midas_gen鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析及設(shè)計(jì)

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1、例題鋼框架結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)MMMIIIDDDAAASSS///GGGeeennn1例題鋼框架結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)例題2.鋼框架結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)概要本例題通過(guò)某六層帶斜撐的鋼框架結(jié)構(gòu)來(lái)介紹MIDAS/Gen的優(yōu)化設(shè)計(jì)功能。MIDAS/Gen提供了強(qiáng)度優(yōu)化和位移優(yōu)化兩種優(yōu)化方法。強(qiáng)度優(yōu)化是指在滿足在相應(yīng)規(guī)范要求的強(qiáng)度下，求出最小構(gòu)件截面，即以結(jié)構(gòu)重量為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化功能。位移優(yōu)化是針對(duì)鋼框架結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)度優(yōu)化設(shè)計(jì)前提下，增加了以側(cè)向位移為約束條件的自動(dòng)設(shè)計(jì)功能。本文主要講述強(qiáng)度優(yōu)化設(shè)計(jì)功能。此例題的步驟如下:1.簡(jiǎn)要2.建立及分析模型3.設(shè)置設(shè)計(jì)條件4.鋼構(gòu)件

2、截面驗(yàn)算及設(shè)計(jì)5.鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)21.簡(jiǎn)要本例題介紹MIDAS/Gen的優(yōu)化設(shè)計(jì)功能。例題模型為帶斜撐的六層鋼框架結(jié)構(gòu)。(該例題數(shù)據(jù)僅供參考)基本數(shù)據(jù)如下：?軸網(wǎng)尺寸：見圖1?柱:HW200x204x12/12?主梁：HM244x175x7/11?次梁：HN200x100x5.5/8?支撐：HN125x60x6/8?鋼材：Q235?層高：一層4.5m二～六層3.0m?設(shè)防烈度：8o（0.20g）?場(chǎng)地：II類?設(shè)計(jì)地震分組：1組?地面粗糙度；A?基本風(fēng)壓：0.35KN/m2；22?荷載條件：1-5層樓面，恒荷載4.0KN/m，活荷載2.0KN/m；226層

3、屋面，恒荷載5.0KN/m，活荷載1.0KN/m；1-5層最外圈主梁上線荷載4.0KN/m；6層最外圈主梁上線荷載1.0KN/m；?分析計(jì)算考慮雙向風(fēng)荷載，用反應(yīng)譜分析法來(lái)計(jì)算雙向地震作用3例題鋼框架結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)圖1.分析模型圖2.結(jié)構(gòu)平面圖4圖3.①，③軸線立面圖圖4.①，④軸線立面圖圖5.○B(yǎng)，○C軸線立面圖圖6.○A，○D軸線立面圖5例題鋼框架結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)2.建立及分析模型建立模型并進(jìn)行分析運(yùn)算。1：主菜單選擇模型>材料和截面特性>材料：添加材料號(hào)：1；名稱：Q235；規(guī)范：GB03(S)；數(shù)據(jù)庫(kù)：Q235；材料類型：各向同性。2：主菜單

4、選擇模型>材料和截面特性>截面：添加：添加梁、柱截面尺寸。3：主菜單選擇模型>結(jié)構(gòu)建模助手>框架:利用建模助手建立梁框架輸入：添加x坐標(biāo)，距離2.5，重復(fù)6；添加y坐標(biāo)，距離4，重復(fù)3；編輯：Beta角90度，材料選擇Q235，截面選擇主梁截面，生成框架；插入：插入點(diǎn)，0，0，0；Alpha，-90。4：運(yùn)用選擇及拖放操作，將次梁截面賦予模型。5：主菜單選擇模型>單元>擴(kuò)展：建立框架柱擴(kuò)展類型：節(jié)點(diǎn)—>線單元；單元類型：梁?jiǎn)卧?；材料：Q235；截面：柱截面；輸入復(fù)制間距：dz=-4.5；選擇生成柱的節(jié)點(diǎn)，建立框架柱。6：主菜單選擇模型>單元>建立：建立支撐

5、單元類型：桁架單元；材料：Q235；截面：支撐截面。7：主菜單選擇建筑物數(shù)據(jù)>復(fù)制層數(shù)據(jù):復(fù)制次數(shù)：5；距離：3，添加；6在模型窗口中選擇要復(fù)制的單元。8：主菜單選擇建筑物數(shù)據(jù)>生成層數(shù)據(jù):點(diǎn)擊生成層數(shù)據(jù)。9：主菜單選擇模型>邊界條件>一般支承:定義邊界條件在模型窗口中選擇柱底嵌固點(diǎn)。10：主菜單選擇荷載>靜力荷載工況:建立荷載工況DL：恒荷載；LL：活荷載；WX：風(fēng)荷載；WY：風(fēng)荷載。11：主菜單選擇荷載>自重：添加自重荷載工況：DL；自重系數(shù)：Z=－1。12：主菜單選擇荷載>定義樓面荷載類型：定義樓面荷載名稱：樓面荷載：DL4.0，LL2.0，添加；屋

6、面荷載：DL5.0，LL1.0，添加。13：主菜單選擇荷載>分配樓面荷載：樓面荷載類型：樓面荷載；分配模式：雙向；荷載方向：整體坐標(biāo)系Z；復(fù)制樓面荷載：方向Z，距離4@3；在模型窗口指定加載區(qū)域節(jié)點(diǎn)。14：主菜單選擇荷載>連續(xù)梁?jiǎn)卧奢d：荷載工況：DL；選擇：添加；荷載類型：均布荷載；荷載作用單元：兩點(diǎn)間直線；向：整體坐標(biāo)系Z；數(shù)值：W=-4；復(fù)制荷載：方向Z，距離4@3。15：重復(fù)步驟13和14輸入屋面荷載及梁?jiǎn)卧奢d。16：主菜單選擇荷載>橫向荷載>風(fēng)荷載：添加X(jué)方向風(fēng)荷載荷載工況：WX；7例題鋼框架結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)風(fēng)荷載設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：GB50009-2

7、001；基本風(fēng)壓：3.5；阻尼比：0.02；其它數(shù)據(jù)使用默認(rèn)值；風(fēng)荷載方向系數(shù)：X軸方向系數(shù)1，Y軸方向系數(shù)0。17：重復(fù)步驟1，輸入Y向風(fēng)荷載WY，注意此時(shí)風(fēng)荷載方向系數(shù)X軸方向系數(shù)0，Y軸方向系數(shù)1。18：主菜單選擇荷載>反應(yīng)譜分析數(shù)據(jù)>反應(yīng)譜函數(shù)>：添加反應(yīng)譜函數(shù):設(shè)計(jì)反應(yīng)譜：GB50011-2001；設(shè)計(jì)地震分組：1；地震設(shè)防烈度：8o（0.20g）；場(chǎng)地類別：Ⅱ；地震影響：多遇地震；阻尼比：0.02。19：主菜單選擇荷載>反應(yīng)譜分析數(shù)據(jù)>反應(yīng)譜荷載工況：特征值分析控制>頻率數(shù)量（振型數(shù)）：6；振型組合方法：CQC；反應(yīng)譜荷載工況名稱：Rx(Ry)

8、；地震角度：0o(90o)。20：主菜單選擇模型>結(jié)構(gòu)類型：定義結(jié)