钢结构3D3S-非线性分析讲座课件

3D3S(V11.0)通用钢结构分析和设计软件非线性同济大学上海同磊土木工程技术有限公司http://www.tj3d3s.com

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021-6598146612021/10/10星期日目录一、非线性计算

二、施工过程计算22021/10/10星期日目录一、非线性计算

二、施工过程计算32021/10/10星期日非线性基本概念1. 结构的平衡位置是结构变形以后的位置（P-

Δ

效应）结构自身的弹性刚度+几何刚度+预应力刚度结构效应（应力应变内力位移等）不适合叠加原理软件所指的非线性主要指几何非线性42021/10/10星期日何时使用非线性结构变形产生附加内力达到了必须要考虑几何非线性效应的程度，比如高耸结构的高度超过60m、跨度超过60m的大跨结构结构应该考虑结构；需要导入预张力的结构都应考虑结构几何非线性；缺陷敏感结构，如单层网壳结构，应按规范考虑几何非线性。52021/10/10星期日62021/10/10星期日楔形构件目前不能用于非线性分析板壳单元目前不能用于非线性分析间隙支座属性目前不能用于非线性分析平动释放目前不能用于非线性分析3D3S中非线性不适用的情况72021/10/10星期日3D3S非线性软件使用流程一般高耸、大跨和缺陷敏感结构→直接选用非线性计算功能预应力钢结构、索膜结构→初始状态确定→非线性计算82021/10/10星期日索杆体系（几何确定）索网体系（几何不确定）索梁体系索杆+索梁体系索网+索梁体系任意体系迭代平衡D33S（初始状态确定）最小曲面

等原长曲面力密度法有限元法初始状态几何为图纸几何零状态几何为图纸几何力密度法有限元法任意曲面

最小曲面

等原长曲面索膜结构索膜体系索膜+支撑体系不考虑位移协调（力密度）考虑位移协调（有限元）任意曲面力密度法有限元法不考虑位移协调（有限元）92021/10/10星期日3D3S非线性使用中的几个概念1、三个状态的分类区别零状态——加工放样后的索段和构件集合体。初始状态——仅在预应力和自重作用下的自平衡状态工作状态——在外部效应作用下达到的平衡状态。102021/10/10星期日图纸几何：施工完成后几何？加工几何？初始状态确定？零状态？工作状态？112021/10/10星期日零状态几何

——构件制作和拼装时的几何；初始状态几何——结构施加预张力完成后的几何；工作状态几何——外部荷载作用下结构达到的几何。图纸几何——建筑设计图纸中所规定的结构几何，是已知的。理论上结构的初始状态几何应该与图纸几何相吻合、是已知的；结构的零状态几何必须依据图纸几何确定、是未知的，实际工程设计中，零状态几何或初始状态几何可以取图纸几何。2、索结构的几何定义122021/10/10星期日3、找形分析、施工过程跟踪分析、荷载态分析4、找形分析时考虑自重和不考虑自重132021/10/10星期日5、零状态→工作状态的位移；初始状态→工作状态的位移。6、主、被动索的概念142021/10/10星期日主动索：受张拉的索段，原长改变、控制拉力，张拉完毕后予以固定。被动索：张拉前两端固定于结构节点，张拉中原长不变、拉力变化。152021/10/10星期日被动索，同通用有限元软件按主动索定义按力密度定义被动索，同通用有限元软件主动索或被动索简单体系的组合，注意分析顺序162021/10/10星期日索杆体系变形不协调单元初始几何给定172021/10/10星期日索杆体系182021/10/10星期日索杆体系几何给定，x,L已知，求s。192021/10/10星期日索杆体系202021/10/10星期日索杆体系最小预应力方差原则软件中：

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P1212021/10/10星期日索网体系变形不协调单元边界给定初始几何不定222021/10/10星期日索网体系232021/10/10星期日索网体系边界给定，几何不定，s/L已知，求x。

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262021/10/10星期日索网体系272021/10/10星期日索梁体系初始态位形及内力分布近似的零状态位形282021/10/10星期日索梁体系零状态位形及内力分布初始态位形292021/10/10星期日索梁体系初始态位形及内力分布近似的零状态位形302021/10/10星期日索梁体系零状态位形及内力分布初始态位形312021/10/10星期日非线性实例322021/10/10星期日单层网壳——缺陷分析332021/10/10星期日单层网壳342021/10/10星期日单层网壳352021/10/10星期日单层网壳362021/10/10星期日单层网壳372021/10/10星期日目录一、非线性计算

二、施工过程计算382021/10/10星期日某体育馆弦支穹顶施工过程分析392021/10/10星期日卢浦大桥402021/10/10星期日同济大学教学科研综合楼412021/10/10星期日航海博物馆单层索网422021/10/10星期日航海博物馆单层索网432021/10/10星期日上海世博会中国船舶馆位于浦西博园区，占地面积约5000㎡，由江南造船厂原址的一个旧厂房改造