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1、第 1 页midascivil可以分析材料非线性与几何非线性当结构的变形相对杆件长度已不能忽略时，为了在结构变形后的形状上建立平衡，并考虑初始缺陷对结构屈曲承载力的影响，必须对结构进行基于大挠度理论的非线性屈曲分析。在midas中可以这样处理：对于索结构或张悬梁结构中，定义的只受拉索单元并不能进行特征值分析，因为其只能定义在几何非线性分析中。如要进行特征值分析，那么要将只受拉索单元转换为只受拉桁架单元。先对该结构进行几何非线性，得出自重作用下的初始索力，然后将索单元定义为只受拉桁架单元，将计算所得的索力按初始荷载加到单元中：荷载初始荷载小位移初始单元内力加入张力。1、问：在MIDAS中如何计算
2、自重作用下活荷载的稳定系数(屈曲分析安全系数)答：稳定分析又叫屈曲分析，所谓的荷载安全系数(临界荷载系数)均是对应于某种荷载工况或荷载组合的。例如：当有自重W和集中活荷载P作用时，屈曲分析结果临界荷载系数为10的话，表示在10*(W+P)大小的荷载作用下结构可能发生屈曲。但这也许并不是我们想要的结果。我们想知道的是在自重(或自重+二期恒载)存在的情况下，多大的活荷载作用下会发生失稳，即想知道W+Scale*P中的Scale值。我们推荐下列反复计算的方法。步骤一：先按W+P计算屈曲分析，如果得到临街荷载系数S1。步骤二：按W+S1*P计算屈曲，得临界荷载系数S2。步骤二：按W+S1*S2*P计算
3、屈曲，得临界荷载系数S3。重复上述步骤，直到临街荷载系数接近于1.0，此时的S1*S2*S3*Sn即为活荷载的最终临界荷载系数。(参见下图)midas官方网站的说话，供大家参考：考虑几何非线性同时进行稳定分析可以实现。方法如下：第 2 页1、将进行稳定分析所用荷载定义在一个荷载工况下；2、定义非线性分析控制，选择几何非线性，在非线性分析荷载工况中添加此荷载工况，并对其定义加载步骤；3、分析；4、查看结果中的阶段步骤时程图表，查找变形发生突变的位置点，及加载系数，即可推知发生失稳的极限荷载。另外关于如何在屈曲分析中考虑P-delta效应的问题，因为P-delta效应仅修正结构的初始刚度，因此可以
4、通过定义结构的初始几何刚度的方法来实现。如可以将考虑P-delta效应的荷载工况在荷载初始荷载小位移初始内力组合中，然后进行非线性分析即可。MIDAS/Civil关于几何非线性及材料非线性模拟几何非线性屈曲分析建议：1.非线性的特点之一就是不能将荷载效应线性累加，所以在确定了用什么荷载做屈曲分析后，要做的是将这些荷载放到一个荷载工况上。例如考虑恒载+活载作用下的屈曲，需要将恒载及活载定义在同一工况名称下来进行分析2.设置几何非线性分析的选项。在分析非线性分析选项中选择几何非线性分析，选择位移控制法。选择要控制位移的节点，输入一个相对较大的值。3.做分析运行。在结果里有个阶段/步骤时程图表，在那
5、里查看荷载位移关系曲线，从曲线上判断屈曲点，查看屈曲点处的荷载系数，这个荷载系数就可以视为稳定系数了。注意：分析完屈曲分析后，可以找到对应的可变荷载的系数，在求出的屈曲荷载（包含不变+可变）的作用下进行下面的分析1.先做静力分析，查看位移。找到屈曲分析使用的荷载作用下的位移最大点的位移最大方向，例如查看此模型第 3 页弯矩作用下的位移最大值所发生的位置，得知6号节点发生了Y向位移最大值。2.在几何非线性分析控制(位移法)中将这个点和位移方向作为控制点和控制方向。3.将非线性分析前几个步骤的步长设置可稍微长一些，后面间隔稍微短一些。这样比较容易收敛。查看弯矩作用下屈曲系数如下为-25.69.对于
