YJK在復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用課件

1、YJK在復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用工程簡介工程特點軟件選擇結(jié)構(gòu)分析及比較中震下YJK分析結(jié)果關(guān)鍵節(jié)點有限元分析現(xiàn)場施工情況 目錄一、工程簡介 哈爾濱萬達(dá)文化旅游城位于哈爾濱市松北新區(qū)，該項目包括室內(nèi)步行商業(yè)街、娛樂樓、超市、滑雪場、滑冰場、電影樂園等業(yè)態(tài)?？偨ㄖ娣e33.7萬平米，其中滑雪場是世界上最大的室內(nèi)滑雪場，建筑面積8萬平方米，長度接近500米。一、工程簡介一、工程簡介一、工程簡介西區(qū)中區(qū)東區(qū)158米151米173米一、工程簡介二、工程特點跨度大多種材料混合鋼結(jié)構(gòu)+混凝土結(jié)構(gòu)異形結(jié)構(gòu)非常規(guī)樓層工程超限性能化設(shè)計預(yù)應(yīng)力設(shè)計二、工程特點跨度大滑雪場的跨度超過100米，最大跨度達(dá)150米。二、工程

2、特點多種材料混合鋼結(jié)構(gòu)+混凝土結(jié)構(gòu)西區(qū)中區(qū)混凝土鋼結(jié)構(gòu)二、工程特點東區(qū)二、工程特點工程超限性能化設(shè)計東區(qū)西區(qū)二、工程特點預(yù)應(yīng)力設(shè)計二、工程特點西區(qū)預(yù)應(yīng)力梁三、軟件選擇主軟件輔助軟件三、軟件選擇主軟件 MIDAS鋼結(jié)構(gòu)部分 YJK鋼筋混凝土部分 ABAQUS、ANSYS節(jié)點分析輔助軟件 SAP2000鋼結(jié)構(gòu)部分 PKPM鋼筋混凝土部分四、結(jié)構(gòu)分析及比較模型轉(zhuǎn)換計算結(jié)果對比預(yù)應(yīng)力設(shè)計基礎(chǔ)設(shè)計四、結(jié)構(gòu)分析及比較導(dǎo)入設(shè)置四、結(jié)構(gòu)分析及比較YJK三維模型四、結(jié)構(gòu)分析及比較四、結(jié)構(gòu)分析及比較MIDAS三維模型四、結(jié)構(gòu)分析及比較四、結(jié)構(gòu)分析及比較 Midas Gen模型導(dǎo)入YJK后的計算結(jié)果可能與Midas

3、 Gen的結(jié)果不一致，通常是因為兩個軟件在計算上的一些設(shè)置差異造成的，不一致時應(yīng)作如下排查：剛性樓板假定設(shè)置是否一致樓板自重計算方式是否一致 材料容重是否一致是否有彈性支座丟失Midas Gen中方向向上的荷載會轉(zhuǎn)換成質(zhì)量，而YJK中方向向上的荷載會被自動過濾，不會轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)質(zhì)量。Midas Gen中定義的梁端剛域，對應(yīng)YJK中的梁端柱端剛域，暫時未能轉(zhuǎn)入。 Midas Gen中定義的墻剛度系數(shù)，對應(yīng)YJK中連梁剛度折減系數(shù)，暫時未能轉(zhuǎn)入。模型轉(zhuǎn)換注意事項四、結(jié)構(gòu)分析及比較YJK 與Midas Gen的主要振型對比MIDAS振型1計算結(jié)果對比YJK振型1振型1振型6：四、結(jié)構(gòu)分析及比較YJK振

4、型2MIDAS振型2四、結(jié)構(gòu)分析及比較YJK振型3MIDAS振型3四、結(jié)構(gòu)分析及比較YJK振型4MIDAS振型4四、結(jié)構(gòu)分析及比較YJK振型5MIDAS振型5四、結(jié)構(gòu)分析及比較YJK振型6MIDAS振型6四、結(jié)構(gòu)分析及比較周期MidasYJK誤差12.232.397.2%22.092.236.6%31.952.002.6%41.691.774.7%51.691.68-1.0%61.511.595.2%西區(qū)、中區(qū)Midas Gen 與YJK周期對比四、結(jié)構(gòu)分析及比較東區(qū)周期MidasYJK誤差12.502.52-1.04%21.791.84-2.84%31.541.67-8.69%41.361.

