邁達(dá)斯軟件之張弦桁架

分析目的（一）在工程中已知索單元初拉力的情況下，加上其它荷載進(jìn)行分析，求索單元的拉力變化及結(jié)構(gòu)的變形（二）對(duì)帶有索單元的結(jié)構(gòu)進(jìn)行反應(yīng)譜分析張弦桁架對(duì)帶有索單元的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，一般來說，索的變形和梁、桁架單元相比要大，屬于大位移，因此在分析的時(shí)候需要使用幾何非線性分析（也就是大位移分析）。求解的時(shí)候需要通過迭代來進(jìn)行。這就是分析目的一要做的工作，在MIDAS/Gen中通過定義幾何非線性分析來進(jìn)行。但是工程中有時(shí)候也需要計(jì)算帶索單元的結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng)，而通過底部剪力法或者振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算地震作用，進(jìn)行的是線性分析，此時(shí)需要進(jìn)行小位移分析。另外索單元張拉后，帶有一定的剛度，有時(shí)候?yàn)榱饲蠼獾暮喕?，也可以將索單元等代成桁架單元來考慮，此時(shí)也可以進(jìn)行小位移分析。這就是分析目的二要做的工作，在MIDAS/Gen中通過定義“初始荷載>小位移>初始單元內(nèi)力”來進(jìn)行。

幾點(diǎn)參考知識(shí)——在開始學(xué)習(xí)張弦桁架的建模分析之前，先了解幾點(diǎn)有關(guān)的知識(shí)張弦結(jié)構(gòu)的形態(tài)定義根據(jù)張弦結(jié)構(gòu)的加工，施工及受力特點(diǎn)，通常將其結(jié)構(gòu)形態(tài)定義為：（1）：零狀態(tài)零狀態(tài)是拉索張拉的前狀態(tài)，實(shí)際上是指構(gòu)件的加工和放樣狀態(tài)，通常也稱結(jié)構(gòu)放樣態(tài)。當(dāng)索張拉完畢后，結(jié)構(gòu)上弦構(gòu)件的形狀將發(fā)生偏離，從而不能滿足建筑的要求，因此，張弦結(jié)構(gòu)上弦構(gòu)件的加工放樣要考慮這種索張拉后帶來的變形影響，這是張弦結(jié)構(gòu)要進(jìn)行零狀態(tài)定義的原因。（2）：初始態(tài)初始態(tài)是拉索張拉完畢后，結(jié)構(gòu)安裝就位的形態(tài)，通常也稱預(yù)應(yīng)力態(tài)。初始態(tài)是建筑施工圖中所明確的結(jié)構(gòu)外形。（3）：荷載態(tài)荷載態(tài)是外荷載作用在初始態(tài)結(jié)構(gòu)上發(fā)生變形后的平衡狀態(tài)。

零狀態(tài)的確定，往往還和施工的工藝情況等有關(guān)，一般采用逆迭代法，該方法的基本思路是：首先假設(shè)一個(gè)零狀態(tài)的形狀，然后施加索拉力，求出結(jié)構(gòu)變形后的形狀，將其與初始態(tài)比較，如果差別比較小，就可以認(rèn)為此時(shí)的零狀態(tài)就是要求的放樣狀態(tài)，如果差別超過一定的范圍，則修正零狀態(tài)，再次迭代。該狀態(tài)主要是用于工廠的構(gòu)件下料，所以一般在設(shè)計(jì)的時(shí)候不考慮，由鋼結(jié)構(gòu)加工單位考慮。設(shè)計(jì)的時(shí)候一般是已經(jīng)求出了索單元的初拉力或者常常先直接假定一個(gè)索拉力，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)在索拉力和其它荷載共同作用下的分析。所以設(shè)計(jì)中應(yīng)用MIDAS/Gen程序?qū)鲉卧慕Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析一般是對(duì)初始態(tài)和荷載態(tài)進(jìn)行分析。索初拉力的預(yù)估工程中一般憑設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)估算索的初拉力，常用的有如下幾種：1）索控制應(yīng)力取應(yīng)變值為0.0015～0.00175時(shí)的應(yīng)力值；2）索控制應(yīng)力直接取0.53倍的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，或有效應(yīng)力的0.13倍

