《流体力学 拱结构分析算例课件综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流体力学 拱结构分析算例课件综述（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,拱结构分析算例课件介绍使用MIDAS/CIVIL的拱建模助手生成梁单元组成的拱结构,例题分析拱高度(H)和长度(L)之比(H:L)分别为1:4、1:5和1:7的拱结构，比较其产生的位移和内力,输入材料和截面特性 定义边界约束 运行结构分析 查看结果,建立梁结构模型 主梁和吊杆梁模型 拱肋模型 建立吊杆铰接约束,2,拱结构构成,材料钢材 GB(S) Grade3,截面 拱肋 : 箱形 1000 1000 20 mm 主梁 : 箱形 1000 1000 20 mm 吊杆 : 工字形截面500 200 10 /16 mm,3,4,5,定义单位体系,捕捉、选择等开关状态控制状态条坐标的动态显示,6
2、,设定结构类型为X-Z平面,7,定义材料,3个页面对话框,材料对话框,截面对话框,厚度对话框,8,在设计类型中选钢材,在钢材规范中选GB(S),在数据库中选Grade3,9,数据库的内定名称Grade3即材料的名称,10,200GPa,输入主梁、拱肋和吊杆材料,11,点击截面,定义主梁和拱肋截面,选择用户,名称：主梁和拱肋,截面形状：箱型截面,点击添加,12,偏心中-中心,主梁和拱肋箱型截面尺寸,13,定义吊杆梁截面,选择数据库GB-YB,名称：吊杆/ HN 50020010/16,截面形状： 工字型截面,在截面名称栏里可以直接输入截面名称或者选择数据库栏里的所需截面，构成名称,14,截面高度
3、H= 0.5m 宽度B1=0.2m 腹板厚度tw=10mm 翼缘厚度tf1=16mm 内切圆半径r1=20mm,B2默认等于B1 tf2默认等于tf1,HN 500x200x10/16工字型截面尺寸,15,定义截面成功时的界面,16,拱建模命令,从主菜单中选择模型 结构建模助手 拱。 从树形菜单的菜单表单中选择 模型 结构建模助手 拱,17,拱建模助手对话框有2个页面,插入对话框页面,输入/编辑对话框页面,18,拱建模助手对话框,输入/编辑对话框页面,类型：选择拱形(圆、等投影间距抛物线、等间距抛物线、等投影间距椭圆、等间距椭圆、等投影间距悬链线、等间距悬链线等。),19,拱建模助手对话框,插
4、入对话框页面,插入点：输入建立的拱的原点在全局坐标系(用户坐标系)下插入点的坐标,旋转：输入拱的布置方向，即输入拱绕全局坐标系的坐标轴X、Y、Z旋转的角度、,或者用鼠标在输入区内单击，并在工作窗口中点击插入点的位置，则程序将自动将该点的坐标显示在输入框内,20,拱建模助手对话框建模,类型 抛物线形 1 ; 分割数量 ( 10 ) 跨度( 50 ) ; 高度( 12.5 ) ; 边界条件无 材料1: Grade3 ; 截面1:主梁和拱肋,输入/编辑对话框页面,21,拱建模助手对话框建模,插入点 ( 0, 0, 0 ) 旋转 Alpha ( 0 ) ; Beta ( 0 ) ; Gamma ( 0
5、 ),插入对话框页面,22,拱建模助手拱肋建模结果,23,用扩展单元功能来建立模型的吊杆,24, =0，z方向对应高度方向 y方向对应宽度方向,单元坐标系,x方向是节点N1到节点N2的方向,当单元是线性单元(桁架，梁等)， 指定角定义构件绕x轴的方位,数学上yz方向定义不是唯一的 由角等限制其唯一性,25,用扩展单元功能来建立模型 的吊杆, =0，生成的吊杆单元, =900，生成的吊杆单元,26,用扩展单元功能来建立模型的吊杆,法向：垂直于投影基准线或基准面的投影方向。 向量方向：在任意方向投影，输入在投影方向上的x, y, z矢量分量,P1：位于基准线上的点的坐标。 P2：位于基准线上的另外
6、一点的坐标。,27,窗口选择 ( 节点 : 2 to 10 ) 扩展类型节点线单元 单元属性单元类型梁单元 材料1: Grade3 ; 截面2: HN 50020010/16 Beta 角 ( 90 ) 生成类型投影 ; 投影形式将节点投影在直线上 定义基准线 P1 ( 0, 0, 0 ), P2 ( 50, 0, 0 ),用扩展单元功能来建立模型的吊杆,28,拱肋和吊杆的模型,29,用建立单元功能来建立模型的主梁,30,节点1和节点11之间输入主梁,单元类型一般梁 / 变截面梁 材料1: Grade3 ; 截面1: 肋和梁 ; Beta 角 ( 0 ) 交叉分割节点 (开) ; 单元 (开)
