YJK在复杂结构设计中的应用T82

2013.11.12YJK在复杂结构设计中的应用工程简介工程特点软件选择结构分析及比较中震下YJK分析结果关键节点有限元分析现场施工情况

目录一、工程简介

哈尔滨万达文化旅游城位于哈尔滨市松北新区，该项目包括室内步行商业街、娱乐楼、超市、滑雪场、滑冰场、电影乐园等业态。总建筑面积33.7万平米，其中滑雪场是世界上最大的室内滑雪场，建筑面积8万平方米，长度接近500米。一、工程简介一、工程简介一、工程简介

西区中区东区158米151米173米一、工程简介二、工程特点跨度大多种材料混合—钢结构+混凝土结构异形结构—非常规楼层工程超限—性能化设计预应力设计二、工程特点跨度大滑雪场的跨度超过100米，最大跨度达150米。二、工程特点多种材料混合—钢结构+混凝土结构西区中区混凝土钢结构二、工工程特特点东区二、工工程特特点工程超超限—性能化化设计计东区西区二、工工程特特点预应力力设计计二、工工程特特点西区预应力力梁三、软软件选选择主软件件辅助软软件三、软软件选选择主软件件MIDAS—钢结构构部分分YJK—钢筋混混凝土土部分分ABAQUS、ANSYS—节点分分析辅助软软件SAP2000—钢结构构部分分PKPM——钢筋混混凝土土部分分四、结结构分分析及及比较较模型转转换计算结结果对对比预应力力设计计基础设设计四、结结构分分析及及比较较模型转转换本项目目初期期是用用MidasGen建模计计算，，施工工图时时，由由Midas转入YJK进行进进一步步的深深化设设计及及施工工图出出图。。本工程程利用用YJK开发的的MidasGen接口，，全面面地实实现计计算模模型与与计算算参数数的相相互转转换，，内容容涵盖盖：材材料、、截面面、工工况、、计算算单元元、荷荷载、、边界界条件件等。。导入设设置四、结结构分分析及及比较较YJK三维模模型四、结结构分分析及及比较较四、结结构分分析及及比较较MIDAS三维模模型四、结结构分分析及及比较较四、结结构分分析及及比较较MidasGen模型导导入YJK后的计计算结结果可可能与与MidasGen的结果果不一一致，，通常常是因因为两两个软软件在在计算算上的的一些些设置置差异异造成成的，，不一一致时时应作作如下下排查查：刚性楼楼板假假定设设置是是否一一致楼板自自重计计算方方式是是否一一致材料容容重是是否一一致是否有有弹性性支座座丢失失MidasGen中方向向向上上的荷荷载会会转换换成质质量，，而YJK中方向向向上上的荷荷载会会被自自动过过滤，，不会会转换换为结结构质质量。。MidasGen中定义义的梁梁端刚刚域，，对应应YJK中的梁梁端柱柱端刚刚域，，暂时时未能能转入入。MidasGen中定义义的墙墙刚度度系数数，对对应YJK中连连梁梁刚刚度度折折减减系系数数，，暂暂时时未未能能转转入入。。模型型转转换换注注意意事事项项四、、结结构构分分析析及及比比较较YJK与MidasGen的主主要要振振型型对对比比MIDAS振型型1计算算结结果果对对比比YJK振型型1振型型1~振型型6：四、、结结构构分分析析及及比比较较YJK振型型2MIDAS振型型2四、、结结构构分分析析及及比比较较YJK振型型3MIDAS振型型3四、、结结构构分分析析及及比比较较YJK振型型4MIDAS振型型4四、、结结构构分分析析及及比比较较YJK振型型5MIDAS振型型5四、、结结构构分分析析及及比比较较YJK振型型6MIDAS振型型6四、、结结构构分分析析及及比比较较周期MidasYJK误差12.232.397.2%22.092.236.6%31.952.002.6%41.691.774.7%51.691.68-1.0%61.511.595.2%西区区、、中中区区MidasGen与YJK周期期对对比比四、、结结构构分分析析及及比比较较东区区周期MidasYJK误差12.502.52-1.04%21.791.84-2.84%31.541.67-8.69%41.361.37-0.85%51.141.17-3.28%60.930.920.27%四、、结结构构分分析析及及比比较较MidasYJK误差总质量3199423344594.5%MidasGen与YJK总质质量量、、总总反反力力对对比比总质质量量四、、结结构构分分析析及及比比较较总反反力力节点编号MidasYJK误差D+LDLD+L100013044262124528666.2%10003485546475385184-6.3%100055572480560954142.9%10007547951536415794-5.4%100095321443557750116.2%10011610357848186601-7.5%四、、结结构构分分析析及及比比较较结论论：：MIDAS与YJK的计计算算结结果果高高度度一一致致。四、、结结构构分分析析及及比比较较西区区、、中中区区上上部部钢钢结结构构对对下下部部砼砼结结构构产产生生巨巨大大推推力力，，需需要要对对砼砼部部分分设设置置预预应应力力。。设计计要要点点：：设设计计中中应应进进行行预预应应力力施施工工模模拟拟考虑虑混混凝凝土土结结构构和和钢钢结结构构的的施施工工顺顺序序，，在在下下部部混混凝凝土土预预应应力力梁梁完完成成张张拉拉并并且且灌灌浆浆后后，，才才会会进进行行上上部部钢钢结结构构的的提提升升。。