鋼結(jié)構(gòu)3D3S-非線性分析講座課件

3D3S(V11.0)通用鋼結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計軟件非線性同濟(jì)大學(xué)上海同磊土木工程技術(shù)有限公司http://www.tj3d3s.com

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021-6598146612021/10/10星期日目錄一、非線性計算

二、施工過程計算22021/10/10星期日目錄一、非線性計算

二、施工過程計算32021/10/10星期日非線性基本概念1. 結(jié)構(gòu)的平衡位置是結(jié)構(gòu)變形以后的位置（P-

Δ

效應(yīng)）結(jié)構(gòu)自身的彈性剛度+幾何剛度+預(yù)應(yīng)力剛度結(jié)構(gòu)效應(yīng)（應(yīng)力應(yīng)變內(nèi)力位移等）不適合疊加原理軟件所指的非線性主要指幾何非線性42021/10/10星期日何時使用非線性結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生附加內(nèi)力達(dá)到了必須要考慮幾何非線性效應(yīng)的程度，比如高聳結(jié)構(gòu)的高度超過60m、跨度超過60m的大跨結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)；需要導(dǎo)入預(yù)張力的結(jié)構(gòu)都應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性；缺陷敏感結(jié)構(gòu)，如單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，應(yīng)按規(guī)范考慮幾何非線性。52021/10/10星期日62021/10/10星期日楔形構(gòu)件目前不能用于非線性分析板殼單元目前不能用于非線性分析間隙支座屬性目前不能用于非線性分析平動釋放目前不能用于非線性分析3D3S中非線性不適用的情況72021/10/10星期日3D3S非線性軟件使用流程一般高聳、大跨和缺陷敏感結(jié)構(gòu)→直接選用非線性計算功能預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)→初始狀態(tài)確定→非線性計算82021/10/10星期日索桿體系（幾何確定）索網(wǎng)體系（幾何不確定）索梁體系索桿+索梁體系索網(wǎng)+索梁體系任意體系迭代平衡D33S（初始狀態(tài)確定）最小曲面

等原長曲面力密度法有限元法初始狀態(tài)幾何為圖紙幾何零狀態(tài)幾何為圖紙幾何力密度法有限元法任意曲面

最小曲面

等原長曲面索膜結(jié)構(gòu)索膜體系索膜+支撐體系不考慮位移協(xié)調(diào)（力密度）考慮位移協(xié)調(diào)（有限元）任意曲面力密度法有限元法不考慮位移協(xié)調(diào)（有限元）92021/10/10星期日3D3S非線性使用中的幾個概念1、三個狀態(tài)的分類區(qū)別零狀態(tài)——加工放樣后的索段和構(gòu)件集合體。初始狀態(tài)——僅在預(yù)應(yīng)力和自重作用下的自平衡狀態(tài)工作狀態(tài)——在外部效應(yīng)作用下達(dá)到的平衡狀態(tài)。102021/10/10星期日圖紙幾何：施工完成后幾何？加工幾何？初始狀態(tài)確定？零狀態(tài)？工作狀態(tài)？112021/10/10星期日零狀態(tài)幾何

——構(gòu)件制作和拼裝時的幾何；初始狀態(tài)幾何——結(jié)構(gòu)施加預(yù)張力完成后的幾何；工作狀態(tài)幾何——外部荷載作用下結(jié)構(gòu)達(dá)到的幾何。圖紙幾何——建筑設(shè)計圖紙中所規(guī)定的結(jié)構(gòu)幾何，是已知的。理論上結(jié)構(gòu)的初始狀態(tài)幾何應(yīng)該與圖紙幾何相吻合、是已知的；結(jié)構(gòu)的零狀態(tài)幾何必須依據(jù)圖紙幾何確定、是未知的，實際工程設(shè)計中，零狀態(tài)幾何或初始狀態(tài)幾何可以取圖紙幾何。2、索結(jié)構(gòu)的幾何定義122021/10/10星期日3、找形分析、施工過程跟蹤分析、荷載態(tài)分析4、找形分析時考慮自重和不考慮自重132021/10/10星期日5、零狀態(tài)→工作狀態(tài)的位移；初始狀態(tài)→工作狀態(tài)的位移。6、主、被動索的概念142021/10/10星期日主動索：受張拉的索段，原長改變、控制拉力，張拉完畢后予以固定。被動索：張拉前兩端固定于結(jié)構(gòu)節(jié)點，張拉中原長不變、拉力變化。152021/10/10星期日被動索，同通用有限元軟件按主動索定義按力密度定義被動索，同通用有限元軟件主動索或被動索簡單體系的組合，注意分析順序162021/10/10星期日索桿體系變形不協(xié)調(diào)單元初始幾何給定172021/10/10星期日索桿體系182021/10/10星期日索桿體系幾何給定，x,L已知，求s。192021/10/10星期日索桿體系202021/10/10星期日索桿體系最小預(yù)應(yīng)力方差原則軟件中：

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P1212021/10/10星期日索網(wǎng)體系變形不協(xié)調(diào)單元邊界給定初始幾何不定222021/10/10星期日索網(wǎng)體系232021/10/10星期日索網(wǎng)體系邊界給定，幾何不定，s/L已知，求x。

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242021/10/10星期日索網(wǎng)體系252021/10/10星期日索網(wǎng)體系

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262021/10/10星期日索網(wǎng)體系272021/10/10星期日索梁體系初始態(tài)位形及內(nèi)力分布近似的零狀態(tài)位形282021/10/10星期日索梁體系零狀態(tài)位形及內(nèi)力分布初始態(tài)位形292021/10/10星期日索梁體系初始態(tài)位形及內(nèi)力分布近似的零狀態(tài)位形302021/10/10星期日索梁體系零狀態(tài)位形及內(nèi)力分布初始態(tài)位形312021/10/10星期日非線性實例322021/10/10星期日單層網(wǎng)殼——缺陷分析332021/10/10星期日單層網(wǎng)殼342021/10/10星期日單層網(wǎng)殼352021/10/10星期日單層網(wǎng)殼362021/10/10星期日單層網(wǎng)殼372021/10/10星期日目錄一、非線性計算

二、施工過程計算382021/10/10星期日某體育館弦支穹頂施工過程分析392021/10/10星期日盧浦大橋402021/10/10星期日同濟(jì)大學(xué)教學(xué)科研綜合樓412021/10/10星期日航海博物館單層索網(wǎng)422021/10/10星期日航海博物館單層索網(wǎng)432021/10/10星期日上海世博會中國船舶館位于浦西博園區(qū)，占地面積約5000㎡，由江南造船廠原址的一個舊廠房改造