在MIDAS/Gen添加索單元的初拉力

2016-12-13 by:CAE仿真在線來源:互聯網

1、索初拉力的預估

工程中一般憑設計經驗估算索的初拉力,常用的有如下幾種:

1)索控制應力取應變值為0.0015~0.00175時的應力值;

2)索控制應力直接取0.53倍的強度標準值,或有效應力的0.13倍 ;

注意索的初拉力還要滿足有關規范、規程的要求,例如《點支式幕墻規程》(CECS 127-2001)規定:索的撓度應控制在跨度的1/300以內;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>初始荷載控制數據” ,添加“初始內力組合”,一般工程中考慮索拉力和自重平衡的時候為初始態,所以可以選擇自重荷載工況。利用小位移分析,可以在“結果>分析結果表格>初始單元內力”中得到索單元的拉力。

然后將表格中“初始單元內力”的索單元內力值作為索的初拉力,使用大位移分析,看看自重作用下,結構的變形是否接近0,如果不接近0,則調整索單元的初拉力,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,其內又分為幾何剛度初始荷載、初始荷載控制數據、初始單元內力3項內容(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構的初始狀態。其中施加的初始荷載不對結構現有的變形起作用,程序會自動按現有的幾何構型和內力找到一個平衡點,因此,在初始荷載(多為預拉力)作用下結構位移為零。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為前提條件得到的;當然,內力結構是包含初始內力的疊加值。

2.小位移→初始單元內力

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構的總體剛度。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構進行線性分析而設置的功能,如對拉索結構進行特征值分析等。

3.小位移→初始荷載控制數據

此選項用于閨怨輸入的初始單元內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力引起的幾何剛度影響,在相應荷載工況的內力結果中,不包含初始單元內力。
2、在建立單元的時候,“單元類型”選擇為索單元時,使用無應力長度“Lu”或者直接加“初拉力”,
3、荷載>預應力荷載>初拉力荷載。
方法一施加的初拉力相當于內力,在查看某一荷載工況下的構件內力時,顯示的數值為初拉力和該荷載工況作用下索單元內力兩者的合力。
方法二、三施加的初拉力相當于外力。
方法二施加的初拉力,不需要設定為荷載工況,在計算后,查看某工況下的結構內力時,得到的結果是該工況和初拉力共同作用的結果。
方法三需要設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果時,要將二者放在同一個工況內,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定施工階段進行分析。MIDAS/Gen施工階段的定義可參加相關例題。
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據

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。

---運行結構分析

---查看結果