下下部部砼砼梁梁、、柱柱配配筋筋需需要要两个模型型计算后后取包络。。四、结构构分析及及比较预应力设设计四、结构构分析及及比较施加预应应力后钢钢结构提提升前的的模型，，此模型型不包括括钢结构构层四、结构构分析及及比较施加预应应力后钢钢结构提提升后的的模型，，此模型型包括钢钢结构层层KZZ-B8(框支)Shear-XShear-YAxialMx-BtmMy-BtmMx-TopMy-Top(DL)(1)51.7187.3-2937.1-877.61994.646.11739.4(DL)(2)-45.0205.8-8655.1-977.11027.937.71249.8KZ-B104Shear-XShear-YAxialMx-BtmMy-BtmMx-TopMy-Top(DL)(1)642.2-203.8-1100.0583.63343.5-37.81385.4(DL)(2)411.2-173.4-6556.1498.31468.2-30.4214.5四、结构构分析及及比较其中的两两根柱子子，内力力结果比比较表西、中区区桩基计计算结果果及桩基基布置图图四、结构构分析及及比较基础设计计模型导入入YJK后，直接接计算桩桩基础，，计算结结果如下下：桩基布置置图：四、结构构分析及及比较四、结构构分析及及比较东区巨柱柱基础桩桩反力、、筏板基基础配筋筋图基础桩反反力四、结构构分析及及比较筏板配筋筋结果基础配筋筋图四、结构构分析及及比较五、中震震下YJK分析结果果东区中震震弹性计计算结果果五、中震震下YJK分析结果果西、中区区小震、、中震、、预应力力、地下下计算结结果说明：所所有1800x1800的框柱（（框支柱柱）均按按小震工工况、中中震工况况、预应应力工况况包络设设计五、中震震下YJK分析结果果五、中震震下YJK分析结果果五、中震震下YJK分析结果果五、中震震下YJK分析结果果五、中震震下YJK分析结果果五、中震震下YJK分析结果果五、中震震下YJK分析结果果六、关键键节点有有限元分分析典型节点点1东区楼面面主桁架架上弦节节点典型节点点2东区楼面面主桁架架下弦节节点典型节点点3西区屋面面主桁架架上弦节节点典型节点点4西区中部部钢管柱柱与屋面面桁架下下弦节点点典型节点点5西区门式式钢架上上弦节点点典型节点点6西区门式式钢架下下弦转角角处节点点典型节点点1六、关键键节点有有限元分分析东区楼面面主桁架架上弦节节点六、关键键节点有有限元分分析非抗震工工况：控制荷载载工况：：1.35恒+0.98活最大应力力：节点1应力最大大值159MPa。(节点1周围杆件件应力比比如下图图）应力最大大值点位位置：次桁架斜斜腹杆与与主桁架架竖腹杆连接接处，其其余位置置的应力力水平均均低于116MPa。由上图可可知，节节点1周围杆件件应力比比较其他他杆件应应力比大大的多。。六、关键键节点有有限元分分析地震工况况：大震荷载载工况：：1.2恒+0.6活荷载+0.5竖向地震震+1.3水平地震震最大应力力：在杆件的的角部产产生应力力集中，，最大为为189MPa，节点区区域内部部应力最最大值137MPa。地震工况况不起控控制作用用六、关关键节节点有有限元元分析析典型节节点2东区楼楼面主主桁架架下弦弦节点点六、关关键节节点有有限元元分析析六、关关键节节点有有限元元分析析非地震震工况况：控制荷荷载工工况：：1.35恒+0.98活节点1应力最最大值值239MPa。应力最最大值值点位位于次次桁架架斜腹腹杆与与主桁桁架竖竖腹杆杆连接接处，，其余位位置的的应力力水平平均低低于173MPa。六、关关键节节点有有限元元分析析六、关关键节节点有有限元元分析析地震工工况：：大震控控制工工况：：1.2恒+0.6活荷载载+0.5竖向地地震+1.3水平地地震节点1应力最最大值值276MPa,应力最最大值值位置置与非非地震震工况况相同同，大大小与与非地地震工工况也也相当当。大震不不起控控制作作用。。其余位位置的的应力力水平平均低低于201MPa。六、关关键节节点有有限元元分析析六、关关键节节点有有限元元分析析典型节节点3西区屋屋面主主桁架架上弦弦节点点六、关关键节节点有有限元元分析析非地震震工况况：1.35恒+0.98活荷载载最大值值：节节点应应力最最大值值312MPa。（超限限）位置：：出出现在在H型钢腹腹板处处及圆圆钢管管与H型钢翼翼缘板板相交交处。。六、关关键节节点有有限元元分析析三种方方式对对节点点3进行加加强：：第一种种方式式增增加水水平加加劲第二种种方式式增增加竖竖向加加劲以上两两种方方式，，最大大应力力并没没有变变化，，即并并没有有改善善节点点的受受力状状态！！六、关关键节节点有有限元元分析析第三种种方式式增增加加局部部封板板成箱箱型H型钢腹腹板处处及圆圆钢管管与H型钢翼翼缘板板相交交处的的应力力由312MPa降到219MPa。六、关关键节节点有有限元元分析析地震工工况：：大震控控制工工况：：1.2恒+0.6活荷载载+0.5竖向地地震+1.3水平地地震节点2应力最最大值值215MPa,应力最最大值值位置置与非非地震震工况况相同同，小于非非地震震组合合工况况下的的最大大应力力（219MPa）大震不不起控控制作作用。。六、关关键节节点有有限元元分析析局部封封板成成箱型型抗震震工况况应力力云图图六、关关键节节点有有限元元分析析西区中中间钢钢管柱柱与