7、 节点连接 ( 1, 11 ),31,拱肋、吊杆和主梁 建模成功的的界面,32,输入边界条件,约束模型 1左端(节点 1)的Dx、Dz方向自由度来输入铰支条件，约束右端(节点 11)的 Dz方向的自由度来输入滚动支座条件,33,输入边界条件,单选 ( 节点 : 1 ) 选择添加 ; 支承条件类型Dx, Dz, (开),单选 ( 节点 : 11 ) 选择添加 ; 支承条件类型Dz (开),34,节点1和节点11边界约束,约束左端铰支条件 约束右端滚动支座条件,35,吊杆的两端输入铰接条件,原先建模时吊杆作为梁单元存在所谓的固端约束，现释放为铰接约束条件,36,吊杆的两端输入铰接条件,交叉线选择
8、( 单元 : 11to 19 ),单元号(开),选项添加/替换,37,定义静力荷载工况,在名称一栏中键入均布荷载,输入节点荷载、梁单元荷载、压力荷载等荷载前，需先定义静力荷载工况(Static Load Case),直接按快捷键F9启动荷载 / 静力荷载工况,38,建立静力荷载工况,在类型一栏中选择 用户定义的荷载,点击添加，然后关闭,1tonf/m大小的均布荷载，使用梁单元荷载功能输入,39,启动梁单元荷载对话框,40,施加均布荷载,方向整体坐标系 Z,数值相对值 ; x1 ( 0 ) ; x2 ( 1 ) ; w ( -1),窗口选择主梁单元,选择确认,施加均布荷载成功,41,建立模型 2
9、和模型 3,复制模型1来建立模型2和模型3。同时复制输入在模型 1的均布荷载和边界条件。,形式复制 ; 移动和复制等距离 dx, dy, dz ( 0, 0, -15 ) 复制次数 ( 2 ) 复制节点属性 (开) 复制单元属性 (开),42,建立模型2和模型3,模型2,模型1,模型3,43,用调整节点距离功能修改复制的拱(模型 2, 模型 3)的高度,模型2,模型1,模型3,选择类型用户选择,44,用调整节点距离功能修改复制的拱(模型 2)的高度,间距缩放系数sfx ( 1.0 ) ; sfy ( 1.0 ) ; sfz ( 4/5 ) 间距缩放参考点用户设定 ( 25, 0, -15 )
10、;,45,用调整节点距离功能修改复制的拱(模型 3)的高度,间距缩放系数sfx ( 1.0 ) ; sfy ( 1.0 ) ; sfz ( 4/7 ),窗口选择 (节点: 42 50 ),间距缩放参考点用户设定 ( 25, 0, -30 ) ;,选择类型用户选择,46,47,模式 -前处理模式和后处理模式,用户在前处理模式下输入和修改建模数据，在后处理模式中校核模型分析结果(例如反力，位移，单元反力和应力)或者执行设计任务,顺利完成对模型的分析后，前处理模式就自动转化为后处理模式,运行结果分析,运行分析之后产生结果文件*.out,后处理模式不运行分析,48,查看结果位移,DX：整体坐标系X轴方
11、向的位移分量 DY：整体坐标系Y轴方向的位移分量 DZ：整体坐标系Z轴方向的位移分量,位移是关于整体坐标系定义的,49,查看变形图,拱的高度越低，挠度就越大。,拱高度越小,刚度越小,50,查看弯矩内力图,拱的高度越低对主梁和拱肋作用的弯矩的绝对值越大，拱肋和主梁交接处的弯矩减少,荷载工况/荷载组合ST: 均布荷载,内力My,显示类型：等值线 (开),显示选项 5 点 线涂色,图例,51,梁单元内力图,Fx：单元局部坐标系x轴方向的轴力 Fy：单元局部坐标系y轴方向的剪力 Fz：单元局部坐标系z轴方向的剪力,Fyz：同时输出单元局部坐标系y、z轴方向的剪力,Mx：绕单元局部坐标系x轴方向的扭矩。
12、 My：绕单元局部坐标系y轴方向的弯矩。 Mz：绕单元局部坐标系z轴方向的弯矩。,Myz：同时输出绕单元局部坐标系y、z轴方向的弯矩。,内力图是关于单元局部坐标系定义的,52,梁单元内力图,不涂色：仅显示梁内力图的外轮廓。 线涂色：在节点和四等分点处用彩色线表现内力图。 实体涂色：内力图用彩色涂面,精确：提供沿包括两端节点在内的梁单元全长的的梁内力图,5点：提供梁长的四等分点及两端节点处的内力，节点和四等分点之间的内力用直线内插,系数：输入内力图的显示比例,53,查看弯矩内力图,显示选项,线涂色,实体涂色,不涂色,54,等值线的颜色设置,55,等值线的颜色设置,56,梁内力图颜色设置,57,查看轴力,拱的高度越低，在主梁和拱肋发生的轴力越大,荷载工况/荷载组合ST: 均布荷载,内力Fx,显示类型：等值线 (开),显示选项 5 点 线涂色,图例,58,59,
