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3d3s教程课件_图文

同济大学 3D3S V 11.0 钢结构分析和设计软件

? 一、建模准备工作

? 二、一般建模过程
? 三、计算模型分析与计算 ? 四、计算结果的检查与判断

一、建模准备工作
? 使用环境 ? 系统环境 WINXP/WIN7/WIN8 ? 运行环境 2008 ? 安装步骤 ? 先安装CAD2008版本。 ? 打开3d3s安装文件中的Setup.exe进入安装模式,点下一步直到 安装结束。 ? 安装结束后,打开MicroDog 4.0驱动程序,点击安装。 ? 如有升级程序,点击升级程序安装完毕。 ? 运行程序 ? 插上解密狗,双击桌面3d3s图标。 ? 选择合适的分析模块,软件将调用3D3S定制菜单,当界面上仍为 acad菜单时,可使用menu 命令在3D3S安装目录中调用。 ? 3D3S要求采用从ACAD的标准坐标系转换世界坐标系,并规定Z 的负方向为重力方向。操作方法:输入命令UCS命令,键入W键, 点确认。

二、一般建模过程
? 模型建立的要点
? ? ? ? ?

受力构件真实原型 构造性构件合理设置 边界约束的真实性与符合性 荷载施加的准确性 计算参数的选择符合规范要求

? 模型建立的步骤
? ? ? ? ? ?

计算模块选择 线性模型建立 结构编辑 构件属性的定义 荷载输入与组合 模型检查

以一个支架为例,建立模型。基本数据为:柱高度6m, 进深4m, 柱距1.5m,总长度9m,顶面坡度10%。长沙地区,地面粗糙度B类,恒 荷载取0.5KN/㎡,活荷载0.7 KN/㎡,基本风压0.35 KN/㎡。约束方 式:底端与地面刚接连接,顶端与原建筑混凝土梁铰接连接。

1. 计算模块的选择
在建模前,先确定结构形式,选择适当的模块进行计算。3d3s 软件包含了门式钢架、框架结构、钢管桁架结构、网架也网壳结构、 塔架结构玻璃幕墙结构、索膜结构、空间任意结构8大模块以及辅助 结构设计与绘图系统。 对于该例我们选择空间任意结构模块进行计算。

2.线性模型建立
按照与实际情况相符合性的原则在CAD下进行建立。包括立柱的 高度、间距,横梁的跨度、间距。在受力情况相同的情况下减少计算 榀数简化模型。 根据例题条件,首先我们将CAD的坐标转换成世界坐标,在CAD侧 视图中建立单榀梁柱的线条,在坐标(0,0,0)输入第一点,坐标 (0,0,6000)输入第二点,坐标(0,4000,6400)输入第三点,确认, 转入俯视图中复制四榀,然后转换成空间视图,在空间视图中建立横 梁线条。根据实例数据检查模型的正确,确保模型无误。

3、结构编辑
添加杆件 打断 楔(xie)形单元多段拟合 杆件延长 起坡 移动节点到直线或曲线上 删除重复单元节点 由单元得到对应直线\面域 结构体系 数据输入输出 输出单元、节点信息 模型导入 最小化另存为

3.1、添加杆件:该命令用于直接添加杆件,点击该命令后,弹出如下 对话框:

对话框内左边为将要添加杆件的默认属性,可以双击属性框内各项 来更改,根据事先设定的杆件添加。该例题中我们选用Q235材质,方 形空心型钢。立柱和主梁拟定采用□200x100x6方钢管,横梁拟定采用 □80x60x4方钢管。 这里提供了两种添加杆件的方式: A、选择线定义为杆件 按下该钮,进入屏幕选择状态,可以选择一根或几根Line、 Circle、Arc定义为杆件,若选择的都是直线,软件直接将直线转为杆 件,若选择的线中包含曲线,软件将会提示将曲线分段为直线段,再 转为杆件,出现的提示对话框如下:

B、直接画杆件 按下该按钮,进入屏幕绘制状态,输入两个点定义一根杆件,操 作步骤同AutoCAD中绘直线。 对话框上“选择杆件查询”按钮用于查询杆件属性,按下该按 钮后,进入屏幕选择状态,用户可以选择一根杆件查询其属性,该 杆件属性显示于对话框左边“属性”框内,可以作为下次要添加杆 件的默认属性。 3.2、打断: A、打断杆件: 该命令用于生成打断杆件,选择了一根或几根杆件 后弹出如下对话框:

选择了打断方式后软件自动按选定方式打断选择的杆件; B、构件两两相交打断:该命令用于将选择的杆件两两相交打断; C、直线两两相交打断:该命令用于将选择的直线两两相交打断; 3d3s在计算过程中必须将相交的杆件两两打断,形成独立的单元 杆件,否则在计算中出现程序运行错误,无法通过计算。 3.3、楔形单元多段拟合 用于多段变截面工字钢的截面自动拟合,可以方便的把多根变截 面构件拟合成一个连续截面的构件。选择需要拟合的杆件后出现如下 对话框 ? 例举操作

3.4、杆件延长
用于对杆件做指定长度的延伸,延伸时候可以选择相邻杆件的端点随延 伸杆件移动或者不移动。选择需要延长的杆件后将出现如下对话框: ? 举例操作:

3.5、起坡

该命令用于将选中的节点按指定方向起坡
按下该命令后,选择要起坡的节点,然后输入两点来表示起坡的基点和 方向即可,命令完成后,节点的X、Y坐标不变,Z坐标按起坡的基点和方向改 变 ? 举例操作:

3.6 移动节点到直线或曲线上 该命令用于将选中的节点按指定方向移动到指定直线或者曲线所代表的 视平面上。 按了该命令后,首先选择一直线,圆、椭圆、圆弧,然后选择要移动的 节点,最后通过输入两个点来指定移动的方向,命令完成后,节点移动到所 选择到的直线或曲线与屏幕视图法线所定的平面上。 ? 举例操作: 3.7、沿径向移动节点到圆、椭圆上 该命令用于将选中的节点沿所选择圆或椭圆的径向移动到该圆或椭圆所代 表的圆柱体或椭圆柱体上 按了该命令后,首先选择圆或椭圆,然后选择要移动的节点即可。 ? 举例操作: 3.8、删除重复单元节点 该命令用于将重复的单元或节点删除,删除的精度有显示参数中的“建 模允许误差值”控制,若两节点间距小于建模允许误差值,则认为是重复节 点。重复节点的存在会影响内力计算及导荷载等和构件有关的操作,所以一 般建模完成后至少执行一次该命令以删除重复节点单元节点,在进行结构编 辑过程中也应该多次执行该命令。

3.9、由单元得到对应直线、面域 命令用于把3D3S的模型对象保存到另外一个文件,并且转换成ACAD的模型,通过该 命令也可以选择膜三角单元,将其变为实体,保存在另一个文件,用于做膜结构的效 果图用 3.10、结构体系 点击该命令后弹出以下对话框供用户选择结构体系:

A、平面桁架:若定义所设计计算的结构为平面桁架,软件将自动处理平面桁架的面外位移 约束和单元两端边界释放,典型的平面桁架比如普通钢屋架 B、平面框架:若定义所设计计算的结构为平面框架,软件将自动处理平面框架的面外位移 约束,典型的平面框架如门式刚架,厂房横向排架 若结构部分刚接,部分铰接,则需先把结构体系选择为框架,然后使用“构件属性”单 元释放:进行部分铰接的定义. C、空间桁架:一般是针对空间建立的桁架结构,节点连接处理为铰接 D、空间框架:一般是针对空间建立的框架结构,节点连接处理为刚接。

对于纯网架,通常使用空间桁架体系,对于网架和其它结构的复合 模型,通常使用空间框架,把网架部分做杆件单元释放
3.11、长度单位 点击该命令后弹出以下对话框供用户设置长度单位

3.12、数据输入、输出

3.13、输出单元、节点信息 用于以DWG的格式保存模型的单元、节点图形,并且列出坐标表和单元长 度表,可以作为计算书或图纸一部分
3.14、模型导入 用于在当前模型中插入一个或多个其它的3D3S模型 3.15、最小化另存为 工程文件包含一个DWG文件和一个工程的目录,在该目录中存储着所有工 程信息和中间计算结果文件,当工程较大时,工程目录会较大,不利于工程 文件的传递和拷贝,本功能把文件中的计算中间文件全部删除,这样可以大 大的减小工程文件的硬盘空间,便于文件的拷贝和传递,需要注意:打开最 小化另存的工程,需要重新计算内力以产生新的计算中间文件。

4、显示查询

显示查询贯穿于整个建模过程,在每一个过程都需要选择该菜单下适当的 命令,对模型进行了解与检查。

总体信息\构件查询\总用钢量 构件信息显示 按杆件属性显示 显示截面\按层面显示\部分显 示\部分隐藏\取消附加信息显 示\全部显示 ? 显示荷载 ? 显示参数\显示颜色 ? ? ? ?

