STAAD特殊应用简述

1、 2010 Bentley Systems, Incorporated 2010 Bentley Systems, Incorporated2 | WWW.BENTLEY.COM内容内容1） 板、壳模型2）二阶效应3)主从节点 2010 Bentley Systems, Incorporated3 | WWW.BENTLEY.COM 建模计算方案 几何建模手段 注意事项与特殊功能 结果查看与输出板、壳模型板、壳模型 2010 Bentley Systems, Incorporated4 | WWW.BENTLEY.COM 纯板概念模型 分解为整体骨架模型与局部区格模型，分别计算 板与“加劲”联

2、合建模板、壳模型板、壳模型: :建模计算方案建模计算方案 2010 Bentley Systems, Incorporated5 | WWW.BENTLEY.COM 柱面坐标 Excel导入 网格填充 参数化模板生成 Mesher 其他第三方软件导入板、壳模型板、壳模型: :几何建模手段几何建模手段 2010 Bentley Systems, Incorporated6 | WWW.BENTLEY.COM 尽量使用四节点板，以统一局部坐标系； 通过板参考点使容器的内外侧统一； 统一环向加劲局部X轴指向板、壳模型板、壳模型: :建模注意事项建模注意事项 2010 Bentley Systems,

3、 Incorporated7 | WWW.BENTLEY.COM 加劲与板的连接与偏移（member offset）; 划分精细程度对结果的影响板、壳模型板、壳模型: :建模注意事项建模注意事项 2010 Bentley Systems, Incorporated8 | WWW.BENTLEY.COM 静水压力导荷 不仅可以用于导算液体对容器侧壁的压力，而且可以作为土压力或填料对容器侧壁压力的导算工具板、壳模型板、壳模型: :特殊功能特殊功能 2010 Bentley Systems, Incorporated9 | WWW.BENTLEY.COM 自动生成板的弹簧支座，只压支座 PLATE

4、MAT DIRECT ALL SUBGRADE 10000 5000 5000板、壳模型板、壳模型: :特殊功能特殊功能 2010 Bentley Systems, Incorporated10 | WWW.BENTLEY.COM Mises以及屈雷斯应力用于强度 板上下表面组合应力用于稳定板、壳模型板、壳模型: :结果输出与查看（钢结构）结果输出与查看（钢结构） 2010 Bentley Systems, Incorporated11 | WWW.BENTLEY.COM 按单元局部坐标系输出的单位宽度弯矩MX,MY用于配筋 对规则结构，也可按整体坐标系输出弯矩值板、壳模型板、壳模型: :结果

5、输出与查看（混凝土）结果输出与查看（混凝土） 2010 Bentley Systems, Incorporated12 | WWW.BENTLEY.COM 通过画线切割面输出沿剖切口的积分结果（可认为是剖切口局部坐标系，包括一般的弯矩与“膜力”板、壳模型板、壳模型: :结果输出与查看（混凝土）结果输出与查看（混凝土） 2010 Bentley Systems, Incorporated13 | WWW.BENTLEY.COM 二阶分析的本质与选用理由 缺陷 二阶静力分析的两种实现方法 判断整体二阶效应大小的方法 二阶动力分析 线性屈曲分析二阶效应二阶效应 2010 Bentley System

6、s, Incorporated14 | WWW.BENTLEY.COM 平衡方程建立在结构变形之后的位形上 (K+Kg)U=R,K 物理刚度矩阵，是材料特性和几何尺寸的函数Kg 几何刚度矩阵（或叫应力刚度矩阵），由杆件的轴力或板的膜力与几何形态共同决定二阶效应：二阶分析的本质二阶效应：二阶分析的本质 2010 Bentley Systems, Incorporated15 | WWW.BENTLEY.COM二阶效应：二阶效应：P-P- 效应和效应和P-P-效应效应 2010 Bentley Systems, Incorporated16 | WWW.BENTLEY.COM 规范推荐（AISC,

7、EC3,DIN18800,GB50017) 更精确：真正的平衡时建立在变形之后的位置上的 更简化：不用考虑头疼的计算长度输入 更通用：可用于计算各种各样的结构，而不受限于计算长度法的限制 已普及：一般的通用结构软件都能进行该分析二阶效应：用二阶分析的理由二阶效应：用二阶分析的理由 2010 Bentley Systems, Incorporated17 | WWW.BENTLEY.COM 规范推荐？：规范对最重要的部分，即缺陷的定义语焉不详 更精确？：理论推导和算例都指出，通常结构的二阶效应都很小，完全可以忽略。 更简化？：虽然计算长度简化了，但却带来了更麻烦的初始缺陷的定义。没有定义初始缺陷

8、的二阶分析是无意义的！ 更通用？：仍然需要进行构件层面的稳定验算，特别是弯扭屈曲。 已普及？：缺陷的定义需要人工施加。二阶效应：不用二阶分析的理由二阶效应：不用二阶分析的理由 2010 Bentley Systems, Incorporated18 | WWW.BENTLEY.COM 缺陷分类缺陷分类 整体几何缺陷与局部整体几何缺陷与局部几何缺陷几何缺陷二阶效应：缺陷定义二阶效应：缺陷定义 2010 Bentley Systems, Incorporated19 | WWW.BENTLEY.COM二阶效应：等效缺陷荷载二阶效应：等效缺陷荷载 2010 Bentley Systems, Inco