5、37-0.85%51.141.17-3.28%60.930.920.27%四、結(jié)構(gòu)分析及比較MidasYJK誤差總質(zhì)量3199423344594.5%Midas Gen 與YJK總質(zhì)量、總反力對比總質(zhì)量四、結(jié)構(gòu)分析及比較總反力節(jié)點編號MidasYJK誤差D+LDLD+L100013044262124528666.2%10003485546475385184-6.3%100055572480560954142.9%10007547951536415794-5.4%100095321443557750116.2%10011610357848186601-7.5%四、結(jié)構(gòu)分析及比較結(jié)論： MIDAS

6、與YJK的計算結(jié)果高度一致。四、結(jié)構(gòu)分析及比較 西區(qū)、中區(qū)上部鋼結(jié)構(gòu)對下部砼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大推力，需要對砼部分設(shè)置預(yù)應(yīng)力。 設(shè)計要點：設(shè)計中應(yīng)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工模擬考慮混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的施工順序，在下部混凝土預(yù)應(yīng)力梁完成張拉并且灌漿后，才會進(jìn)行上部鋼結(jié)構(gòu)的提升。下部砼梁、柱配筋需要兩個模型計算后取包絡(luò)。 四、結(jié)構(gòu)分析及比較預(yù)應(yīng)力設(shè)計四、結(jié)構(gòu)分析及比較施加預(yù)應(yīng)力后鋼結(jié)構(gòu)提升前的模型，此模型不包括鋼結(jié)構(gòu)層四、結(jié)構(gòu)分析及比較施加預(yù)應(yīng)力后鋼結(jié)構(gòu)提升后的模型，此模型包括鋼結(jié)構(gòu)層KZZ-B8(框支) Shear-XShear-YAxialMx-BtmMy-BtmMx-TopMy-Top(DL) (1)51.71

7、87.3-2937.1-877.61994.646.11739.4( DL) (2)-45.0205.8-8655.1-977.11027.937.71249.8KZ-B104Shear-XShear-YAxialMx-BtmMy-BtmMx-TopMy-Top(DL) (1)642.2-203.8-1100.0583.63343.5 -37.81385.4( DL) (2)411.2-173.4-6556.1 498.3 1468.2 -30.4214.5四、結(jié)構(gòu)分析及比較其中的兩根柱子，內(nèi)力結(jié)果比較表西、中區(qū)樁基計算結(jié)果及樁基布置圖四、結(jié)構(gòu)分析及比較基礎(chǔ)設(shè)計模型導(dǎo)入YJK后，直接計算樁基礎(chǔ)

8、，計算結(jié)果如下：樁基布置圖：四、結(jié)構(gòu)分析及比較四、結(jié)構(gòu)分析及比較東區(qū)巨柱基礎(chǔ)樁反力、筏板基礎(chǔ)配筋圖基礎(chǔ)樁反力四、結(jié)構(gòu)分析及比較筏板配筋結(jié)果基礎(chǔ)配筋圖四、結(jié)構(gòu)分析及比較五、中震下YJK分析結(jié)果東區(qū)中震彈性計算結(jié)果五、中震下YJK分析結(jié)果西、中區(qū)小震、中震、預(yù)應(yīng)力、地下計算結(jié)果 說明：所有1800 x1800的框柱（框支柱）均按小震工況、中震工況、預(yù)應(yīng)力工況包絡(luò)設(shè)計五、中震下YJK分析結(jié)果五、中震下YJK分析結(jié)果五、中震下YJK分析結(jié)果五、中震下YJK分析結(jié)果五、中震下YJK分析結(jié)果五、中震下YJK分析結(jié)果五、中震下YJK分析結(jié)果六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析典型節(jié)點1 東區(qū)樓面主桁架上弦節(jié)點典型節(jié)點2