4.1 、总体信息 查询总体信息,包括节点总数、单元总数、受约束点总数、最长最短杆 件长度等,其中通过查询最长最短杆件长度可以检查当前模型是否有误。

4.2、 构件查询 选择节点、杆件或板单元,按鼠标右键结束选择后,根据选择的是节点、 杆件还是板单元分别弹出对应的节点信息框、杆件信息框、板单元信息框, 在弹出的信息对话框内为构件的各项信息,用户可双击各项进行修改。

用户也可不选择构件而直接右键,这时会弹出对话框要求输入构件号来 进行查询,用户这时可以通过输入节点号、杆件单元号或板单元号来查询构 件,图形界面中所查询的节点、杆件或板单元会被标识符标出。

4.3、总用钢量 选择几根杆件后按回车或鼠标右键结束选择(直接按回车或按鼠标右键表 示全选),弹出所选择杆件的用钢量,该值是为单元的长度、横截面积和材 料重量密度相乘而得到的,这里单元的长度是指单元两端点间的轴线长。 在弹出的用钢量对话框内按各种截面分别用行分开,用户可双击各行来 查询选用该截面的各单元。

4.4、 构件信息显示 用于控制是否显示节点、单元、膜单元、板单元;具体表现为是 否显示节点号、节点约束、节点附加质量、单元号、单元释放、单元 附加质量、单元预应力、只拉单元、膜单元号、裁剪片号、板单元号、 板局部坐标、板三角网格、布板方向等。

4. 5、 显示截面 显示选中杆件的截面或选中板件的厚度,截面显示参数(截面放大比例、 是否标注截面等)在“显示参数”命令中定义。

4. 6、 按杆件属性显示 选择一根杆件,右键表示选择结束后弹出以下对话框: 用于显示或隐藏 与所选杆件属性相同的杆件。

4.7、 按层面显示 按层面、轴线号、弦杆类型、组号显示。在弹出的对话框上右方列表 框列出了各层面号、轴线号或弦杆类型或组号,用鼠标单击打勾表示选中, 按确定后主界面中只显示选中了的层面或轴线上的杆件。 4.8、 部分显示 选择部分杆件,视图将只显示选中杆件。在构件比较多情况下,为便 于观察此命令常被使用。

4.9、部分隐藏 选择部分杆件,视图将不显示选中杆件。在构件比较多情况下,为便于观察此 命令常被使用。 4.10、 全部显示 与上述两个命令对应,按此图标,所有杆件均显示;这个显示开关在主界面 中只显示部分构件,而要求恢复全部单元显示时经常被使用。 4.11、 取消附加信息显示 相当于一个显示开关,表示杆件预应力、附加质量、内力图、位移图、验算 等附加信息将不显示;这个开关在要求消除主界面中除构件轴线外还显示的其他 内容时,经常被使用。 4.12、荷载显示 将于荷载添加完毕后讲解。

4.16、显示参数 定义字符大小、杆件颜色等参数;其中建模允许误差是作为删除 重复节点和线的判断重复的标准,如果两节点间距小于建模允许误差 则认为是重复节点。 板单元划分控制值的大小用于设定板网格划分的疏密。

4.17、显示颜色 定义单元号、节点号、内力图等颜色,便于打印或屏幕抓图。

4.18、 双击控制 设定鼠标双击功能。 注:在软件中,一些查询修改命令可直接通过鼠标双击来实现。 A、在标准层编辑中 若鼠标双击当前标准层中的梁、柱、墙、板、轴线,会弹出被双击的梁、 柱、墙、板或轴线的属性对话框,用户可双击对话框内的各项属性对其进行 修改,相当于“显示查询->查询修改”命令。 B、双击节点时 a、当节点处于显示节点荷载状态时,双击该节点相当于“荷载编辑->查询、删 除荷载->查询节点荷载”命令。 b、当节点处于显示支座反力状态时,双击该节点相当于“内力分析->查询支座 反力”命令。 c、当节点不处于以上状态时,双击该节点相当于“显示查询->构件查询”命令。

C、双击杆件时 a、当杆件处于显示单元荷载状态时,双击该杆件相当于“荷载编 辑->查询、 删除荷载->查询单元荷载”命令。 b、杆件处于显示位移图状态时,双击该杆件弹出位移图对话框,对话框内 显示的位移是指杆件上各点沿垂直于杆件方向的偏离值。 c、杆件处于显示内力图状态时,双击该杆件弹出内力图对话框。 d 、当杆件处于显示内力包络图状态时,双击该杆件弹出内力包络图对话框。 e、当杆件处于显示最大组合内力状态时,双击该杆件相当于“内力分析-> 查询内力”命令。 f、当杆件处于显示验算结果状态时,双击该杆件相当于“设计验算->验算 结果查询”命令。 g、当杆件处于显示截面状态时,双击该杆件显示该杆件截面信息,用户可 直接在里面更改相关的截面参数。 h、当杆件不处于以上状态时,双击该杆件相当于“显示查询->构件查询” 命令。 4.19、最小夹角查询 选中一个或多个节点,查询与这些节点相连的单元最小夹角,并给出相 应的节点号和单元号。

5、构件属性的定义
? ? ? ? ? ? ? ? 建立截面库 定义截面\材性\偏心\计算长度 定义方位 定义层面或轴线号 定义只拉单元 支座边界 特殊支座边界 单元释放

?

下一张

5.1、建立截面库 5.1.1、软件对截面的定义由两个步骤组成 其一是选择工程需要采用的截面类型,可在截面库的对话框中用 鼠标双击所设计工程中将使用到的相应截面形式,被双击的截面形式 名词前会出现符号表示该截面已被激活。再次双击可取消激活; 其二是选择单元,定义单元截面。

5.1.2、软件附带的截面库 软件附带的截面库包括::轧制型钢(工字形、槽形、等边角钢、不等边 角钢、双拼槽钢、双拼等边角钢、双拼不等边角钢),冷弯薄壁型钢(Z形、 卷边槽钢、矩形和方形),焊接截面(工字形、箱形、轻型楔形工字形), 宽翼缘工字钢、圆钢及索、圆管、钢管砼及格构柱,其它截面(矩形截面、 工字型型钢、十字型钢、方钢管混凝土、自定义截面)等共三十二种截面形 式。其中,软件中已建立了国产各类轧制型钢,冷弯型钢及高频焊接型钢的 截面表。如果改变已有截面的尺寸,就必须把截面的性质,如面积惯矩等置0, 这样软件才能自动根据新的尺寸重新计算截面性质。

5.1.3、增加 根据对话框右侧截面表中的提示,添加截面名称及详细尺寸信息。软件 自动计算其截面特性(型钢截面不考虑圆角的影响),并用于内力分析,效应 组合及设计验算。
5.1.4 计算显示截面特性 对于仅有截面尺寸的截面,按计算显示截面特性时软件计算截面特性并显 示在菜单中。软件计算时,缺省采用菜单中的截面特性。若截面尺寸改变, 必须将截面特性数值清零,重新显示截面特性,否则软件按原有截面特性计 算.;

对于部分冷弯截面,包括冷弯C型钢、方形空心型钢、矩形空心型钢,软件 对截面特性不作计算,需要手工填写;对于冷弯卷边槽钢、Z形冷弯型钢,软 件根据近似公式计算截面特性,允许用户不填写截面特性。

5.1.5、重排 用户通过增加按钮添加的新截面同软件原有截面根据截面尺寸按从小到 大的顺序重新排列。 5.1.6、删除 在相应截面形式的表中通过删除按钮删除所设计工程中不使用的截面。

5.1.7、自定义截面定义
当截面形状超出已有的截面类型时,可以使用自定义截面。首先在X-Y平 面内画出所需要的截面的封闭形状(line),选中自定义截面,按增加按纽 后在对话框右下侧给截面命名,按选取截面钮在屏幕上选中所绘截面的封闭 形状,右键结束,在对话框右上显示出截面形状(软件默认将X轴作为3轴、Y 轴为2轴),对话框右下显示出截面的参数。

5.1.8、 保存到文件 如果输入了一组截面需要保存到下一个工程使用,那么使用该命令保存 输入的截面尺寸,保存为DAT文件; 5.1.9、从文件读入 把保存到文件的截面读出来,即选中<保存到文件>生成的文件,把截面 尺寸读出来; 注意:读入文件的截面类型必须和写文件时的截面类型相同,比如保存到 文件的截面形式是宽翼缘工字钢,那么从文件读入前也需要击活相应的宽翼 缘工字钢; 5.1.10、永久保留用户截面的输入 每次输入的截面均在本工程中适用,不影响软件自带截面库。当用户希 望永久使用自己的截面库时,可采用以下步骤: ① 建立新工程; ② 在建立截面库对话框中,选中所需添加截面,用户可以修改和添加自 己的 常用截面;保存工程到硬盘,取名为aaa; ③ 将aaa工程目录下的sector目录(截面表)目录下的文件复制到 acad2000\tj3d3s目录下,并覆盖原有的文件。以后,用户所有工程均包含自 己的截面。如果重新安装3D3S软件后,则截面库恢复到原先默认的内容。