；注意索的初拉力還要滿足有關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求，例如《點(diǎn)支式幕墻規(guī)程》（CECS127－2001）規(guī)定：索的撓度應(yīng)控制在跨度的1/300以內(nèi)；索的拉力不大于最小整索的破斷拉力的1/2.5。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(shù)據(jù)”，添加“初始內(nèi)力組合”，一般工程中考慮索拉力和自重平衡的時(shí)候?yàn)槌跏紤B(tài)，所以可以選擇自重荷載工況。利用小位移分析，可以在“結(jié)果>分析結(jié)果表格>初始單元內(nèi)力”中得到索單元的拉力。然后將表格中“初始單元內(nèi)力”的索單元內(nèi)力值作為索的初拉力，使用大位移分析，看看自重作用下，結(jié)構(gòu)的變形是否接近0，如果不接近0，則調(diào)整索單元的初拉力，一般反復(fù)試算幾次，即可得到索單元的初拉力值。利用MIDAS/Gen試算索中初拉力的一種方法：（僅供參考）操作步驟對(duì)于第一種分析---打開建好的張弦桁架模型、輸入其它荷載---輸入索單元的初拉力（即對(duì)索單元進(jìn)行張拉）---定義幾何非線性分析控制數(shù)據(jù)---運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析---查看結(jié)果對(duì)于第二種分析---打開建好的張弦桁架模型---添加各類荷載、設(shè)定反應(yīng)譜及工況---使用小位移輸入索單元的初拉力（即對(duì)索單元進(jìn)行張拉）---運(yùn)行結(jié)構(gòu)分析---查看有關(guān)結(jié)果分析模型與荷載工況

模型透視圖模型立面圖輸入各種荷載

自重、屋面恒、活荷載的輸入同其它分析的輸入。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(jìn)行荷載組合作用后的結(jié)果，必須將該荷載組合作為一個(gè)工況進(jìn)行非線性分析，查看該工況的結(jié)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(jìn)行分析。添加索單元的初拉力

在MIDAS/Gen中，進(jìn)行幾何非線性分析（大位移）分析時(shí)，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2、在建立單元的時(shí)候，“單元類型”選擇為索單元時(shí)，使用無應(yīng)力長度“Lu”或者直接加“初拉力”3、荷載>預(yù)應(yīng)力荷載>初拉力荷載

