midas桁架分析实例

1、概述2桁架分析通过下面的例题，比较部i次超静定桁架和、外部i次超静定桁架两种结构在制作误差产 生的荷载和集中力作用时结构的效应。紀允毗 内、外部1次超静定3 越 6 m =18 CLrn图2.1 分析模型?材料钢材类型：Grade3?截面数据：箱形截面 300 X 300 X 12 mm?荷载1. 节点集中荷载：50 tonf2. 制作误差：5 mm 预力荷载(141.75 tonf)P = K = EA/L x = 2.1 x 107 x 0.0135 / 10 x 0.005 = 141.75 tonf设定基本环境打开新文件以桁架分析.mgb'为名存档。设定长度单位为 m ,力单位

2、为tonf '文件/新文件文件/保存（桁架分析）工具/单位体系长度 m ; 力 tonf图2.2 设定单位体系设定结构类型为X-Z平面模型/结构类型结构类型> X-Z平面定义材料以及截面构成桁架结构的材料选择 Grade3 （中国标准），截面以用户定义的方式输入。模型/特性/ 材料设计类型 > 钢材规 > GB（S）;数据库 > Grade3模型/特性/ 截面数据库/用户截面号 （1 ）； 形状 > 箱形截面；名称 （300x300x12 ）; 用户（如图2.4输入数据）图2.3定义材料图2.4定义截面建立节点和单元首先建立形成下弦构件的节点正面捕捉点（关

3、）捕捉轴线（关）捕捉节点（开）捕捉单元（开）自动对齐（开）模型/节点/ 建立节点坐标系（X , y, z ）(0, 0, 0 )-|u>/Ei4<.lu-lruia°4RW |ra V WIJ |*亀钛曲也 111 酝 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 _|号啣hrfiL-l* ta.i dSFI-门%曲1UJ图2.5建立节点参考在线用户手册的“单元类型”的“框架单元”部分用扩展单元功能建立桁架下弦。

4、 单元类型为桁架单元。模型/单元/ 扩展单元全选扩展类型 > 节点 线单元单元属性 > 单元类型 > 桁架单元材料 >1: Grade3 ; 截面 >1: 300x300x12; Beta 角（0 ）一般类型 > 复制和移动；复制和移动 > 等距离dx, dy, dz （ 6, 0, 0 ）;复制次数（3 ）帼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百用剂帕* *.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：當气叱片：活刨耳鼻4J上ntoI直述业丄X1LJJh»j -I C * d 二W l R im 丿X1UU卜7 |c 刁 d£|1»> "I if im 丿图2.6建立下弦复制下弦建立桁架上弦。模型/单兀/复制和移动单兀单元号（开）单选（单元：2 ）形式 > 复制；移动和复制 > 等距离dx, dy, dz （ 0, 0, 8 ）;复制次数（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* 崭ip3irntr p3如审|i3r如sf m r» 厂召rw 厂耳r 1Knto-MF FPtBSJ'3UWH 厂阪I r A±r KWTs.far ffM*=nftj3-LTn输入倾斜杆和竖向杆件。模型/单元/建立单元单元号(关),节点号(开)单元类型 > 桁架单元材料 >1: Grade3 ; 截面 >1: 300x300x12交叉分

7、割 > 单元(关)节点连接(1,5) (5, 2) (2, 6) (5, 3) (6, 3) (6, 4)图2.8输入斜杆以及竖向杆件输入边界条件关于支座条件的 详细事项参照在线 帮助手册的自由度约束条件”部分3维空间里节点有6个自由度（Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz）。但结构类型为 X-Z平面，所以只剩3个自由度（Dx, Dz, Ry）。 铰支座约束自由度 Dx, Dz,滚动支座约束自由度 Dz。模型/边界条件/ 一般支承单选（节点：1 ）选择 添加；支承条件类型 Dx, Dz （开）单选（节点：4 ）;支承条件类型 Dz （开）d-* aa*T1* r / 小*

8、3;4标兴此*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:-畀儿 Ji's *!« - s. V *ih*% , I* Tit!¥« I椎* J f辛亠 *-E J*#* rK IIEHK3 二a*斥庭博广嘗 r厂D-血丄r R-4LLth r r is*站fl?曲曲圈歩瓯巧呑E 00 s c :*则$-r=召AT 田工 ft « 妙八

9、T.Li! L Cl t直此 a dlidJ.! 3 输入荷载定义荷载工况荷载/静力荷载工况名称（节点荷载）； 类型 > 用户定义的荷载（USER名称（制作误差）； 类型 > 用户定义的荷载（USER图2.10 输入荷载工况-Hi*i心空帕ftDy.1 ttait皈理SSii通曲创豪監JQi I«Ll工All阳口删腑血O l 0 > £3寸匚廿*> Zr 3 3 酝耳».¥现讪金咀遞 M» t加釦沁"十叮I上1*输入节点荷载在节点2输入集中荷载50 tonf荷载/节点荷载s单选（节点：2 )荷载工况名称>

10、节点荷载；选择 > 添加节点荷载> 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图2.11输入节点荷载输入制作误差长度小了 5 mm的构件在实际施工时会产生拉力。为了把这个反映在模型当中，把制作误差换算为初拉力荷载输入到对应的杆件中。P = K = EA/L x = (2.1 x 107 x 0.0135 / 10) x 0.005 = 141.75 to