9、東區(qū)樓面主桁架下弦節(jié)點典型節(jié)點3 西區(qū)屋面主桁架上弦節(jié)點典型節(jié)點4 西區(qū)中部鋼管柱與屋面桁架下弦節(jié)點 典型節(jié)點5 西區(qū)門式鋼架上弦節(jié)點典型節(jié)點6 西區(qū)門式鋼架下弦轉(zhuǎn)角處節(jié)點典型節(jié)點1六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析東區(qū)樓面主桁架上弦節(jié)點六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析非抗震工況：控制荷載工況： 1.35恒+0.98活最大應(yīng)力： 節(jié)點1應(yīng)力最大值159MPa。(節(jié)點1周圍桿件應(yīng)力比如下圖）應(yīng)力最大值點位置： 次桁架斜腹桿與主桁架豎 腹桿連接處，其余位置的應(yīng)力水平均低于116MPa。 由上圖可知，節(jié)點1周圍桿件應(yīng)力比較其他桿件應(yīng)力比大的多。六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析地震工況：大震荷載工況： 1.2恒+0.6活荷載+0.5

10、豎向地震+1.3水平地震最大應(yīng)力： 在桿件的角部產(chǎn)生應(yīng)力集中，最大為189MPa，節(jié)點區(qū)域內(nèi)部應(yīng)力最大值137MPa。 地震工況不起控制作用 六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析典型節(jié)點2東區(qū)樓面主桁架下弦節(jié)點六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析 非地震工況：控制荷載工況：1.35恒+0.98活節(jié)點1應(yīng)力最大值239MPa。應(yīng)力最大值點位于次桁架斜腹桿與主桁架豎腹桿連接處，其余位置的應(yīng)力水平均低于173MPa。 六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析 地震工況： 大震控制工況： 1.2恒+0.6活荷載+0.5豎向地震+1.3水平地震節(jié)點1應(yīng)力最大值276MPa, 應(yīng)力最大值位置與非地震工況相同

11、，大小與非地震工況也相當(dāng)。大震不起控制作用。其余位置的應(yīng)力水平均低于201MPa。六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析典型節(jié)點3西區(qū)屋面主桁架上弦節(jié)點六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析 非地震工況： 1.35恒+0.98活荷載 最大值：節(jié)點應(yīng)力最大值312MPa。（超限） 位置： 出現(xiàn)在H型鋼腹板處及圓鋼管與H型鋼翼緣板相交處。六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析三種方式對節(jié)點3進(jìn)行加強：第一種方式 增加水平加勁第二種方式 增加豎向加勁以上兩種方式，最大應(yīng)力并沒有變化，即并沒有改善節(jié)點的受力狀態(tài)！六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析第三種方式 增加局部封板成箱型 H型鋼腹板處及圓鋼管與H型鋼翼緣板相交處的應(yīng)力由312MPa

12、降到219MPa。六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析 地震工況：大震控制工況：1.2恒+0.6活荷載+0.5豎向地震+1.3水平地震節(jié)點2應(yīng)力最大值215MPa, 應(yīng)力最大值位置與非地震工況相同，小于非地震組合工況下的最大應(yīng)力（219MPa）大震不起控制作用。六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析局部封板成箱型抗震工況應(yīng)力云圖六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析西區(qū)中間鋼管柱與屋面桁架下弦節(jié)點典型節(jié)點4六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析節(jié)點4 1.35恒+0.98活荷載工況應(yīng)力云圖 非地震工況： 1.35恒+0.98活荷載 最大值：節(jié)點應(yīng)力最大值373MPa。（超限） 位置： 矩形鋼柱內(nèi)的底部兩塊加勁環(huán)板 （角部應(yīng)力集中373MPa ，中間270MPa）六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析加勁環(huán)板加寬洞口由1000X1000改為800X800，仍可滿足施工焊接的空間要求增大倒角處理原設(shè)計240mm寬，現(xiàn)改為340mm寬最大應(yīng)力由373MPa降到244MPa六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析西區(qū)門式鋼架上弦節(jié)點典型節(jié)點5六、關(guān)鍵節(jié)點有限元分析非地震工況：1.35恒+0.98活荷載工況下，節(jié)點5應(yīng)