方法歉一施墓加的目初拉枝力相科當(dāng)于亦內(nèi)力蚊。這竹可以潛用以頑下兩庫點(diǎn)來宏理解宰：一繞是該些力不坊屬于款任何歐荷載狡工況碎。在殺查看潮某一萌荷載權(quán)工況鑼下的滑索單藏元內(nèi)祖力時(shí)判，顯底示的殲數(shù)值木為該總荷載慮工況崗作用戲下索松單元巡壽內(nèi)力欄和索亭中初紗拉力芝兩者而的合懲力。鄉(xiāng)豐二是姻它只擾作用掘在施期加了茶力的換索單播元上虹，在革分析銳時(shí)該遵方法傘加的蔬初拉荒力只涌影響農(nóng)索單心元的輸剛度捆，不苦會(huì)對(duì)告結(jié)構(gòu)維中其扒它構(gòu)紗件產(chǎn)豈生內(nèi)矮力或給者位簽移。攀（添繞加一化個(gè)空渡工況零，即記只給抬工況艙類型君，不堤添加道任何街屬于完該類誘型的葉荷載廚值，判分析切后可肢以看宿到空蛛工況拌作用財(cái)下結(jié)秀構(gòu)中驕不產(chǎn)秒生位堪移，雅只有曲索單金元有途內(nèi)力頑，其弓余構(gòu)幻玉件的哪內(nèi)力像為零趨。）幾何結(jié)剛度飽初始稠荷載扭提供恥的是恐剛度嘉，而達(dá)不是匯外力棵。可疤以這耳樣理賄解，間在進(jìn)樓行幾篩何非萬線性甲分析餃的時(shí)叨候，載索其套實(shí)相娛當(dāng)于季桁架倦，只嫌是在稀每一猴步迭鋸代時(shí)飯，索升單元現(xiàn)內(nèi)的碎拉力彎會(huì)不央斷變廳化，象索單脹元的慎剛度襖也在媽不斷醬變化盈，索雄單元偶就好宋比是辜一根移截面尚在不奇斷變竭化的槍桁架警單元選。方法崖二、矩三施從加的辭初拉罪力相味當(dāng)于兄外力洪。它睡們的渣共同演點(diǎn)是宅都會(huì)揭對(duì)結(jié)少構(gòu)中純的其慨它構(gòu)灰件產(chǎn)靈生影型響，惡帶來鎮(zhèn)位移判及內(nèi)無力。宣但是訴兩者揭又有衰不同汗，最趴主要斬的不餅同是菌：建發(fā)立索侵單元疑的時(shí)來候添蠢加的胳初拉先力，板既是駝外力壁，同膚時(shí)還咳影響護(hù)索單灣元在灣計(jì)算本時(shí)候息的初鐮始剛猛度；顛而使禮用“嘆初拉消力荷始載”點(diǎn)添加很的初栗拉力民，只悠是外煤力，計(jì)不影類響索拍單元吩在計(jì)卡算時(shí)岔候的閃初始術(shù)剛度寒。另劍外二同者還蘭有以歲下的籃不同煌：方法拆二施拿加的卸初拉姥力，滋不需組要設(shè)鋒定為姻荷載茂工況吳，在疫計(jì)算示后，兄查看瞞某工足況下臭的結(jié)柱構(gòu)內(nèi)午力時(shí)險(xiǎn)，得勵(lì)到的開結(jié)果誕是該菠工況斥和初燥拉力仁共同戴作用拋的結(jié)嚴(yán)果。寇（可送以在胸模型鞭中添予加一喜個(gè)空誘工況鋼，分沈析后啞可以哈看到巴該工靜況下碑，結(jié)孕構(gòu)中練會(huì)產(chǎn)勢生位芽移，嬸除了滾索單滲元有晶內(nèi)力堤外，扶其余鋼構(gòu)件俘也會(huì)濱有內(nèi)豪力）郊。在耕分析喊時(shí)該挖方法夏加的披初拉壺力既籠影響躲索單左元的云初始州剛度戚，又達(dá)對(duì)其肌它構(gòu)統(tǒng)件產(chǎn)可生內(nèi)次力。工程栽中，妄如果押需要它模擬慮張拉蒸索單們元后名，考積慮其嘩它構(gòu)例件中損也帶血有內(nèi)燃力的良情況波，可宇以使季用該宏方法遺添加魯初拉著力，倚然后階可以坑進(jìn)行瘋結(jié)構(gòu)雄在其逐它工獸況的鳳荷載象作用睡下的魚非線蹦性分君析。方法犁三需合要設(shè)治定初孟拉力膜為某戚一荷詢載工桃況，尼當(dāng)需災(zāi)要查帝看另堅(jiān)外一貌個(gè)工浪況和閉初拉斃力共街同作尺用的勤結(jié)果左時(shí)，杏要將隔二者睬放在說同一臨個(gè)工嘆況內(nèi)嬌，進(jìn)裹行非啟線性園分析福。在逗需要內(nèi)考慮辛施工籠過程夜（例刺如分卡批張亂拉索眨單元返）的繞時(shí)候可，可袋以采聽用這粘種方挑法施只加初斑拉力陪并設(shè)引定施顆工階貍段進(jìn)艘行分擦析。MI屑DA抽S/屑Ge理n施工辦階段太的定爐義可損參加舒相關(guān)避例題訪。設(shè)定柴非線姜性分魄析控畫制數(shù)券據(jù)如果英不定鴿義“零非線減性分汗析荷沫載工素況”鋤，則欠“計(jì)觸算方畜法”雅中設(shè)淚定的床參數(shù)煎對(duì)所驕有工安況都列適用迷。添加扒“非極線性嘉分析筆荷載沫工況族”，按則對(duì)訴該工失況使號(hào)用單憲獨(dú)設(shè)盟定的茄計(jì)算瓜方法豆及加堆載步取驟數(shù)律量，載其余筆的荷松載工勇況使蘋用“殖計(jì)算勵(lì)方法逐”中渠設(shè)定擾的參融數(shù)。運(yùn)行駕分析屬并查達(dá)看結(jié)盼果運(yùn)行效分析改后，夫注意蹈信息究窗口章里面階的提仙示，彩如果色有不奇收斂竿，如蕩圖5所示在，需條要調(diào)成整“司非線漆性分采析控修制數(shù)奔據(jù)”像里面忽的有永關(guān)參緊數(shù)。以圖功形方騾式顯祝示索粉單元痕的位伸移以圖墨形方跌式顯搏示索翼單元緊的內(nèi)炭力以表聚格方繼式顯厘示索養(yǎng)單元唯的內(nèi)法力以表準(zhǔn)格方舒式顯鐵示索死單元暈的信景息對(duì)帶惹有索對(duì)單元秤的結(jié)摔構(gòu)進(jìn)恨行反升應(yīng)譜線分析索單漏元拉梳力的剩添加在對(duì)猴帶有羞索單的元的真結(jié)構(gòu)復(fù)進(jìn)行伏反應(yīng)似譜分惜析的解時(shí)候丑，注欲意到大反應(yīng)扎譜分循析屬眠于彈榜性分峽析，傷索單改元在展分析拋時(shí)等脫代成制桁架鑼單元釀參與健計(jì)算者。此時(shí)擺對(duì)于麻索單駝元初鮮拉力買的添速加方殘法是板：