5.2、 定义截面

定义截面步骤如下: 5.2.1、定义单元截面 a、对话框左侧列出所有截面库中的截面形式,选择欲定义的截面类型; b、选中在建立截面库中激活的截面类型时,对话框右侧出现经增加或删除以后 的截面名称系列,选择欲定义的截面名称,并在调色板内选择任意颜色表示 所选择的截面; c、按“选择欲定义单元”按钮,对话框隐去,用鼠标在屏幕上选欲定义截面的 杆件; d、按鼠标右键表示选择结束,对话框重新弹出,可按步骤a、b、c再对其单元进 行截面定义或查询; e、双击显示的颜色框可改变默认的截面显示颜色; f、按“确定”按钮,则命令结束。 5.2.2、查询单元截面 a、按“选择欲查询单元”按钮,对话框隐去,用鼠标在屏幕上选取欲查询的杆 件。 b、按鼠标右键表示选择结束,对话框重新弹出,对话框内显示截面类型及名称 为所查询单元的截面,然后可再对其单元进行截面定义或查询。 c、按“确定”按钮,则命令结束。

5.2.3、修改截面参数

双击右面截面列表中的截面可对相应截面的参数进行修改。

5.2.4、成组验算(组号) 截面的组号用在截面优选或优化过程中:组号相同的构件在优选或优化 后的截面保持相同(以同组最大的截面为准),组号为0的单元表示不按组归 并截面。在按层面显示中,可以只按照选择了组号的构件进行显示。 5.2.5、截面及组号定义 构件的截面和组号可以同时定义,即选择同时定义截面和组号;如果只 定义构件的截面或者组号,那么可以单选只定义截面或只定义组号。
注意:

如果在将来的单元设计中要求软件进行优选设计,软件将按单元在截面 选择对话框右侧的截面名称系列中顺序进行优化,即软件认为截面表从小到 大排列,截面优选时是在截面表中从上往下逐个挑选截面的。

5.3、定义材性 定义材性步骤如下: 5.3.1、添加新材性 在列表内“…..”处双击,弹出增加材性对话框。

材料一共分钢、混凝土、钢混、不锈钢四类,钢管混凝土截面、型 钢混凝土截面属于钢混材性。 在右下角“材料”下拉表中选择材料。对常用钢号或砼,软件自动 弹出相应参数,注意:软件自动根据材料的板厚得到设计强度,因此 不需要添入设计强度值。对钢材中的自定义钢号,必须逐个填入所有 参数,尤其是弹性模量和设计强度。 在左下角显示颜色调色板内选择任意颜色来表示所选择的材性。
5.3.1、修改材性

在列表内双击要修改的材性,弹出修改材性对话框让用户对该 种材性进行修改。
5.3.2、删除材性 在列表内选中要删除的材性后按DEL键。 5.3.4、定义单元材性 a、在列表内选中要定义的材性; b、按“选择欲定义单元”按钮,对话框隐去,用鼠标在屏幕上选取欲定 义材性的杆件; c、按鼠标右键表示选择结束,对话框重新弹出,可按步骤(a)(b)再 对其单元进行材性定义或查询;

d、按“确定”按钮,则命令结束。
5.3.5、查询单元材性 a、按“选择欲查询单元”按钮,对话框隐去,用鼠标在屏幕上选取欲查 询的杆件; b、按鼠标右键表示选择结束,对话框重新弹出,对话框内用深色条显示 该单元的材性,然后可再对其他单元进行材性定义或查询; c、按“确定”按钮,则命令结束。 注意: ⑴ 在进行单元设计时,钢材的设计应力是根据不同的板厚确定的,自 定义钢材则是直接读取设计强度; (2) 钢砼材性中,包括钢材的所有截面特性和混凝土的等级。

5.4、定义方位 定义方位的作用: 相当于定义了构件的局部坐标(在构件信息显示中,可以选择显示构件 局部坐标);定义方位指定义K节点坐标,从而确定由单元两端的i、j节点与 K节点这三个节点构成的平面在空间的位置(对工字形钢来说是确定了腹板平 面,对于矩形方管截面,确定长边的平面),进而确定单元的摆放。

对于中心对称截面,比如圆管截面,如果是轴力构件(比如桁架杆件), 可以不定义方位或者随便定义,不影响计算内力和截面验算;如果是压(拉) 弯构件,比如圆管柱,要求明确定义方位(定义了方位后等于指定了构件受 力的主方向),这样软件会在主方向内进行构件的长细比计算、内力计算、 截面验算等。
定义方位步骤如下: 5.4.1、添加新方位 在列表内“…..”处双击,弹出增加方位对话框。在左部的选择无穷大 方向,表示与2轴放置方位相同,在右下角显示颜色调色板内选择任意颜色来 表示所选择的方位。

5.4.2、修改方位 在列表内双击要修改的方位,弹出修改方位对话框让用户对该种方位进行 修改。
5.4.3、删除方位 在列表内选中要删除的方位后按DEL键。

5.5.4、定义单元方位 a、在列表内选中要定义的方位; b、按“选择欲定义单元”按钮,对话框隐去,用鼠标在屏幕上选欲定义 方位的杆件; c、按鼠标右键表示选择结束,对话框重新弹出,可按步骤 a、b再对 其单元进行方位定义或查询; d、按“确定”按钮,则命令结束。 5.4.5、查询单元方位 a、按“选择欲查询单元”按钮,对话框隐去,用鼠标在屏幕上选取欲查 询的杆件; b、按鼠标右键表示选择结束,对话框重新弹出,对话框内显示该单元的 方位,然后可再对其单元进行方位定义或查询; c、按“确定”按钮,则命令结束。

定义K节点的方法: A、对于常用的等截面正放单元,可定义k点x向无限大, y向无限大或z向无限大 (不可以和杆轴同一个方向,比如柱构件是Z方向的,那么柱的K节点只能是X 或Y无穷大)。 B、对于空间任意斜向放置的等截面单元,有两种定义方式: a、首先定义k点某向无限大,再定义绕1轴(自身轴)转角值; 斜向放置的单元 b、直接定义k点三向坐标值。 C、对于楔形截面单元,由于单元存在大小头,所以其定位不仅要定义K节点,还 要定义放置方位。软件用+1、-1、+2、-2四个数定义楔形单元的放置方位。

a、两种楔形单元的区分 ±1用于轴线通过大小截面形心点的楔形单元,k节点的定义同等截面 单元; ±2用于轴线通过小头截面形心点而平行于单元长度方向一侧边的楔形单元, 其平行侧边位于2轴的反向,所以k节点既定义了截面放置方向,还定义了平 行边位置。

b、楔形单元放置方位 小头小号节点、大头大号节点 “+”号 大头小号节点、小头大号节点 “-”号
? 注意: a、方位定义完后,可通过显示结构图(菜单绘制施工图中)显示单元空 体图以检查定义是否正确;

间立

b、单元局部坐标:1轴指沿杆轴方向,2,3轴可参考建立截面库中各截 面的定 义,K节点方位是定义1-2平面方位。 c、由于2与-2单元非对称, 2轴定义为指向斜边. 具体梁与柱的斜边指向由用户 定义2轴的指向,即k节点而定。例如,楔型梁的k节点通常应定义为z向负无 穷大;

5.5、 定义偏心

定义偏心步骤如下: 5.5.1、添加新偏心 在列表内“…..”处双击,弹出增加偏心对话框。 在左边显示颜色调色板内选择任意颜色来表示所选择的偏心。
5.5.2、修改偏心 在列表内双击要修改的偏心,弹出修改偏心对话框让用户对该 种偏心进 行修改。

5.5.3、删除偏心 在列表内选中要删除的偏心后按DEL键。
5.5.4、定义单元偏心 a、在列表内选中要定义的偏心; b、按“选择欲定义单元”按钮,对话框隐去,用鼠标在屏幕上选取 定义偏心的杆件;



c、按鼠标右键表示选择结束,对话框重新弹出,可按步骤a、b再对其单 元进行偏心定义或查询 d、按“确定”按钮,则命令结束。 5.5.5、查询单元偏心 a、按“选择欲查询单元”按钮,对话框隐去,用鼠标在屏幕上选 取欲查询的杆件; b、按鼠标右键表示选择结束,对话框重新弹出,对话框内显示该 单元的偏心,然后可再对其单元进行偏心定义或查询; c、按“确定”按钮,则命令结束。