11、nf荷载/预应力荷载/初拉力荷载单选（单元：8 ）荷载工况名称 > 制作误差选择 > 添加；初拉力荷载（141.75 ）图2.12输入初拉力荷载1創XIJiW也翻型.“曲 li 啊丄：_厂模型2模型1IL1U<A兽氐压內脈 y V " > t> 盏石A工3吕±SE湘腫"口|¥$*fc!*140曾AV复制单元复制模型1来建立模型2.为了同时复制输入在模型1的节点荷载、初拉力荷载和边界条件，利用 复制节点属性和复制单元属性功能来完成。模型/单元/复制和移动单元全选形式 > 复制；复制和移动 > 等距离dx, dy,

12、dz （ 0, 0,-14 ）;复制次数（1 ）复制节点属性（开）,复制单元属性（开）M 虬H H |1 加耳.I“ 出皿.出 " ' 口1农对暫 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誉專尸両匠匸丁尹禹 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比岛 * 十加曲f 3<社弼*:F 1Tr r 7 y *甘兴此前0 1U 1MH» * * «0?At&

13、gt;|.- 1.1<£ -M 阳, -i.l 豪*, «'k iitqi I* Hi *U t： MH t左稈出®固甲基占誉-1/沾节为倂 乂 ”I a TV JJESS圧jthi 胃 r w賣-岸11痪* W”?r D-«LL" 吟厂血r E-m-LMg l|j |1 /1 /JfJ:k / / A/ if>4jL.F-y /入-© ISF * ." .".十MXKSI7思“ 4*3TttAhl?H»x冲我I n * * i * 上層耳?*"«竝更改边界条件为了

14、把模型2改为外部1次超静定的结构，定义为滑动铰支座的节点的支撑条件修改为限 制X 方向移动的铰接条件。显示边界条件 > 一般支承（开）模型/边界条件/ 一般支承单选（节点：10 ）选择 > 添加支承条件类型> Dx （开）liL>A .itlI ” 审.止|1! K- lira i S*¥ V irih >»IMU Du£X 白 D.Q 0图2.14变更支座条件运行结构分析运行结构分析.分析/运行分析查看分析结果反力比较外部静定结构（模型1）和外部超静定（模型2）的外部节点荷载引起的反力 可以看出模型2发生水平（X?）方向反力。节点号

15、（关）显示边界条件 > 一般支承（关）结果/反力/ 反力荷载工况/荷载组合> ST:节点荷载； 反力> FXYZ显示类型 > 数值（开），图例（开）数值小数点以下位数（3 ）;指数型（关）；适用于选择确认（开' i > » »' ' " 秽枷 lr I h >t* w 1114l*Ei flrri t m u Hn 勺和"W") i+lli4ao 11 if 川PCS »«i ”丁号、去-maffl-lH再吃*，M til.T IIsr iL h r 7r r- F

16、Z r- mi 广 m r f kt r m r R»nS.fcfciSi>dE.x R ±S ty©-匡氐区町逊n?vf3口静口 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工册广軒冨 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“ 一国於Dl图2.15对节点荷载的反力部初拉力荷载在外部静定的模型1的情况不产生反力，但模型2的情况的X方向的位移自由度被约束而会产生水平方向的反力（FX）。结果/反力/反力/弯矩荷载工况/荷载组合> ST:制作误差； 反力> FXYZ 显示类型 > 数值（开）,图例（开）|- IR I» «I1 节 p * /尸鼻萼电謀显；，东h>*说叵 M*4 AQV 71盘風片|w冃刊助豪用 I

18、题自丨闵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 £殴grrui oatiiLTe ru. numm nil a g t| I f图2.16初拉力荷载下的反力查看变形图查看节点荷载的引起的变形图。DXZ= DX 2 DZ结果/位移/位移形状消隐（开）荷载工况/荷载组合 ST:节点荷载 ；成分 DXZ显示类型 变形前（开）,数值（开）,图例（开）数值小数点以下位数 （1 ）；指数型（开）；适用于选择确

19、认时（开）iHMiw* eiivh i i 陰 劝貿釧肿机1 Jft ? !j Ie Wh I SBC誓T和:.电2Pg:rh*kj wnu lbwxjkd my:号 ir t * /'V1«(ulifi |JW*I«OQQ ."-|TT弹*傩 于il_lr ritgirf" ll.Er DCM广 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习卫b加习L 哪币站f NILI：fj戶祁nP口P £

20、Hr fllJr«lJt F%rf3| 畫硏岂 jk上為dAP吕、一ME吗祐弼 吟rwxixM i.-ypva.- -a-Lc.： H鶯暫拿删局删，W3W-屯!T审”出Ne-1二 n xtK-sta>DeWB. IWC-CCAF*JM-2V*诣s皿 Mil 11fi".=r4肩 章V严£ JET*:Pj|iiz 讪 rnsn-irmi切uhm rana 却nci33希图2.17节点荷载引起的变形图瓦±EJIT电刁（B心匡区巧禺J0J5直RApf:理衲力71 l3U选择内力选择 受 拉”则只输出受拉构件 的轴力，选择受压”则 只输出受压构件轴力， 选

21、择全部”则输出全部 构件的轴力。|si flaw*FP话羸厂z厂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 冋讥 -J dirhuK FGftCEVIK7I

22、PI>klFIlh&lotil“ 一国於nlIL2_imanTIC-tj JRTV| F |3 /1 i =i查看力首先查看节点荷载产生的轴力（axial force ） 查看相同荷载作用下的模型 1和模型2的力之差。结果/力/桁架单元力荷载工况/荷载组合> ST:节点荷载 ；选择力 > 受拉显示类型 > 变形（开）, 数值（开），图例（开） 数值小数点以下位数（1 ）；指数型（关）； 显示角度（关）适用于选择确认时（关）数值的输岀位置 > 最大值評"11 咐 .r| y 卩 IH 訓 i“ III 鹦 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图2.18 节点荷载产生的轴力在初拉力荷载下模型1的支座