6、sap20*分析教程提到的两铰拱经过midas与sap20*V11对比分析，结果一致。可以作为参考只用，当然一般都需要考虑材料非线性进去的。用MIDAS来做稳定分析的处理方法（笔记整理）对一个网壳或空间桁架这样的整体结构而言，稳定会涉及三类问题：A.整个结构的稳定性B.构成结构的单个杆件的稳定性C.单个杆件里的局部稳定（如其中的板件的稳定）A整个结构的稳定性:1.在数学处理上是求特征值问题的特征值屈曲，又叫平衡分叉失稳或者分支点失稳特征：结构达到某种荷载时，除结构原来的平衡状态存在外，还可能出现第二个平衡态2：极值点失稳特征：失稳时，变形迅速增大，而不会出现新的变形形式，即平衡状态不发生质变，
7、结构失稳时相应的荷载称为极限荷载。3：跳跃失稳，性质和极值点失稳类似，可以归入第二类。B构成结构的单个杆件的稳定性通过设计的时候可以验算秆件的稳定性，尽管这里面存在一个计算长度的选取问题而显得不完善，但总是安全的。C单个杆件里的局部稳定（如其中的板件的稳定）在MIDAS里面，我想已不能在整体结构的范围内解决了，但是单个秆件的局部稳定可以利用板单元（对于实体现在还没有办法做屈曲分析）来模拟单个构件，然后分析出整体稳定屈曲系数。和A是同第 4 页样的道理，这里充分体现了结构即构件，构件即结构的道理A整个结构的稳定性:分析方法：1：线性屈曲分析（对象：桁架，粱，板）在一定变形状态下的结构的静力平衡方
8、程式可以写成下列形式：(1)：结构的弹性刚度矩阵：结构的几何刚度矩阵：结构的整体位移向量：结构的外力向量结构的几何刚度矩阵可通过将各个单元的几何刚度矩阵相加而得，各个单元的几何刚度矩阵由以下方法求得。几何刚度矩阵表示结构在变形状态下的刚度变化，与施加的荷载有直接的关系。任意构件受到压力时，刚度有减小的倾向；反之，受到拉力时，刚度有增大的倾向。大家所熟知的欧拉公式，对于一个杆单元，当所受压力超过N=3.14152*E*I/L2时，杆的弯曲刚度就消失了，同样的道理不仅适用单根压杆，也适用与整个框架体系通过特征值分析求得的解有特征值和特征向量，特征值就是临界荷载，特征向量是对应于临界荷载的屈曲模态。
9、临界荷载可以用已知的初始值和临界荷载的乘积计算得到。临界荷载和屈曲模态意味着所输入的临界荷载作用到结构时，结构就发生与屈曲模态相同形态的屈曲。例如，当初始荷载为10的结构进行屈曲分析时，求得临界荷载系数为5，这表明这个结构物受50的荷载时发生屈曲。但是实际上的结构不管是几何方面还是材料方面都呈现非线性性质，所以实际应用当中是有一些局限性的，但是线性屈曲分析力学概念清楚，在数学处理上也容易，而且它的临界荷载还可以近似代表相应的B类稳定问题的上限，所以地位还是比较重要。（解释2个概念：特征值屈曲系数所加荷载屈曲荷载特征值正负表示屈曲的加载方向）2：非线性屈曲分析第 5 页（对象：桁架，粱，板）非线
10、性包括1材料非线性几何非线性3边界非线性非线性屈曲在数学上为一个非线性方程的求解注意：1：MIDAS目前对同时考虑材料非线性以及几何非线性还不是特别好，单独考虑就时就是PUSHOVER分析以及几何非线性屈曲分析。2：目前还不能考虑残余应力材料的初始缺陷对几何非线性屈曲的影响，而且现在网壳结构技术规程规定4.3条规定应做几何非线性屈曲分析。3：进行网壳全过程分析时，MIDAS/Gen能比较方便考虑网壳结构技术规程规定4.3.3条规定的考虑初始安装偏差的影响。具体方法如下：(如何考虑初始缺陷)1.按规范计算初始缺陷最大值（跨度（可以考虑短跨的长度）的1/300），2.计算初始缺陷最大值与屈曲向量（
11、按照线性屈曲计算的第一模态的屈曲向量）最大值的比值3.所有屈曲向量均乘以这个比值，得到各节点的初始缺陷4.利用MIDAS表格修改的功能（可以在EXECL里面操作）把该初始缺陷与原对应各节点的坐标相加，改变各节点的坐标。新的模型即是考虑了初始缺陷的网壳模型用MIDAS做非线性屈曲的具体步骤基本前处理我就不说了，这里重点说明一下几点：1.自动生成荷载组合，建立或修改需要转换成非线性荷载工况的荷载组合。生成非线性荷载工况：主菜单荷载由荷载组合建立荷载工况。2.查看在该工况下线弹性分析位移最大的点，做非线性分析控制节点。3.设定非线性控制数据：主菜单分析非线性分析数据，查看荷载位移曲线：结果阶段/步骤