注意: a、 e2和e3分别指有限元节点沿单元局部坐标轴2和3的相对于单元端部 截面形心的偏心量; b、通过显示截面图来检查单元偏心的定义情况。

5.6、定义计算长度

上图对话框的左侧的所属结构类型中列出了几种常见的结构类型;如 果是通过各个结构菜单中的表格方式快速建立的模型,该结构的构件会自动 标明其所属类型;比如通过网架网壳菜单中的新建网架建立的网架结构,模 型中的每一根杆件在定义计算长度对话框中的所属结构类型都会自动停在网 架网壳选项。

不同的结构类型计算长度的选取有不同的方法:门式刚架默认都为0,但 门架属于平面结构,用户需要属于平面外(绕2轴)的计算长度;塔架、桁架、 网架网壳默认系数都是1,但如果是平面结构,仍需要用户自己判断和输入面 外实际的计算长度;框架默认都为0,但如果属于平面结构,用户需要属于平 面外的计算长度。 有两种输入方法:定义长度表示直接输入计算长度,量纲为毫米;定义 系数表示输入无量纲的系数,该系数乘以单元的几何长度作为计算长度。在 定义了长度后,相应的系数必须为0,同样定义了系数后,相应的长度为0, 软件只识别一个值。
定义计算长度步骤如下: 5.6.1、定义单元计算长度 a、选定义计算长度命令,屏幕弹出定义计算长度对话框。按要求填入数据; b、按“选择欲定义单元”按钮,对话框隐去,用鼠标在屏幕上选取欲定义 计算长度的杆件; c、按鼠标右键表示选择结束,对话框重新弹出,可按步骤(a)(b)再对 其单元进行计算长度定义或查询; d、按“确定”按钮,则命令结束

5.6.2、查询单元计算长度 a、按“选择欲查询单元”按钮,对话框隐去,用鼠标在屏幕上选取欲查询的杆 件; b、按鼠标右键表示选择结束,对话框重新弹出,对话框内显示该单元的计算长 度,然后可再对其单元进行计算长度定义或查询; c、按“确定”按钮,则命令结束。 注意: a、0表示让软件自动寻找计算长度;软件对空间框架结构自动寻找无支 撑长度并按规范自动计算两个方向的计算长度。对普通钢屋架定义了常见的 平面内外计算长度。对平面框架的平面内计算长度(绕3轴)将按规范求取, 需要用户输入平面外(绕2轴)计算长度,因为平面外结构的有效的最不利侧 向支撑长度的信息需要用户提供给软件否则取几何长度计算; b、绕2轴,绕3轴与平面内、外: 首先,需确定输入的是平面内,还是 平面外计算长度; 其次,根据结构单元的方位定义,确定平面(内)外转动是 绕2轴还是绕3轴; 最后,确定是输入绕2轴亦或绕3轴计算长度; c、在某些空间框架的简化情况中,由于忽略次梁和楼板的作用,软件按 主梁自动寻找的梁单元绕2轴长细比将比实际情况偏大,应注意到这些情况

5.7、直接编辑截面 选择一单元,对该单元所属截面类型参数进行编辑(改变截面尺 寸后必须把截面的性质,如面积惯矩等置0后按“显示截面特性”按 钮来重新计算截面惯矩等)。 5.8、 定义层面和轴线号 通过桁架菜单建立的桁架模型自动定义了杆件的上、下弦、腹杆 的弦杆类型,手工建立的桁架模型或者手工添加的杆件需要手工定 义弦杆类型。 定义层面号的步骤如下: 5.8.1、定义单元层面和轴线号 a、选定义层面和轴线号命令,屏幕弹出定义层面和轴线号对话框。 在对话框内输入层面序号,或横轴线号,或纵轴线号。其中层面 号必须为数字,横纵轴线号可以是数字或字母串。 b、按“选择欲定义单元”按钮,对话框隐去,用鼠标在屏幕上选取 欲定义的杆件。 c、按鼠标右键表示选择结束,对话框重新弹出,可按步骤a、 b再对 其单元进行定义或查询。 d、按“确定”按钮,则命令结束。

5.8.2、查询单元层面和轴线号 a、按“选择欲查询单元”按钮,对话框隐去,用鼠标在屏幕上选取欲查 询的杆件。 b、按鼠标右键表示选择结束,对话框重新弹出,对话框内显示该单元的 层面和轴线号,然后可再对其单元进行定义或查询。 c、按“确定”按钮,则命令结束。 注意: a、单元层面的默认值为0。 b、激活平面的刚度无穷大功能(只能选梁),结构内力分析时将对所选 单元进行X-Y平面内刚度无穷大的处理。 c、激活其他未定义层面号的杆件与当前所选杆件采用相同的层面号,则 除了已经定义过层面的单元外,其他所有单元的层面号均采用当前所 输的层面数字。 d、定义单元的层面、横轴线、纵轴线主要用于空间框架柱网和标准层的 定义,也可以灵活运用,方便自己的建模及导荷载输入。

5.9 定义初应力和只拉单元

只拉单元定义用在结构中存在拉杆或拉索的情况; 定义结构中的只拉单元、只压单元来定义构件的受力特性,只拉单元仅承 受拉力,只压单元仅承受压力;

5.10、支座边界

5.10.1一般支座边界 包含刚性约束、弹性约束、支座位移三种选择。 注意: a、 X、Y、Z表示沿X、Y、Z向的平动约束; Rx、Ry、Rz表示绕X、Y、Z向的转动约束; b、支座边界是限制结构运动的装置。实际结构中的节点约束一般都位 于支座处。另外,对于平面结构,在用有限元计算时,需要阻止平 面外的位移,可以灵活运用支座边界约束节点面外自由度; c、一般梁梁节点,梁柱节点是刚节点,但不是节点约束,不能设支座 边界。因为该刚节点是有节点位移的,该点的运动并没有被限制。

5.10.2、斜边界 斜边界提供三个约束方向矢量:{x,y,z}。 注意: a、 节点边界中任意节点可以是混合边界,即某些方向是一般或特殊边 界中的一类,而另一些方向是其他类,但同一节点同一方向不可以 同时重复是几类边界; b、斜边界方向:如X=1,Y=Z=0,表示斜边界是整体坐标系下X方向, X=1,Y=1,Z=0表示斜边界在XY平面内450方向,其余类同。斜边界不 能与其他类边界混合。 5.10.3、正向约束和负向约束 用于单向受力支座,比如X正向约束表示支座约束点只对上部结构 提供整体坐标X正方向的约束。

定义支座边界的步骤: 5.10.4、定义约束 a、首先在对话框内选择约束情况,若为弹性约束、支座位移或斜边 界还应填入相应数值; b、按“选择受约束节点”按钮,对话框自动隐去,用鼠标在屏幕上 选择所要定义的节点,按鼠标右键表示选择结束,对话框自动弹 出,可按步骤a、b继续定义节点约束或查询节点约束; c、按“关闭”按钮表示结束。
5.10.5、查询约束 a、按“查询节点约束”按钮,对话框自动隐去,用鼠标在屏幕上选择 所要查询的节点,按鼠标右键表示选择结束,对话框自动弹出,对 话框内显示所查询节点所受的节点约束情况。接下来可继续定义节 点约束 或查询节点约束; b、按“关闭”按钮表示结束。

5.11、特殊连接单元 用在膜结构压索定义、单向受力(只承受压力或拉力)的支座、 构件间单向受力的情况,一般在非线性计算使用。 5.12、单元释放 用于刚接体系中存在铰接节点的结构。

单元释放步骤如下: a、选择释放选项;其中对话框内的“小号节点”和“大号节点”分别指 单元左右节点号较小的一端和较大的一端;转动释放绕某轴选中时表 示绕该轴铰接,一般情况不选择绕1轴释放;对一般结构不选择平动 释放,除非构件端部允许相对的滑移。 b、选择欲释放的单元。
注意: a、对于结构体系是平面框架或空间框架的结构,单元与单元之间的节点 在不处理时都是刚接的,即该节点可以传递弯矩,当节点是铰接点 时,则需要单元释放,使该单元端部相应的力为0; b、可处理为平动释放的一些例子:门式刚架砼柱钢梁,柱子单元不仅绕 3 轴转动释放,而且其中一柱上端沿2轴平动释放梁对柱较大的水平 推力; c、在半钢性连接节点中,需要输入转动刚度值。 d、通过网架快捷建模得到的网架默认结构体系为空间桁架(即杆件间铰 接),如果输入了下部结构,比如支承柱,那么需要在结构体系中修 改为空间框架,然后把网架杆件做单元释放(绕2、3轴)。

