大跨度场馆结构设计.pptx

1、北京迈达斯技术有限公司 侯晓武 2011年8月,大跨场馆结构设计-中建国际设计顾问有限公司,目录,基本建模方法 荷载施加方法 组阻尼比 其它,一、基本建模方法,基本建模流程,整体建模分析,1. 规范要求（抗规10.2.7条） 计算模型应计入屋盖结构与下部结构的协同作用。 混凝土与钢结构分别建模时的问题： 仅考虑上部屋盖结构的荷载，不能考虑上部结构的刚度； 刚度不准确，导致周期不准确； 采用振型分解反应谱法时，各振型的地震荷载取值不准确,导入CAD文件,首先需要把CAD文件保存为DXF 格式； 可以选择某些层导出，选择导出节点或单元； 可以过滤掉不想要导入的层； 同一层导入后将作为一个结构组；

2、材料和截面： 仅能定义一种，即导入后所有构件材料和截面特性相同。 可在导入之后按照结构组进行修改,导入CAD文件,放大系数和原点： 要注意CAD图与模型的单位体系； 原点：CAD图原点在模型中的坐标； 旋转角度：绕X，Y，Z轴旋转的角度； 其他： 1. 定义为块的线或面要打断，否则无法导入； 2.线导入后默认为梁单元，面默认为板单元，可在导入后进行修改,合并数据文件,主菜单：文件-合并数据文件 数据文件名 要合并的数据文件名； 要合并的模型数据类型： 节点，单元； 材料和截面特性； 无法合并荷载数据； 原点和旋转角度： 原点：要合并的数据文件的原点在当前视图中的位置； 旋转角度：绕X，Y，Z轴

3、旋转的角度,合并数据文件,如何处理荷载数据？ 在和并之后输入荷载； 要合并数据文件中已经施加了荷载时： （1）对文件中节点和单元重新编号； 避免两个模型中的节点或单元号重合 （2）导出mgt文件； （3）找到施加荷载相关的部分； （4）打开“工具-mgt命令窗口”，粘贴到空白处后 运行,二、荷载施加方法,风荷载； 温度荷载； 地震荷载,风荷载施加方法,方法一：规范的方法 ：风振系数 与地面粗糙度，建筑物高宽比，结构类型，基本周期，阻尼比等有关； ：风荷载体型系数； ：风压高度变化系数； ：基本风压； 按规范选取,施加风荷载的方法,方法一：规范的方法 W1=wk1xBxH1/2+wk2xBxH2

4、/2; W2=wk2xBxH2/2; wk1: 1层层高处风压； wk2: 2层层高处风压； B：迎风面宽度； H1：1层层高 H2：2层层高,施加风荷载的方法,方法一：规范的方法,施加风荷载的方法,方法二：采用风洞试验结果 A. 层荷载 基本风压：输入0； 否则将重复考虑； 分别输入各层的X，Y向风荷载以及绕Z向扭矩； B. 节点荷载 分别输入各点风荷载,施加风荷载的方法,方法三：建立虚面加压力荷载 建立虚面 虚面：重量和刚度可以忽略不计， 仅起导荷的作用； 建立方法： 材料：弹性模量：1kN/m2 (C30: 3x107 kN/m2) 泊松比：0.1(C30: 0.2) 容重： 0.01k

5、N/m3 (C30: 25 kN/m3) 厚度：1mm 虚面上施加压力荷载,施加风荷载的方法,方法三：建立虚面加压力荷载 压力荷载的导荷通过节点 梁单元弯矩（My）比较 划分网格 不划分网格 Gen780 中可以对板单元自动划分网格，同时划分相邻梁单元； 主菜单：模型-网格-自动平面网格区域,施加风荷载的方法,里兹向量法 结构中建立虚面后，由于其刚度很小，因而在特征值分析时前几阶出现局部振型。且振型参与质量系数很难达到90%，此时可采用里兹向量法进行特征值分析。 里兹向量法的优点： 只计算初始荷载向量激振的振型形状； 自动移除不激励任何质量自由度的向量。 初始荷载向量的选取： 各静力荷载工况；

6、 地面加速度X，Y，Z,温度荷载施加方法,温度荷载 系统温度：整个结构温度变化； 单元温度：所选单元温度变化； 温度梯度：梁/板单元顶部和底部的温差； 梁截面温度：截面内部温度非均匀分布； 系统温度设定方法： 设定初始温度：模型-结构类型 定义荷载工况：升温和降温； 设定最终温度,最大升温：T=Tmax-T0，min 最大降温： T=Tmin-T0，max Tmax, Tmin: 最高及最低月平均气温； T0，max,T0，min: 结构最高及最低初始温度；应采用施工时可能出现的实际合拢温度。 混凝土：后浇带封闭时的月平均气温； 钢结构：合拢时的日平均温度。 可近似取为 T0，max=0.7T

7、min+0.3Tmax T0，min=0.3Tmin+0.7Tmax 系数： 组合值系数：0.6； 频遇值系数：0.5； 准永久值系数：0,建筑结构荷载规范GB50009 征求意见搞,地震荷载施加方法,地震荷载 水平地震作用 竖向地震作用（新抗规5.3.4条） 竖向地震影响系数：0.65 X 水平地震影响系数； 特征周期：均按第一组； 荷载组合：增加了竖向地震为主的组合,三、组阻尼比,阻尼比计算方法,振型阻尼比： 协同分析时，阻尼比可取为0.0250.035； 具体数值跟混凝土和钢结构部分的体量有关。 瑞利阻尼： 已知振型的周期T1和T2，阻尼比1和2； 计算质量因子和刚度因子； 计算其余各振型阻尼比； 应变能（抗规10.2.8条文说明）： 原理：不同材料的单元对于振型阻尼比的贡献与单元变形能有关，变形能越大，贡献越大；变形能越小，贡献越小。 实现方法：组阻尼比,组阻尼比,组阻尼比设定方法： 定义结构组 模型-组-定义结构组 分别定义混凝土结构组和钢结构组。 定义组阻尼比 模型-材料和截面特性-组阻尼比 对于不同的结构组分别定义不同的 阻尼比； 定义反应谱荷载工况