12、时程图表，几何非线性分析分析步骤及其中几点疑惑首先，我只是想分析考虑几何大变形效应下结构受力情况第 6 页，下面是分析步骤1、建立各独立荷载工况，如自重、二期恒载、温度荷载、列车荷载等；2、在结果菜单中建立荷载组合；3、定义几何非线性荷载工况：荷载由荷载组合建立荷载工况将要考虑的独立荷载工况放到一个整体工况下同时考虑非线性分析控制参数设置：a、设置加载顺序：荷载非线性分析数据非线性分析时的加载顺序一般将自重或自重+二期恒载作为初始状态一次性加载，然后将目标工况放到其后分级加载。b、分析控制数据：分析非线性分析控制选择非线性类型（几何非线性）；计算方法（Newton-Raphson）；收敛条件；
13、定义非线性分析荷载工况：添加荷载工况并设置加载步骤数量和迭代次数（即一次性加载还是分级加载）。5、计算分析并查看结果。几点疑问？1、因为不是做屈曲或极限承载力分析，所以仅考虑几何非线性影响下结构受力分析是否按此步骤计算即可？2、是否要分级加载？自重和二恒应该可以一次性加载上去，其他外荷载是否要考虑分级加载？3、我将恒载一次性加载和分十步加载计算后结果对比了一下，二者一样，好像没有体现出大变形的影响。放大十倍后比较还是如此，不知为何？是不是少了哪项设置，请大家帮忙想想，谢谢了！网壳规程要求其承载力大于第一屈曲模态下力的5倍1.特征值屈曲分析属于线性分析，它对结构临界失稳力的预测往往要高于结构实际
14、的临界失稳力，因此在实际的工程结构分析时一般不用特征值屈曲分析。但特征值屈曲分析作为非线性屈曲分析的初步评估作用是非常有用的。篇二：MIDAS几何非线性理论知识。第 7 页当结构的变形相对杆件长度已不能忽略时，为了在结构变形后的形状上建立平衡，并考虑初始缺陷对结构屈曲承载力的影响，必须对结构进行基于大挠度理论的非线性屈曲分析。在midas中可以这样处理：对于索结构或张悬梁结构中，定义的只受拉索单元并不能进行特征值分析，因为其只能定义在几何非线性分析中。如要进行特征值分析，那么要将只受拉索单元转换为只受拉桁架单元。先对该结构进行几何非线性，得出自重作用下的初始索力，然后将索单元定义为只受拉桁架单
15、元，将计算所得的索力按初始荷载加到单元中：荷载初始荷载小位移初始单元内力加入张力。1、问：在MIDAS中如何计算自重作用下活荷载的稳定系数(屈曲分析安全系数)答：稳定分析又叫屈曲分析，所谓的荷载安全系数(临界荷载系数)均是对应于某种荷载工况或荷载组合的。例如：当有自重W和集中活荷载P作用时，屈曲分析结果临界荷载系数为10的话，表示在10*(W+P)大小的荷载作用下结构可能发生屈曲。但这也许并不是我们想要的结果。我们想知道的是在自重(或自重+二期恒载)存在的情况下，多大的活荷载作用下会发生失稳，即想知道W+Scale*P中的Scale值。我们推荐下列反复计算的方法。步骤一：先按W+P计算屈曲分析
16、，如果得到临街荷载系数S1。步骤二：按W+S1*P计算屈曲，得临界荷载系数S2。步骤二：按W+S1*S2*P计算屈曲，得临界荷载系数S3。重复上述步骤，直到临街荷载系数接近于1.0，此时的S1*S2*S3*Sn即为活荷载的最终临界荷载系数。(参见下图)midas官方网站的说话，供大家参考：考虑几何非线性同时进行稳定分析可以实现。方法如下：1、将进行稳定分析所用荷载定义在一个荷载工况下；第 8 页2、定义非线性分析控制，选择几何非线性，在非线性分析荷载工况中添加此荷载工况，并对其定义加载步骤；3、分析；4、查看结果中的阶段步骤时程图表，查找变形发生突变的位置点，及加载系数，即可推知发生失稳的极限荷载。另外关于如何在屈曲分析中考虑P-delta效应的问题，因为P-delta效应仅修正结构的初始刚度，因此可以通过定义结构的初始几何刚度的方法来实现。如可以将考虑P-delta效应的荷载工况在荷载初始荷载小位移初始内力组合中，然后进行非线性分析即可。MIDAS/Civil关于几何非线性及