6、荷载编辑
? 荷载库 ? 施加节点荷载 ? 施加单元荷载 ? 施加杆件导荷载 ? 杆件导荷载 ? 地震荷载 ? 温度荷载 ? 荷载拷贝 ? 查询、删除荷载 ? 组合

输入并修改结构节点及单元的恒、活、风载,地震、吊车、 温度、支座位移等七种工况作用,进行各工况下的导荷载,其中只 有恒、活、风载这三种工况是用工况号(0,1,2,…)区分的。
软件对一般恒、活、风载的节点、单元荷载输入按两种方法实现: 方法一: 首先,建立荷载库,该工程将有何节点、单元荷载,统统按工况 性质(恒、活、风)和荷载性质(节点、单元)建立成荷载表单;然 后,选择节点或单元,将荷载库中的荷载加到节点或单元上。 方法二: 选中一批单元(必须是封闭区域),由软件根据输入的面荷载或 风载体型系数等自动导荷载。荷载可导到单元上,也可导到节点上。 6.1、荷载库 按此命令后弹出如下对话框:

在荷载库内可分别添加节点荷载、单元荷载、板面荷载、杆件导荷 载、膜面导荷载,我们常用的比较多的是节点荷载、单元荷载、杆件 导荷载三种。 a、添加新荷载 双击列表内“…”处即会弹出添加新荷载对话框。 b、修改荷载双击列表内要修改的荷载即会弹出荷载修改对话框 c、删除荷载选中列表内要删除的荷载后按DEL键即可。

注意: a.板面荷载库针对的是剪力墙、楼板、钢板等参与计算的板单元; b.膜面导荷载库仅针对建筑膜结构。 6.1.1、工况号 恒载的工况号为0; 活载的工况号为非零的自然数,活载可以占据不同的工况号,表示 不同时作用的活载,我们常用工况号1表示。 风载的工况号为非零的自然数,但不能和活载已经占有的工况号重 合,风载可以占据不同的工况号,表示不同时作用的风载,我们常用工 况号2、3、4…表示。 6.1.2、节点荷载 每一节点荷载包括六个数值,即: Px,Py,Pz,Mx,My,Mz,在整体坐标系下描述; Px,Py,Pz表示沿X、Y、Z向的力,Mx,My,Mz表示绕X、Y、Z轴的弯矩。

6.1.3、单元荷载 ⑴ 单元荷载组包括六种荷载类型,分别表示分布荷载、单元内集中荷载、 单元内集中弯矩、分布弯矩、三角形荷载和梯形荷载; ⑵ 方向X、Y、Z是整体坐标系下的。不与整体坐标系平行的荷载需要分 解成X、Y、Z三个分量;比如:竖直向下的荷载需要输Z方向的负值; ⑶ Q1,Q2正负号根据其与X、Y、Z三轴正向的关系而定,对2,3,5种情 况只需输入Q1; ⑷ x1,x2表示从小号节点到荷载作用点的沿单元距离。x1=x2=0表示满 布荷载; 注意: 使用最广的均布单元荷载选择第一种荷载类型,输入相同的Q1,Q2; X1,X2输为0表示满布; ⑸力的方向是沿整体坐标方向,即ACAD的世界坐标;
6.1.4、板面荷载库 针对参与计算的板面单元添加荷载。 注意: 板面荷载实际是折算为节点荷载作用在板面网格节点上(可以通 过显示查询->构件信息显示中的板三角网格显示网格)。

6.1.5、杆件导恒活荷载 荷载分配方法: (1)直接作用于杆件:用于诸如塔架等镂空结构,按照杆件迎风面积与 整个杆件面积之比导荷载(只适用于风荷载); (2)按双向受力梁分配:当荷载传到周边杆件上时选用该项,如楼板的 布置是双向板时,或风荷载既传到梁上,又传到立柱上时; (3)按单向受力梁分配:当荷载只传到所选单元平面的部分杆件上时, 采用该选项,如楼板的布置是单向板时等等。 (4)分配到杆件所连节点:荷载作用到选中单元平面包含的所有节点 上; (5)分配到所选节点:荷载作用到用户选中的节点上。 荷载分配到节点常用于空间桁架等大型网架网壳结构中,将荷载简 化到节点上。 注意: 荷载均布值一律为正数,恒、活载自动导得的荷载作用方向一律 向下,即指向-Z方向。对恒荷载,荷载总值为均布值乘以层面的实际 面积,对活荷载,荷载总值为均布值乘以层面在XY平面上的投影面积。

6.1.6、杆件导风荷载

参数定义: 工况:可以任意输入,但不能为0,也不能与已知活载工况号重号。 不同时作用的风应该输入不同的工况号。不同层面导风荷若工况号相同 表示其同时作用,比如结构中存在迎风面与背风面是同时受风的,工况 号应相同;但左风,右风不同时作用,这时定义的荷载不应同工况号;
荷载分配方法:同上导恒活荷载,其中直接作用于杆件的导荷载是 指类似铁塔、烟囱之类无外维护,结构构件直接承受风荷载的结构式, 软件自动根据荷载方向作用矢量和构件的挡风面积计算荷载承受的风荷 载的单元荷载;

风载体型系数:一般结构的体型系数见荷载规范(GB50009)。特 种结构的体型系数见各相应规程,比如高耸塔桅结构的体型系数见高耸 结构规范GBJ135-90 3.2.6条。一些重要的结构的体型系数应根据风洞实 验 实际测定得到;

基本风压标准值:见荷载规范;

地面粗糙度类别:见荷载规范。由结构标高及此值确定结的风压高度变 化系数;
风压高度变化修正系数:见荷载规范,考虑地形条件的修正;

风振系数β Z:见荷载规范。如果手工输入β Z (对不需要考虑风振的结 构则输入1),则按用户给定的风振系数计算,否则软件 自行计算。由于求 β Z需要已知结构的基本周期T,故导 风荷需要在进行完地震自动计算后进行;
阵风系数β gZ:在进行维护结构设计时,用阵风系数替代风 振系数,软 件可以根据标高自动按照规范取 值; 建筑结构类型:见荷载规范,考虑脉动影响系数,从而求β Z; 房屋类型:见荷载规范,考虑脉动增大系数,从而求β Z;

参考点高度:软件对结构风压高度系数的计算中高度的体现通过Z向坐标 值实现,故±0.000的点其建模Z坐标必须为0.0,否则可以输入参考点高 度予以调整。比如,结构柱脚位于±0.000点,而建模时柱脚的Z坐标为 3000 mm,则参考点高度输入+3,3-3=0 ;若结构最低点标高为+50 m , 模型的最底点Z坐标为30000 mm,则输入参考点高度-20,30-(-20)=50 m 。所以在建模时尽量使模型的Z坐标和实际标高一致,这样参考点高度 不用输入,即为0;

荷载作用方向矢量:用于直接作用于杆件类型的导荷载,根据三向单位 长度构成的空间四棱柱的对角线确定风向。比如,X=1,Y=0,则风向为 +X向,体型系数>0,表示该表面受风压。X=1,Y=1,则风向为45°;
内部参考点坐标:根据结构内部的任意一点(可以是已知节点,也可以 不是节点),可以确定所选面的外法线方向。若体型系数>0,则受风荷 方向与外法线方向相反,受风压;若体型系数<0,则受风荷方向与外法 线方向相同,受风吸力。内部参考点坐标可以手输,也可以按“点取” 按钮在屏幕上选取。

6.2、施加节点荷载

按此命令后弹出如下对话框: (1)、增加荷载 双击列表框内“…”处,弹出增加节点荷载对话框; (2)、修改荷载 双击列表框内要修改的荷载,弹出节点荷载修改对话框; (3)、删除荷载 选中要删除的节点荷载后按“DEL”键; (4)、往节点上施加荷载 选中将要往节点上施加的荷载,按“施加荷载”按钮,选取要施加 荷载的节点后按右键表示选择结束即可; (5)、删除节点上所选荷载 在荷载列表框内选中将要从节点上去除的荷载,按“删除节点上所 选荷载”按钮,选取节点后按右键表示选择结束即可,这时若选择 的节点原来被施加了选中的荷载,选择完后这些荷载将被从节点上 去除掉; (6)、查询节点荷载 按了该按钮后选择一个节点,按右键表示选择结束后,该节点上所 施加的荷载在列表内以深色条表示。

6.3、施加单元荷载

按此命令后弹出如下对话框: (1)、增加荷载 双击列表框内“…”处,弹出增加单元荷载对话框; (2)、修改荷载 双击列表框内要修改的荷载,弹出单元荷载修改对话框; (3)、删除荷载 选中要删除的单元荷载后按“DEL”键; (4)、往单元上施加荷载 选中将要往单元上施加的荷载,按“施加荷载”按钮,选取要施加荷载 的单元后按右键表示选择结束即可; (5)、删除单元上所选荷载 在荷载列表框内选中将要从单元上去除的荷载,按“删除单元上所选 荷载”按钮,选取单元后按右键表示选择结束即可,这时若选择的单 元原来被施加了选中的荷载,选择完后这些荷载将被从单元上除 掉; (6)、查询单元荷载 按了该按钮后选择一个单元,按右键表示选择结束后,该单元上所 施加的荷载在列表内以深色条表示。

