在MIDAS/Gen添加索单元的初拉力

2016-12-13 by:CAE仿真在线来源:互联网

1、索初拉力的预估

工程中一般凭设计经验估算索的初拉力,常用的有如下几种:

1)索控制应力取应变值为0.0015~0.00175时的应力值;

2)索控制应力直接取0.53倍的强度标准值,或有效应力的0.13倍 ;

注意索的初拉力还要满足有关规范、规程的要求,例如《点支式幕墙规程》(CECS 127-2001)规定:索的挠度应控制在跨度的1/300以内;索的拉力不大于最小整索的破断拉力的1/2.5。

2、利用MIDAS/Gen试算索中初拉力的一种方法:

首先把索单元变成桁架单元,利用“初始荷载>小位移>初始荷载控制数据” ,添加“初始内力组合”,一般工程中考虑索拉力和自重平衡的时候为初始态,所以可以选择自重荷载工况。利用小位移分析,可以在“结果>分析结果表格>初始单元内力”中得到索单元的拉力。

然后将表格中“初始单元内力”的索单元内力值作为索的初拉力,使用大位移分析,看看自重作用下,结构的变形是否接近0,如果不接近0,则调整索单元的初拉力,一般反复试算几次,即可得到索单元的初拉力值

3、添加索单元的初拉力

主菜单>荷载>初始荷载>大位移>几何刚度初始荷载。
选择好需要加初拉力的索单元后,利用该菜单给索单元加初拉力。
注:在MIDAS/Gen中,进行几何非线性分析(大位移)分析时,给索单元加初拉力的方法有三种:
1、荷载>初始荷载>大位移>几何刚度初始荷载,

分为大位移和小位移两项,其内又分为几何刚度初始荷载、初始荷载控制数据、初始单元内力3项内容(如下图所示)。其作用分别如下:

1.大位移→几何刚度初始荷载

用于几何非线性分析,描述荷载作用之前的结构的初始状态。其中施加的初始荷载不对结构现有的变形起作用,程序会自动按现有的几何构型和内力找到一个平衡点,因此,在初始荷载(多为预拉力)作用下结构位移为零。如果有新的荷载工况参与作用,分析得到的新的位移将是以当前的初始状态为前提条件得到的;当然,内力结构是包含初始内力的叠加值。

2.小位移→初始单元内力

此选项只适用于线性分析,其作用与几何刚度初始荷载相同,即通过形成几何刚度来影响结构的总体刚度。但其刚度并不随作用荷载的变化而变化,因此可以说是为了对于一个非线性结构进行线性分析而设置的功能,如对拉索结构进行特征值分析等。

3.小位移→初始荷载控制数据

此选项用于闺怨输入的初始单元内力添加给指定的荷载工况。如果不添加,则在分析时只考虑初始单元内力引起的几何刚度影响,在相应荷载工况的内力结果中,不包含初始单元内力。
2、在建立单元的时候,“单元类型”选择为索单元时,使用无应力长度“Lu”或者直接加“初拉力”,
3、荷载>预应力荷载>初拉力荷载。
方法一施加的初拉力相当于内力,在查看某一荷载工况下的构件内力时,显示的数值为初拉力和该荷载工况作用下索单元内力两者的合力。
方法二、三施加的初拉力相当于外力。
方法二施加的初拉力,不需要设定为荷载工况,在计算后,查看某工况下的结构内力时,得到的结果是该工况和初拉力共同作用的结果。
方法三需要设定初拉力为某一荷载工况,当需要查看另外一个工况和初拉力共同作用的结果时,要将二者放在同一个工况内,进行非线性计算。在需要考虑施工过程(例如分批张拉索单元)的时候,可以采用这种方法施加初拉力并设定施工阶段进行分析。MIDAS/Gen施工阶段的定义可参加相关例题。
图3. 添加索单元的初拉力 6

4、操作步骤

打开建好的模型、输入其它荷载

自重、恒、活荷载的输入同其它分析的输入

---输入索单元的初拉力(即对索单元进行张拉)

---定义几何非线性分析控制数据

由荷载组合建立荷载工况

需要查看几种荷载按一定的方式进行荷载组合作用后的结果,必须将该荷载组合作为一个工况进行非线性分析,查看该工况的结果。MIDAS/Gen中可以通过“荷载>由荷载组合建立荷载工况”将某一荷载组合生成一种荷载工况,再利用该工况进行分析。

---运行结构分析

---查看结果