9、rporated20 | WWW.BENTLEY.COM二阶效应：等效缺陷荷载（续）二阶效应：等效缺陷荷载（续） 2010 Bentley Systems, Incorporated21 | WWW.BENTLEY.COM 缺陷是进行二阶分析最关键的定义 如果不能预判结构的控制失稳模式，则我们需要定义不同层次的缺陷（整体与局部），需要定义不同的失稳形式（例如弯曲屈曲与弯扭屈曲），而且所有这些缺陷应该和主要的荷载工况进行组合。如果不能自动生成，输入量是巨大的。 缺陷的定义是二阶分析真正的瓶颈，也是其不能真正普及替代一阶分析的原因。二阶效应：缺陷二阶效应：缺陷 2010 Bentley Syste

10、ms, Incorporated22 | WWW.BENTLEY.COM 迭代法 PDELTA n ANALSYS 控制迭代收敛的参数SET DISPLACEMENT iSET PDELTA TOL i(推荐）优点：运行效率高，数据组织简单二阶效应：二阶静力分析的两种实现方法二阶效应：二阶静力分析的两种实现方法 几何刚度法 PDELTA KG ANALYSIS 优点：能探测出局部失稳 2010 Bentley Systems, Incorporated23 | WWW.BENTLEY.COM PDELTA KG ANALYSIS PRINT STATIC CHECK PDELTA n ANAL

11、YSIS PRINT STATIC CHECK 比较总外力偶荷载与总倾覆力矩即得二阶效应：判断整体二阶效应大小的方法二阶效应：判断整体二阶效应大小的方法 2010 Bentley Systems, Incorporated24 | WWW.BENTLEY.COM 包括自由振动特征值分析，反应谱分析，时程分析以及动力稳态分析。其实质就是用K+Kg替换所有的物理刚度矩阵。 对一般的承受轴压力的结构（Kg为负），二阶动力分析的周期和位移比一阶大。 如按最新的抗规，计算地震作用时考虑重力二阶效应，可按该方法实施。二阶效应：二阶动力分析二阶效应：二阶动力分析 2010 Bentley Systems,

12、Incorporated25 | WWW.BENTLEY.COM 如果物理刚度K被负的Kg完全抵消，则发生屈曲。 几何刚度是屈曲的实质，此时(K+Kg)U=0 通过屈曲分析得到临界轴力和屈曲模态，可以得到对构件设计有用的计算长度。除此之外，临界屈曲荷载可以作为结构稳定承载力的上限。二阶效应：线性屈曲分析二阶效应：线性屈曲分析 2010 Bentley Systems, Incorporated26 | WWW.BENTLEY.COM 定义 应用 静力分析中的主从节点 动力分析中的主从节点 局限性 一般情形下主从节点的替代方案主从节点主从节点 2010 Bentley Systems, Inco

13、rporated27 | WWW.BENTLEY.COM 定义主从节点：定义主从节点：定义 2010 Bentley Systems, Incorporated28 | WWW.BENTLEY.COM 定义 SLAVE FY MX MZ SLAVE FY MX MZ MASTER MASTER 1 JOINT 1 TO 30主从节点：定义主从节点：定义 2010 Bentley Systems, Incorporated29 | WWW.BENTLEY.COM 组合梁 同过主从节点强制满足平截面运动学假设主从节点：应用主从节点：应用 2010 Bentley Systems, Incorpor

14、ated30 | WWW.BENTLEY.COM 组合柱主从节点：应用主从节点：应用 2010 Bentley Systems, Incorporated31 | WWW.BENTLEY.COM 不同单元类型的传力过渡（拉索烟囱）主从节点：应用主从节点：应用 2010 Bentley Systems, Incorporated32 | WWW.BENTLEY.COM 传力过渡（吊车梁节点）主从节点：应用主从节点：应用 2010 Bentley Systems, Incorporated33 | WWW.BENTLEY.COM 抗弯刚性板 定义FY MX MZ 刚性从属关系主从节点：应用主从节点

15、：应用 2010 Bentley Systems, Incorporated34 | WWW.BENTLEY.COM 模拟平面内无限刚刚片主从节点：应用主从节点：应用 2010 Bentley Systems, Incorporated35 | WWW.BENTLEY.COM 模拟带有质量与转动惯量的刚体设备主从节点：应用主从节点：应用 2010 Bentley Systems, Incorporated36 | WWW.BENTLEY.COM 静力分析中的主从节点 主节点可以位于刚体，刚片或刚杆的任意位置，不影响静力计算结果主从节点：静力分析中的主从节点主从节点：静力分析中的主从节点 2010 Bentley Systems, Incorporated37 | WWW.BENTLEY.COM 主节点需要位于刚体，刚片或刚杆的质心处。此时的主节点相当于刚体的转动中心。如果质心与转动中心不重合，会引起附加的扭转效应。 动力分析中使用主从节点定