6.4、施加板面荷载
按此命令后弹出如下对话框: (1)、加荷载 双击列表框内“…”处,弹出增加板面荷载对话框; (2)、修改荷载 双击列表框内要修改的荷载,弹出板面荷载修改对话框; (3)、删除荷载 选中要删除的板面荷载后按“DEL”键; (4)、向板上施加荷载 选中将要往板面上施加的荷载,按“施加荷载”按钮,选取要加 荷载的板后按右键表示选择结束即可; (5)、删除板面上所选荷载 在荷载列表框内选中将要从板面上去除的荷载,按“删除墙、板 上荷载”按钮,选取板面后按右键表示选择结束即可,这时若选 择的板面原来被施 加了选中的荷载,选择完后这些荷载将被从板面上去除掉; (6)、查询墙、板上荷载 按了该按钮后选择一个板面,按右键表示选择结束后,该板上所 施加的荷载在列表内以深色条表示。

6.5施加杆件导荷载
按此命令后弹出如下对话框: (1)、增加荷载 双击列表框内“…”处,弹出增加荷载对话框; (2)、修改荷载 双击列表框内要修改的荷载,弹出荷载修改对话框; (3)、删除荷载 选中要删除的荷载后按“DEL”键; (4)、选择受荷范围 选择杆件来确定导荷载的范围; (5)、删除受荷范围 通过选择杆件来删除部分受荷范围; (6)、选择受力单元(节点) 当导荷载方式为单向导到杆件或节点时,用于选择具体受力的单元 或节点; (7)、删除受力单元(节点) 当导荷载方式为单向导到杆件或节点时,用于删除具体受力的单元 或节点。

6.6、增加导荷载虚杆 本命令用于生成导荷载的封闭区域,解决了未围成封闭区域构件的 导荷载问题, 注意:1)虚杆上不分配封闭面的荷载; 2)添加导荷载可以在添加虚杆前或者添加虚杆后进行,结果相 同,但是在添加虚杆后进行添加导荷载的操作比较直观。 6.7生成导荷载封闭面 导荷载是将由杆件或者虚杆围成的封闭区域的面荷载按照一定原 则分配到杆件或节点上成为单元荷载或节点荷载,因此封闭面的自动 生成是分配荷载的前提;弹出的对话框如下: 在列表框内用鼠标单 击来选择要导的荷载,被选中的导荷载序号前用打勾表示,双击某一 导荷载可以查询或修改该导荷载参数。 参数说明: 多边形最大边数:导荷载时软件会自动找封闭区域,该参数用于控 制封闭区域多边形的最大边数,这里的边数是指形成封闭区域的杆件 数。当形成封闭区域的杆件数小于等于“多边形最大边数”时对该区 域进行导荷载,否则不对该区域导荷载。

空间多边形形状控制参数:理论上,导荷载只能在平面多边形上进行, 当多边形为空间多边形时,软件通过该参数来控制是否把空间多边形近 似为平面多边形来导荷。 举例说明:ABCD为空间多边形(四点不共面),其中ABD为AB、AD所 确定的平面,C’为点C在ABD平面上的投影,若CC’长度若小于或等于 “空间多边形形状控制参数”,则对ABCD导荷载,否则不对ABCD导荷 载,空间多边形形状控制参数影响导荷载速度,其值越大,导荷载速度 越慢。 在支座间添加虚杆:支座处往往杆件不能围成封闭区域,需要添加虚杆 进行导荷载。 注意: (1)封闭面生成后会显示在屏幕中,可以使用shade命令进行观察以确 定自动导荷载所依据的封闭面就是实际的受荷面,在显示查询中按 荷载序号显示导荷载中可以选择显示导荷载面,使用取消附加信息 显示可以取消该面的显示;

(2)如果先前导过荷载,那么使用生成封闭面命令后将自动删除以前的 封闭面和已经导过的荷载,因此使用生成封闭面后需要使用自动导 荷载菜单; (3)显示了封闭面后,可以使用鼠标选中后用DELETE删除若干面,即开 洞,然后重新进行自动导荷载,这样得到的导荷载值就是开洞后的 荷载分布情况 6.8、自动导荷载 将输入的杆件导荷载和膜面导荷载导到杆件或节点上。在输入了杆件 导荷载或膜面导荷载后,必须使用本命令才能把导荷载参数中的面荷载 值转化为节点荷载或单元荷载。 在列表框内用鼠标单击来选择要导的荷载,被选中的导荷载序号前用 打勾表示,双击某一导荷载可以查询或修改该导荷载参数。 注意: 自动导荷载时将删除已经导过的同项荷载,因此多次自动导荷载 不会导致荷载重复施加

在荷载施加完毕后需要对荷载进行检查,通过荷载显示来检验荷 载的准确性 6.9、荷载显示 6.9.1、显示节点荷载 按工况显示节点荷载。 6.9.2、显示单元荷载 按工况显示单元荷载。 6.9.3、显示板面荷载 按工况显示板面荷载。 6.9.4、按荷载序号显示导荷载 把荷载库中的导荷载数值列在表中,使用鼠标选中需要显示的导 荷载序号,在屏幕上则可以以封闭面的形式显示该区域,可以通过SHADE 命令来进行渲染;本命令为用户提供了直观的检查导荷载封闭面的方 法,避免工程的导荷载面和实际受力区域不符。

6.9.5、 按工况显示导荷载 按照工况把杆件导荷载的面荷载显示在所导的区域附近,本功能 只针对已经完成自动导荷载的结构。

7、地震荷载 7.1 参数输入 参数说明: 规范选用:建筑抗震设计规范(GB50011-2010),上海市工程建设规 范——建筑抗震设计规程(DGJ08-9-2003) 地震烈度及设计基本地震加速度:用于确定地震影响系数,全国规范按 6,7(0.1g),7(0.15g),8(0.2g),8(0.3g),9度;上海规程按 6(0.05g), 7(0.1g),8(0.2g)考虑。 场地土类别:按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类场地土定义,上海规程直接定义为Ⅳ 类。(由土层的等效剪切波速和场地覆盖层厚度判断,详见抗震规 范(GB50011-2010 表4.1.6)。 ) 设计地震分组:按第一组,第二组,第三组定义,上海规程直接定义第 一组。 多遇地震影响系数最大值:详见抗震规范(GB50011-2010表5.1.4-1)。 罕遇地震影响系数最大值:详见抗震规范(GB50011-2010表5.1.4-1)。 特征周期值(s):详见抗震规范(GB50011-2010 表5.1.4-2)。 计算振型数: 缺省值为9,建议空间结构采用。平面结构建议取6。对于 杆件数、节点数较多的结构,可以根据需要适当减少振型数。

阻尼比:用于确定地震影响系数,一般为0.05,见GB50011-2010 5.1.5;

周期折减系数:高层规范(JGJ3-2010 4.3.17);
扭转耦连信息: 不耦连,不增大:按抗震规范(GB50011-2010)5.2.2节计算 不耦连,自动增大:按抗震规范( GB50011-2010 )5.2.2、5.2.3.1 节计算,但需要比较规则的结构才能正确判断边榀。 考虑耦连:按抗震规范( GB50011-2010 )5.2.3.2节的1,2计算 按双向地震考虑耦连:自动考虑耦连,并按规范5.2.3.2的3完成计算。 竖向地震作用:可以按竖向地震影响系数最大值取值,也可以按竖向 地震作用系数取值,按抗震规范( GB50011-2010 )5.3节取值。 考虑抗侧力构件斜置地震作用:允许多组不同方向的地震作用,角度是X 向正向夹角,按抗震规范( GB50011-2010 )5.2.3-4计算;

7.2、定义附加质量 在某些情况下,需要考虑结构的附属重量对地震的影响,但又不 考虑为这部分荷载为一般的恒载工况,此时输入附加质量。比如,附 属在厂房主结构上的围护墙,平时不作为荷载,地震时需考虑其对主 结构的作用,此时作为附加质量输入。附加质量可以简化为节点的集 中质量块,也可以考虑为杆件上的均布质量。选择单元定义附加单元 均布质量,或选择节点定义附加节点质量。 7.3、定义质量源 用于确定重力荷载代表值及重力荷载代表值组合系数;确定方法 可依据抗震规范(GB50011-2010)5.1.3;仅考虑侧向质量表示计算 地震力时,仅考虑质量源对水平地震力的共享,不考虑Z向地震力;

