,1、设置操作环境,1.2结构类型的选择,.,1、设置操作环境,1.3单位选择,工具/单位体系长度mm;力N，点击确认。,.,2、定义材料和截面,2.1定义材料,模型/材料和截面特性/材料添加类型钢材;规范GB03(S)；数据库Q235(Q345)点击确认,.,2.1定义材料,.,2.2定义截面,模型/材料和截面特性/截面添加数据库/用户截面号(3);名称(500 x10)根据截面形式输入数据点击适用，同样可定义其他钢管及混凝土,.,3、建立结构模型,本例节点和单元采用导入AUTOCAD的DXF文件来生成首先在AUTOCAD中绘制扣塔模型，取型钢几何中心为轴线，根据尺寸画出模型如下图所示。在CAD中直线段导入后就默认为一个单元，直线段的两端点即为模型的节点。注意：在绘制CAD图时可将不同材制及不同截面的杆件绘制在不同的图层，这样导入时方便赋予材料及截面形式。,.,CAD三维图,.,在MIDAS/CIVIL里点文件导入AUTOCADDXF文件。注意，在导入时根据不同的材料及截面选取不同的图层分别输入,.,4、输入边界条件,4.1输入模型支承条件,MIDAS/Civil是三维空间结构分析程序，故每个节点有6个自由度(Dx,Dy,Dz,Rx,Ry,Rz)。本例中塔吊底端属于固定，不能转动也不能在X、Y、Z三个方向移动，所以将6个自由度全部约束。,.,选择要加边界条件的节点模型边界条件一般支承Dx,Dy,Dz处点选；Rx,Ry,Rz点选。适用。并用相同的方法加其它边界条件,.,4.2设置弹性连接,扣塔的锚固点与扣塔钢管之间的连接属于弹性连接中的刚性连接。具体操作见下,.,.,4.2设置弹性连接,扣塔顶部弹性连接,.,5、预应钢束输入,5.1钢束特征值,荷载预应力荷载钢束特征值添加编辑钢束特征值（钢束名称、类型、材料、张拉力等）,.,荷载预应力荷载钢束布置形状添加添加/编辑钢束形状按照相关图纸要求输入钢束名称、钢束特性值、类型、几何线形及插入点适用。并用相同的方法添加其他钢束。,5.2钢束形状,.,6、输入静力荷载（自重和预应力荷载）,6.1定义静力荷载工况,荷载静力荷载工况编辑静力荷载工况(自重、塔吊支反力、吊装拱圈段反力等如图所示),.,具体静力荷载工况分类：,1#节段,2#节段,.,具体静力荷载工况分类：,.,6.2自重荷载,荷载自重荷载工况名称自重；荷载组名称自重；自重系数：X(0),Y(0),Z(-1)添加,.,6.3节点荷载,.,6.3节点荷载,.,6.4预应力荷载,.,注意：赋截面和材料时候，采用Midas特有的拖放功能。其中钢管混凝土单元采用双单元模拟，即两次选中相应单元分别拖放混凝土和钢管材料。根据施工情况及扣索索力本实例计划分10个工况，分别为安装1#段，安装2号段安装9号段,最大悬臂状态+风荷载。其中索力通过在扣点位置加节点力实现。同时在每个施工阶段中都计入吊塔传下来的偏载。偏载反力取施工单位计算的工况一（靠边吊运最重节段）所提供的支点反力。具体操作时应分清该静力荷载工况中具体有哪些荷载，选择相应的节点荷载、梁单元荷载及预应力荷载等添加模拟。,.,1、屈曲计算,二、屈曲分析及结果查看,采用模态分析则用于求结构的线性屈曲临界值。模态分析得到的第一阶模态通常可以看作是结构发生屈曲失稳时结构的形态。本例题采用5个模态数量分析，可查看其相应的失稳形态，并在实际应用时对其加强处理。,.,.,NOTE:屈曲分析控制中，其荷载组合是选择最不利工况进行分析。本例选择吊塔支架反力1、安装第9#段拱肋、风荷载三种工况分析。,.,2、分析及结果查看,操作步骤,分析运行分析结果应力（内力）梁单元同理可以查看相应荷载工况下的变形、反力、内力等。其结果是否满足要求应根据钢结构设计规范GB50017-2003。,.,应力结果查看,.,模态结果查看,结果屈曲模态,.,.,3、本实例相关分析,3.1各工况分析,现以第10工况为例,最大悬臂阶段（有偏载）+风荷载,主管钢管全部受压，最小应力为-130.7MPa,.,主管内砼只受压，最小应力为-21.9Mpa,主管腹杆最大应力为96.2MPa,最小应力为-102.5MPa,.,主管横撑最大应力为119.5MPa，最小应力为-83.6Mpa,主管横联上下弦杆最大应力为139.3MPa，最小应力为-131.9MPa,.,主管横联腹杆最大应力164.7MPa为，最小应力为-277.7MPa,主管横联斜撑最大应力为54.5MPa，最小应力为-104.3MPa,.,主管横联平联最大应力为165.3MPa，最小应力为-163.9MPa,.,3、本实例相关分析,3.2整体稳定性分析,在吊装到最大悬臂情况下，考虑自重、塔顶吊装偏载及风荷载的共同作用下求得线性屈曲的最小系数为8.54。模态1为主管根部侧向失稳，临界荷载系数8.5；模态2为主管中部侧向失稳，临界荷载系数9.7；模态3为横联及斜撑纵向失稳，临界荷载系数9.8；模态4是主管上部侧向失稳临界荷载系数10.4。整体稳定性满足要求(模态图如下),.,Model1,Model2,.,Model3,Model4,.,结论,在模型中，由于很难模拟扣点钢锚箱的实际情况，而在扣点附近的主管与主管腹杆（包括预应力）节点处因有钢锚箱的作用其刚度会很大，所以弯矩作用可能在此局部应力会产生较大偏差。但从结果看，偏大的结果也没有超出限值。由于偏载的影响，使得纵、横平联端部产生弯矩较大，建议局部加强或增设横向联系。,.,结论,从计算结构可以看出，主管横联的一个腹杆应力超限，分析是由于上下斜撑传力大，