【每日一技】3D3S组合结构分析

旅游        2020-03-23   来源:小斌说三农


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图 1 范例模型示意图


本模型 10 层钢框架结构,无地下室。首层层高为 4.1m,其余各层层高为 3.3m,顶层为 3.6m。


结构构件由梁,柱构件组成,楼板采用导荷载板。


步骤 1 :建立第一个标准层


在本步骤中我们将建立第一标准层的模型,完成后如图 step1——1 所示

图 step1——1 第一标准层模型示意图


点击 结构编辑 > 标准层编辑,显示图 step1——2 所示 编辑标准层 对话框

图step1——2 编辑标准层 对话框


点击 添加标准层 按钮 进入标准层编辑界面


正交轴网编辑


点击 轴网编辑>正交轴网 ,显示如图step1-3所示轴网编辑对话框,点击定制轴网

图 step1——3 轴网编辑对话框


点击编辑,输入轴线间距等,双击类表内各轴线可修改其参数。点击 确定 按钮,此时程序在命令行中提示指定基点

图 step1——4 轴网编辑横轴线对话框

图 step1——5 轴网编辑 纵轴线 对话框


添加柱构件


点击 结构编辑 > 添加柱,显示如图 step1——6 所示 定义柱 对话框,定义参数如下对话框所示。

图step1——6 定义柱对话框


在定义柱对话框中 点击 选择网格点定义柱按钮


命令行中出现 选择网格点 提示,选择所有的网格点进行布置。


添加梁构件


使用 结构编辑 > 添加主梁 命令 显示如图 step1——7 所示 定义梁 对话框点击 选择轴线定义梁 按钮 命令行中提示 选择轴线


用鼠标选择轴线,选择完毕后 点击右键 点击关闭按钮 完成梁的添加

图 step1——7 定义梁对话框


同样地添加次梁

图 step1——8 定义次梁对话框

添加楼板


多高层模块使用手册

图step1——9 定义楼板对话框


此时第一标准层模型如图 step1——10 所示

图 step1——10 第一标准层模型


步骤 2 :建立第二标准层及第三个标准层


增加标准层


点击菜单 转换标准层 > 转换标准层,显示如图 step2——1 所示 编辑标准层 对话框


点击 添加标准层 按钮 显示如图 step2——3 所示 标准层添加 对话框


此时默认复制第一标准层的所有构件,我们按照默认进行 点击 确定 按钮即可


此时图面上已经显示为第二标准层的模型

图 step2——1 编辑标准层对话框 图 step2——2 标准层添加对话框


对复制好的第二个标准层进行轴线和杆件的删除、添加和编辑,完成第二个标准层的编辑。同样地对第三个标准层进行复制和编辑。


步骤 3 :楼层组装


返回主菜单工作界面,建立楼层组装数据表。


点击菜单 结构编辑 > 楼层组装 显示如图 step3——1 所示 楼层组装 对话框

图Step3——1 楼层组装对话框图


双击列表中的空白条目 显示如图 step3——2 所示 添加楼层 对话框


Step3——2 添加楼层对话框


在楼层荷载列表中 双击空白条目 显示如图 step3——3 所示 添加楼层荷载 对话框

图Step3——3 添加楼层荷载对话框


输入要施加的竖向荷载类型和数值,这里我们输入:恒载 数值为 0.5 KN/m2 点击 确定 按钮依照上面的做法,我们在荷载列表中再添加一个活荷载条目,工况为 1 数值为 2.0KN/m2


对应标准层列表中 选择第 1 标准层:层高为 4100,增加层数 1,不是夹层。点击 确定 按钮 此时楼层组装对话框中的列表中增加了一个条目,至此我们就输入了整体模型首层的信息。


依照上面的做法,我们可以建立如下表所示的楼层信息:


信息输入完毕后的 楼层组装 对话框如图 Step3——4 所示

图 Step3——4 楼层组装信息输入完毕后的对话框


如果要再修改标准层的信息,则可以点击确定按钮 保存输入信息退出对话框。


这里我们点击 组装 按钮 立即组装生成整体模型。

图Step3——5 楼层组装后的整体模型图


施加固定端约束,施加刚性隔板约束。

图 Step3——6 节点边界对话框

图 Step3——7 对底部节点施加固定端约束

图 Step3——8 构件信息显示对话框


步骤 4:施加水平荷载


设置风荷载参数


点击菜单 荷载编辑 > 板/隔板风荷载>风荷载信息 显示如图 Step4——1 所示 多高层风荷载 对话框对话框分为两个区域,左侧区域为与工程有关的参数,右侧区域为与风工况有关的参数。