8、温度荷载 按此功能块后,屏幕弹出对话框。在对话框内输入温度增量1和增量2。 按确定键予以确定并退出对话框,按取消按钮予以取消;可以选择不同的 构件输入不同的温度增量。注意:温度增量值为一般一个为正值、一个 为负值,即软件计算时考虑温度正增量和负增量两个温度工况。
9、荷载拷贝 9.1 节点荷载拷贝 节点荷载拷贝作用:将一个节点上的荷载拷贝到另外几个节点上。 节点荷载拷贝步骤如下: (1)选择一个源节点,按右键表示选择结束; (2)选择一个或几个目标节点,按右键表示选择结束。 9.2 单元荷载拷贝 将一根杆件上的荷载拷贝到另外几根杆件上。

10、 查询、删除荷载 10.1 查询节点荷载 步骤: (1)选择需要查询荷载的一个或多个节点; (2)按鼠标右键结束选择后弹出对话框,拖动滚动条可以看到节点荷载 的所有信息; 若需删除荷载: (1)在显示的荷载框中选中需删除的荷载,同时按ctrl或shift可以多 选; (2)按DEL键可以删除。 若需修改荷载: (1)在显示的荷载框中双击需修改的荷载; (2)将自动弹出荷载修改对话框。 10.2 查询单元荷载 与“查询节点荷载”同样操作,不过把选择节点改为选择相应的构件即 可。

10.3 查询板面荷载 与“查询节点荷载”同样操作,不过把选择节点改为选择相应的板 单元即可。 10.4 查询杆件导荷载 按此命令后弹出杆件导荷载信息对话框,点击列表框内不同的导荷 载,导荷载范围在屏幕上用黄色表示,若为荷载单向导到杆件或节点, 受力杆件或节点用红色表示。可以通过双击列表来增加新的导荷载或修 改导荷载参数,按DEL键来删除选中的导荷载。
10.5 删除所选节点上所有荷载 将选择的节点上所有荷载都删除。

10.6 删除所选单元上所有荷载 将选择的杆件上所有荷载都删除。
10.7 删除所选板面上所有荷载 将选择的板单元上所有荷载都删除。

10.8 荷载统计 选择节点、单元,将弹出对话框,显示这些节点单元在X、Y、Z方向上荷 载的统计结果。
11、 组合

几个名词:

工况:各单独作用的荷载,同一工况下的荷载是同时作用的,比如恒 载,活载,左风,右风,地震,吊车,温度,支座位移等;
效应组合:同时考虑几种工况的共同作用,比如恒+活,恒+风,即是二 种组合; 组合号:软件考虑的几类不同荷载的同时作用编号; 情况号:在一个组合中,由于某类荷载(如吊车)工况数不止一个,软 件自动将该组合的各种情况排列考虑并编号,如恒+吊组合,如果 吊车存在4类情况,那么该组合下就有四个不同情况出现; 添加一般荷载:作用和双击省略号相同,即为添加一般组合情况; 特殊组合和一般组合的区别: 一般组合中把恒、活、风、地震、吊车、温度、支座位移等作为基本 工况进行效应组合,同一种工况的不同工况号互斥,比如组合1为恒+

活,其中活荷载存在工况号2,3,那么组合1实际存在恒+活2,恒+活3两 种组合情况; 而在特殊组合中的基本工况为恒、水平地震、竖向地震、吊车、温度、 支座位移、活1、活2、活3…等,特殊组合是由手工指定的组合,不同工 况号的活荷载不互斥,可以添加恒+活2+活3的组合。

注意: (1)软件内置了常用于普通钢框架、门式钢刚架的8种一般组合系数, 用户可以根据结构类型的不同,修改或人工添加或删除组合; (2)在一般组合中,不同工况号的同一类荷载均是互斥地参加组合计算 的;比如存在恒载0,活载1,活载2,左风3,右风4五类荷载;一个 一般组合为:恒+0.9活+0.5风,其实际考虑4种如下组合; A、恒0 + 0.9活1+0.5风3; B、恒0 + 0.9活1+0.5风4; C、恒0 + 0.9活2+0.5风3; D、恒0 + 0.9活2+0.5风4;

(3)在完成一次内力分析后,软件会自动删除多余的组合情况,并以特 殊组合的形式显示出当前实际存在的组合;比如存在恒载0,活载 1,风载2,风载3三类荷载,在组合中输入了三个一般组合: A、恒+活+风; B、恒+活+吊车; C、恒+地震; 那么在内力分析完成后,由于吊车和地震工况不存在,组合2、3被 删除,只保留实际存在的两个组合:恒0+活1+风2;恒0+活1+风3; (4)如果有已知支座位移,支座位移作为单独工况参与组合,其组合系 数可在对话框内输入; (5)这里采用分项系数×组合系数的方式,即第一个空白框中填分项系 数1.2,1.4;第二个空白框中填组合系数(或频遇、永久系数); 对结构荷载比较复杂的情况。需要用户控制组合形式,输入合适的 系数; (6)用户可以通过双击列表内“…”或使用添加一般组合按钮处来增加 新的一般组合; (7)用户可以按DEL键来删除列表内选中的组合。

总结:建立模型的一般过程
?几何模型建立(Acad+3D3S辅助+快捷生成) ?结构体系 ?单元释放和节点约束 ?截面、材性、方位、偏心、计算长度 ?荷载 ?组合

三、计算模型分析与计算
?模型分析与计算的要点
? ? ?

模型的建立的准确性 计算参数选择的符合性 规范选择的准备性

?分析与计算的步骤
? ? ? ? ? ?

模型检查及带宽优化 内力分析 内力结果查询 选择规范及计算参数 单元验算 验算结果查询

1、内力计算 ? 模型检查 ? 带宽优化 ? 计算内容选择执行 ? 地震周期查询与振形显示 ? 线性分析结果显示查询 ? 模型解锁

1.1、模型检查 按此功能块后,软件对模型做初步的检查,判断是否存在建模问 题;检查的内容包括:截面、材性、方位是否定义、所有相交构件是否 打断、是否存在特别断或特别长的单元等。 注意:初步的检查时只针对特定项,检查出来不符合特定项的内容不一 定是模型的错误,比如两根剪刀撑可以在相交点不打断,但软件 仍旧提示该处没有打断;同时模型的错误如果不在特定项中,软 件也不能自动检查出来;因此本命令只是一个辅助工具,模型错 误的检查主要取决用户的熟练程度。

1.2、带宽优化 带宽优化命令用于对结构节点进行重新编号以达到加快计算速度的目 的,该命令相对独立,不影响模型的其它操作;对大型杆系结构带宽优 化对计算速度的加快作用比较明显。

1.3、 计算内容选择及计算 在计算内容中列出了初始态确定、地震周期分析、线性分析、非线 性分析四项内容;其中 计算内容: 初始态确定:指预应力拉杆或拉索结构的初始态找形,必须和构件属性 中—定义初应力和只拉单元命令结合使用; 地震周期振型分析:指计算结构的自震周期和振型的确定,必须和荷载 菜单中—地震荷载参数以及定义质量源菜单结合使用; 线性分析:指计算结构在每个工况下(包括地震工况)和组合的线性内 力和位移; 非线性分析:指计算结构在指定工况下的非线性内力和位移;其中需要 考虑的工况和组合需要在非线性荷载态参数中指定;

1.4、地震周期查询与振形显示
1.4.1 周期查询 列出计算完成的所有振型的周期值; 1.4.2 振型显示 显示计算完成的所有振型的振型; 按此功能块后,屏幕弹出对话框。在对话框内输入所要显示的振型 序号及显示比例值,按确定键后将退出退出对话框同时视图将显示结构 在该序号下的振型图及周期值。若选择快速显示选项,则显示振型时杆 件按直线显示,只随节点位移,该选项在杆件数较多时(如网架、网壳) 用,以加快显示速度。 1.5、线性分析结果显示查询 在计算完成后讲解

1.6 模型解锁 为保证模型的严格性(比如截面重新定义后需要跟新内力),在进 行了地震计算或内力分析后,软件自动将模型锁住,即禁止定义截面、 材性、荷载编辑等操作;可以使用本命令进行解锁,但一旦解锁后,上 次内力分析的结果将被删除。

2、设计验算 ? 选择规范 ? 单元验算 ? 验算结果显示 ? 验算结果按验算显示 ? 验算结果查询 ? 设计参数选择 ? 写计算书

2.1 选择规范 网架部分选择网架规范;钢结构部分选择普通钢结构规范,根 据各规范的各自对结构形式限定进行选择。

2.2 单元验算 软件提供四种验算类型:
校核:仅验算杆件是否满足规范要求,杆件截面不改变; 截面放大:如杆件截面不够则改选增大的截面,截面放大则该单元的截 面颜色随之改变;

