在MIDAS/Gen添加索單元的初拉力

2016-12-13 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

1、索初拉力的預(yù)估

工程中一般憑設(shè)計經(jīng)驗估算索的初拉力,常用的有如下幾種:

1)索控制應(yīng)力取應(yīng)變值為0.0015~0.00175時的應(yīng)力值;

2)索控制應(yīng)力直接取0.53倍的強度標準值,或有效應(yīng)力的0.13倍 ;

注意索的初拉力還要滿足有關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求,例如《點支式幕墻規(guī)程》(CECS 127-2001)規(guī)定:索的撓度應(yīng)控制在跨度的1/300以內(nèi);索的拉力不大于最小整索的破斷拉力的1/2.5。

2、利用MIDAS/Gen試算索中初拉力的一種方法:

首先把索單元變成桁架單元,利用“初始荷載>小位移>初始荷載控制數(shù)據(jù)” ,添加“初始內(nèi)力組合”,一般工程中考慮索拉力和自重平衡的時候為初始態(tài),所以可以選擇自重荷載工況。利用小位移分析,可以在“結(jié)果>分析結(jié)果表格>初始單元內(nèi)力”中得到索單元的拉力。

然后將表格中“初始單元內(nèi)力”的索單元內(nèi)力值作為索的初拉力,使用大位移分析,看看自重作用下,結(jié)構(gòu)的變形是否接近0,如果不接近0,則調(diào)整索單元的初拉力,一般反復試算幾次,即可得到索單元的初拉力值

3、添加索單元的初拉力

主菜單>荷載>初始荷載>大位移>幾何剛度初始荷載。
選擇好需要加初拉力的索單元后,利用該菜單給索單元加初拉力。
注:在MIDAS/Gen中,進行幾何非線性分析(大位移)分析時,給索單元加初拉力的方法有三種:
1、荷載>初始荷載>大位移>幾何剛度初始荷載,

分為大位移和小位移兩項,其內(nèi)又分為幾何剛度初始荷載、初始荷載控制數(shù)據(jù)、初始單元內(nèi)力3項內(nèi)容(如下圖所示)。其作用分別如下:

1.大位移→幾何剛度初始荷載

用于幾何非線性分析,描述荷載作用之前的結(jié)構(gòu)的初始狀態(tài)。其中施加的初始荷載不對結(jié)構(gòu)現(xiàn)有的變形起作用,程序會自動按現(xiàn)有的幾何構(gòu)型和內(nèi)力找到一個平衡點,因此,在初始荷載(多為預(yù)拉力)作用下結(jié)構(gòu)位移為零。如果有新的荷載工況參與作用,分析得到的新的位移將是以當前的初始狀態(tài)為前提條件得到的;當然,內(nèi)力結(jié)構(gòu)是包含初始內(nèi)力的疊加值。

2.小位移→初始單元內(nèi)力

此選項只適用于線性分析,其作用與幾何剛度初始荷載相同,即通過形成幾何剛度來影響結(jié)構(gòu)的總體剛度。但其剛度并不隨作用荷載的變化而變化,因此可以說是為了對于一個非線性結(jié)構(gòu)進行線性分析而設(shè)置的功能,如對拉索結(jié)構(gòu)進行特征值分析等。

3.小位移→初始荷載控制數(shù)據(jù)

此選項用于閨怨輸入的初始單元內(nèi)力添加給指定的荷載工況。如果不添加,則在分析時只考慮初始單元內(nèi)力引起的幾何剛度影響,在相應(yīng)荷載工況的內(nèi)力結(jié)果中,不包含初始單元內(nèi)力。
2、在建立單元的時候,“單元類型”選擇為索單元時,使用無應(yīng)力長度“Lu”或者直接加“初拉力”,
3、荷載>預(yù)應(yīng)力荷載>初拉力荷載。
方法一施加的初拉力相當于內(nèi)力,在查看某一荷載工況下的構(gòu)件內(nèi)力時,顯示的數(shù)值為初拉力和該荷載工況作用下索單元內(nèi)力兩者的合力。
方法二、三施加的初拉力相當于外力。
方法二施加的初拉力,不需要設(shè)定為荷載工況,在計算后,查看某工況下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力時,得到的結(jié)果是該工況和初拉力共同作用的結(jié)果。
方法三需要設(shè)定初拉力為某一荷載工況,當需要查看另外一個工況和初拉力共同作用的結(jié)果時,要將二者放在同一個工況內(nèi),進行非線性計算。在需要考慮施工過程(例如分批張拉索單元)的時候,可以采用這種方法施加初拉力并設(shè)定施工階段進行分析。MIDAS/Gen施工階段的定義可參加相關(guān)例題。
圖3. 添加索單元的初拉力 6

4、操作步驟

打開建好的模型、輸入其它荷載

自重、恒、活荷載的輸入同其它分析的輸入

---輸入索單元的初拉力(即對索單元進行張拉)

---定義幾何非線性分析控制數(shù)據(jù)

由荷載組合建立荷載工況

需要查看幾種荷載按一定的方式進行荷載組合作用后的結(jié)果,必須將該荷載組合作為一個工況進行非線性分析,查看該工況的結(jié)果。MIDAS/Gen中可以通過“荷載>由荷載組合建立荷載工況”將某一荷載組合生成一種荷載工況,再利用該工況進行分析。

---運行結(jié)構(gòu)分析

---查看結(jié)果