图Step4——1 高层风荷载 对话框


在右侧列表中的空白项双击,显示如图 Step4——2 所示对话框

图Step4——2 高层风荷载作用面宽度设置对话框


作用面宽度程序按照隔板范围计算得到默认值,这里我们不作修改。工况号 改为 11 风向角度 0 度


在体形系数列表中双击空白项,显示如图 Step4——3 所示 体形系数修改 对话框我们按照程序的默认楼层区段,将体形系数修改为 1.3,点击确定按钮。

图Step4——3 体形系数修改对话框


点击高层风荷载作用面宽度设置对话框 的确定按钮 完成风荷载工况参数设置


我们可以看到右侧的列表中增加了一个风荷载工况,依照上面的方式,我们可以再添加一个风荷载工况 12,其中参数如下:


工况号 22 ; 风向角 90 度 ;风振系数:默认 ; 体形系数 所有楼层 1.3 风力作用面宽度: 默认;


完成以后,风工况列表中有两个工况 11(0 度风)和 22(90 度风),点击 确定 按钮完成。


设置地震作用参数


点击菜单 荷载编辑 > 地震作用 > 地震作用参数 显示如图 Step4——4 所示 对话框

图 Step4——4 地震参数输入对话框


点击菜单 荷载编辑 > 地震作用 > 定义质量源 显示如图 Step4——5 所示 对话框

图Step4——5 质量源参数输入对话框

我们将 1.0 倍恒荷载和 0.5 倍的活荷载添加到重力荷载代表值当中:


我们选中仅考虑侧向质量选项,这样在计算结构的自振周期和振型时可以滤掉不必要的竖向振型,提高计算效率。


步骤 5 :设置分析和设计参数


图 Step5——1 结构总信息参数设置对话框


步骤 6 :设置计算参数,运行计算分析及查看分析结果


点击菜单 内力分析 > 结构计算 显示如图 Step6——1 所示 计算内容选择 对话框


图 Step6——1 计算参数设置对话框


点击计算进行内力分析


计算完成后,查看自振周期与振型。


(1)周期查询


点击菜单 内力分析 > 地震周期振型> 周期查询,显示如图 Step6——2 所示周期查询对话框

图Step6——2 周期查询对话框


点击 文本 按钮可以将周期结果输出到文本文件。


(2)振型显示


点击菜单 内力分析 > 地震周期振型> 振型显示

图 Step6——3 显示振型对话框

图 Step6——4 显示位移对话框图 Step6——5 工况 0 下结构的变形图


依照上面的操作,我们还可以显示其他工况以及各个组合下结构的变形图,查看各工况(组合)下构件的内力


步骤 7 :设计验算


点击菜单 设计验算>选择规范,如图 Step7——1 选择规范对话框所示,选择钢结构设计规范

图Step7——1 选择规范对话框


点击菜单选择欲查询单元按钮,选择所有杆件进行规范定义。


点击菜单 设计验算>设计验算,如下图 Step7——2 所示,因本例无支撑体系,故需要勾选有侧移结构,点击验算进行构件设计验算。

图Step7——2 设计验算对话框


验算结束后查询验算结果。点击结果显示-钢,如下图 Step7——3 验算结果显示对话框

图 Step7——3 结果显示对话框

图 Step7——4 模型结果显示


查询单个构件的验算结果,点击设计验算>结果查询,选择单根构件进行查询。结果如下图 Step7——5 结果显示。

图Step7——5 结果显示


查看结构总体结果信息


点击菜单 设计验算> 查询层间位移

图 Step7——6 层间位移查询


点击菜单 设计验算> 查询刚度中心

图Step7——7 刚度中心查询对话框


点击菜单设计验算> 总体信息查询


显示如图 所示 计算文本查询 对话框

图 Step7——8 计算文本对话框


点击不同的按钮查询文本显示按钮,可以打开不同的文本文件进行查看。

图 Step7——9 总信息文本输出


步骤 8 :输出计算报告


点击菜单设计验算>写计算书,跳出如下图 Step8——1 对话框 输出计算报告。

图 Step8——1 输出计算报告对话框

图Step8——2 计算报告


步骤 9 :生成实体模型


点击菜单实体模型>生成后处理实体模型,跳出图 Step9——1 生成实体模型参数对话框,点击确定生成框架实体模型。

图 Step9——1 生成实体模型参数对话框


生成实体模型如下图所示