截面优选:对过大的杆件截面调小,对过小的截面调大,截面改变伴随 着单元的截面颜色随之改变;
截面优化:只针对宽翼缘工字钢、焊接工字型截面、工字型楔型截面、 焊接矩形截、焊接箱型、焊接矩形,圆钢管、 T型截面八类截面,优 化前只需在相应的截面类型中任选一个截面尺寸即可,优选后的截面 为新加截面,放在截面库的末尾;

如果用户同时选定了其它类型的截面实行优化,软件会自动把其它 类型进行优选,同时提醒用户:有些单元的截面类型不在可优化 截面范围内,只能被优选。 下限、上限:判断截面过大或过小的标准。下限是指杆件的应力 (包括强度应力、稳定应力)与材料设计强度的比值应该大于该值,认 为截面合理,否则截面过大;上限是指杆件的应力与材料设计强度的 比值应小于该值,否则认为截面过小; 有侧移结构:针对钢规列出了有侧移框架柱和无侧移框架柱的计算长 度系数。用户根据框架支撑设置的情况自行判断其是否是有侧移框架。 对于已经定义了计算长度的构件,该选项没有作用; 统计用钢量:初步计算主刚架梁柱用钢量,不含节点和附属结构。 注意:通过网架菜单快速建立的网架模型,所有构件均未分组;即在截 面优选后,每根构件的截面尺寸只由受力和构件长度决定,达到网架满 应力设计的目的;手工添加的其它构件需要在定义截面中定义组号以便 优选。

2.3 设计参数选择 设计参数软件内置《钢结构规范》《冷弯薄壁型钢规程》《轻钢规 程》对构件有关规定外,设置<计算参数选择>可以根据需要灵活选择有 关参数。
说明: (1) <缺省>表示根据内置规定进行构件设计; (2) 通过下拉式选项,可以选择不同的数据,当设计验算不满足指定规 定时,程序会认为构件截面不足,并提醒用户; (3) 考虑梁腹板屈曲强度计算,具体内容可以查询GB50017规范和第四 章; (4) 网架构件的节点形式只和网架构件的长细比自动取值有关,和后处 理中的球节点设计没有关系;通过网架菜单快捷建模的网架构件计 算长度系数自动定义为1,如果需要软件根据节点形式自动取构件的 计算长度,需要先在定义计算长度菜单下把计算长度系数修改为0, 然后在设计参数选择中选择正确的网架节点形式(螺栓、焊接、板 节点),这样构件设计时得到的计算长度就和节点类型有关了; (5) 用户可以选择不同的构件套用不同的验算参数;

四、计算结果的检查与判断

1、内力查询
1.1显示内力 步骤如下: (1)首先选择单元(直接按右键表示全选),按鼠标右键结束选择后弹出 如下对话框; (2)在对话框上部选择按工况显示还是按组合显示,然后在中间左边列表 框内选择要显示的工况或组合,右边列表框内选择要显示的情况号; (3)选择需要显示的内力类型,输入相应数据后,按确定按钮,视图出现 内力图;内力图有两种输出形式:数字形式和云图形式,可以通过选 择显示数值和显示颜色进行区分; (4)点命令“取消附加信息显示”可返回显示轴线图。

1.2 显示最大组合内力 步骤如下: (1)首先选择单元,按鼠标右键结束选择后弹出对话框; (2)选择需要显示的内力信息,按确定按钮; (3)点命令“取消附加信息显示”可返回显示轴线图。

1.3 按颜色显示内力最值 将杆件按其内力最大值或最小值分不同范围以不同颜色显示,在杆 件数目较多时用,以了解内力大概分布情况。 步骤如下: (1)首先选择单元,按鼠标右键结束选择后弹出对话框; (2)选择及填写需要显示的内力信息,按确定按钮; (3)点命令“取消附加信息显示”可返回显示轴线图。 1.4 显示内力包络图 参数说明: (1)首先选择单元,按鼠标右键结束选择后弹出对话框; (2)选择需要显示的内力类型,按确定按钮; (3)点命令“取消附加信息显示”可返回显示轴线图。

1.5、显示位移 步骤如下: (1)首先选择单元(直接按右键表示全选),按鼠标右键结束选择后弹出 如下对话框; (2)在对话框上部选择按工况显示还是按组合显示,然后在中间左边列表 框内选择要显示的工况或组合,右边列表框内选择要显示的情况号; (3)选择需要显示的位移数值,按确定按钮,视图出现位移图; (4)点命令“取消附加信息显示”可返回显示轴线图。 1.6、显示支座反力 步骤如下: (1)选择该命令弹出对话框; (2)选择及填写需要对话框,按确定按钮; (3)点命令“取消附加信息显示”可返回显示轴线图。

1.7 查询内力 步骤如下: 首先选择单元(若直接按右键,弹出对话框要求输入单元号,这时 可以通过输入单元号来查询 可以通过双击工况或组合列表来选择要查询的工况或组合,查询结果 在对话框左边列表内。 可以在对话框右上角输入单元号后按“刷新”按钮来查询别的单元内 力。 可以通过双击左边列表内的内力结果来查看具体的该单元的内力图, 注意: 单元内力查询的方向说明:除轴力外,单元内力定义是在其单元局 部坐标系下的,内力方向为单元局部坐标系方向。从杆件小号节点到大 号节点为1轴方向;杆件K节点定义2轴方向;右手螺旋确定3轴方向( 即 当四指从1轴指向2轴,大拇指的指向就是3轴方向)。 轴力遵循了拉力为正、压力为负的一般原则,其他内力正向与单元坐 标系相同。

1.8 查询位移 步骤如下: 首先选择节点(若直接按右键,弹出对话框要求输入节点号,用户这 时可以通过输入节点号来查询),按鼠标右键结束选择后弹出对话框, 填入相应数值后按确定按钮视图出现查询结果。 说明: 位移方向为结构整体坐标系的方向。 1.9 查询最大节点位移 首先选择节点,按鼠标右键结束选择后弹出对话框。 说明: (1) U、V、W表示沿X、Y、Z三向位移; (2)该对话框表示最大位移出现的节点,该情况出现的组合、序号及相应 值; (3)若在按此功能前选中某些节点,则显示所选节点范围内的最大位移。

1.10 查询支座反力 首先选择支座节点,按鼠标右键结束选择后弹出对话框,按确定按 钮后视图出现查询结果。 若选择的是一个节点,弹出的对话框显示的是该单个节点的支座反 力;若选择的是多个节点,弹出的对话框显示的是这些节点的在各个 工况或组合下的支座反力之和。 说明: 支座反力方向为结构整体坐标系方向,给出的数值可以认为是作用 在与支座垂直的柱上,即当支座受压时,Nz为正,相当于柱底受压。其 余的力方向类推。设计基础时,所给的力应反向加在基础上。

2、计算结果检查
2.1 验算结果显示 选择单元组后,屏幕弹出选择框,用户可选择分别用红,黄,绿, 蓝色表示截面不足,截面过大,截面增大,截面缩小四种情况。灰色表 示截面满足或截面无变化。 显示验算数值结果项一旦被选择,那么除了颜色外,在杆件周围还标出 该构件的强度、稳定应力比和两个方向的长细比。 注意: 截面不足是指应力比超过上限、长细比不满足,局部稳定不满足、 单元挠度不满足;截面过大是指应力比小于下限。在选择规范时没有被 选中的单元及满足设计要求的单元,其颜色将不变化。 一般结构软件是不控制结构整体位移的,需要用户通过查询最大位移 后除以相应跨度得到相对值加以控制。

2.2 验算结果按颜色显示 可以用颜色显示不同的验算结果数值结果,还能用文本的形式按验 算项的大小统计查询验算结果。 2.3 验算结果查询 可先用鼠标左键选取单元再按此功能块,或直接按此功能块后在对 话框内输入单元号,屏幕将弹出验算结果; 说明: 强度验算:强度验算、绕2轴抗剪应力比、绕3轴抗剪应力比; 整体稳定:绕2轴整体稳定验算、绕3轴整体稳定验算; 局部稳定:翼缘腹板的宽厚比验算; 刚度验算:绕2轴长细比、绕3轴长细比、沿2轴挠度、沿3轴挠度; 注意: 网架多为轴心受力构件,因此单根构件的W/L一般很小,但结构整体 的位移需要用户在计算内力后查询得到最大位移点后手工除以相应的跨 度得到,也就是说在设计验算中软件提示的满足要求仅仅表示软件内置 的几项验算参数满足要求,和结构的在工程设计意义上的满足要求不同。

2.4、写计算书 当检查判断计算结果满足设计要求后,进行写计算书。根据计算的 需要选择需要计算书体现的内容。

计 算 结 束 谢 谢!


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