第06章 分析典尚設(shè)計

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1、  第六章 “分析”中的常見問題 6.1 為什么穩(wěn)定分析結(jié)果與理論分析結(jié)果相差很大？（是否考慮剪切對穩(wěn)定的影響） 具體問題 當采用I56b的工字鋼進行穩(wěn)定計算時，其計算出的結(jié)果與材料力學的結(jié)果差別較大。計算采用的模型為1米高的一端固接、一端受集中荷載的柱。集中荷載的大小為-10tonf。理論值為程序計算的1.78倍，為什么？壓桿穩(wěn)定計算公式： 相關(guān)命令 模型〉材料和截面特性〉截面... 問題解答 材料力學給處的壓桿穩(wěn)定理論公式是基于細長桿件而言的，對于截面形式為I56b型鋼來說，1m高的柱構(gòu)件顯然不能算是細長桿件，相反其截面高度和柱構(gòu)件長度相差不多

2、，屬于深梁結(jié)構(gòu)。因此該理論公式不適合于本模型。 圖6.1.1 柱構(gòu)件模型消隱效果 相關(guān)知識 另外對于深梁結(jié)構(gòu)，是否考慮剪切變形對結(jié)構(gòu)的計算結(jié)果影響很大，在MIDAS中默認對所有梁結(jié)構(gòu)考慮剪切變形，如果不想考慮剪切變形，可以在定義截面時不選擇“考慮剪切變形”如圖6.1.2所示，或者在定義數(shù)值型截面時，將剪切面積Asy和Asz輸入為0即可。 圖6.1.2 截面定義不考慮剪切變形 6.2 為什么定義幾何剛度初始荷載對結(jié)構(gòu)的屈曲分析結(jié)果沒有影響？ 具體問題 在進行拱橋穩(wěn)定分析時，考慮拱肋軸力對穩(wěn)定的影響，將拱肋成橋軸力輸入到幾何剛度初始荷載中，進行穩(wěn)定分析，發(fā)現(xiàn)幾何剛度初始荷載

3、對穩(wěn)定分析結(jié)果沒有影響，為什么？如果考慮初始內(nèi)力對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的影響？ 相關(guān)命令 荷載〉初始荷載〉大位移〉幾何剛度初始荷載... 荷載〉初始荷載〉小位移〉初始單元內(nèi)力... 問題解答 MIDAS中的穩(wěn)定分析屬于線性分析，不能與非線性分析同時執(zhí)行，因此如果考慮結(jié)構(gòu)的初始剛度，需要在初始單元內(nèi)力中輸入結(jié)構(gòu)的初始結(jié)構(gòu)內(nèi)力。幾何剛度初始荷載用于計算非線性時形成結(jié)構(gòu)的初始單元剛度，對線性分析沒有影響。 相關(guān)知識 MIDAS中的穩(wěn)定分析屬于線性分析，不能與非線性分析同時執(zhí)行，因此如果考慮結(jié)構(gòu)的初始剛度，需要在初始單元內(nèi)力中輸入結(jié)構(gòu)的初始結(jié)構(gòu)內(nèi)力。 相關(guān)問題 問題5.11。 6.3 為什么

4、不能同時執(zhí)行屈曲分析與移動荷載分析？ 具體問題 執(zhí)行分析時程序提示“錯誤：不能同時執(zhí)行屈曲分析和移動荷載分析”，為什么？ 相關(guān)命令 分析〉移動荷載分析控制選項... 問題解答 移動荷載分析屬于影響線分析，以此對不同的單元，不同的分析內(nèi)容其荷載形式也是不同的，因此會有多種荷載矩陣。而屈曲分析時的荷載矩陣應該是確定的，否則無法得到當前的屈曲系數(shù)。所以兩種分析不能同時執(zhí)行。 相關(guān)知識 將移動荷載按照一定原則轉(zhuǎn)換為靜力荷載，然后用轉(zhuǎn)換后的等效荷載與使用階段荷載進行屈曲分析。 6.4 為什么特征值分析時，提示“錯誤：沒有質(zhì)量數(shù)據(jù)”？ 具體問題 比如說一個兩端簡支的柔性吊桿，在沒有初

5、始張拉力的情況下，它的剛度很小，當施加初張力后，剛度明顯增大，如何考慮它剛度變化對結(jié)構(gòu)動力特性的影響。 相關(guān)命令 荷載〉初始荷載〉小位移〉初始單元內(nèi)力 問題解答 要考慮只受拉單元的初始剛度貢獻而對結(jié)構(gòu)進行特征值分析，在荷載〉初始荷載〉小位移〉初始單元內(nèi)力中輸入初始單元內(nèi)力，該功能只適用于線性分析或動力分析，其作用與幾何剛度初始荷載相同。 相關(guān)知識 采用該功能時，結(jié)構(gòu)剛度并不隨作用荷載的變化而變化。該功能是為了對于一個非線性結(jié)構(gòu)進行線性分析而設(shè)立的，比如對于懸索橋進行特征值分析或者移動荷載分析；再如在進行時程分析時，考慮自重等靜力荷載作用下的初始狀態(tài)時，需要將靜力荷載另行定義為一種時

6、變荷載，此時如果利用該功能，就可以使構(gòu)件在進行時程分析時已經(jīng)處于相應的初始狀態(tài)，而不需再將靜力荷載定義為時變荷載了。 6.5 如何在“特征值分析”時，考慮索單元初始剛度？ 具體問題 比如說一個兩端簡支的柔性吊桿，在沒有初始張拉力的情況下，它的剛度很小，當施加初張力后，剛度明顯增大，如何考慮它剛度變化對結(jié)構(gòu)動力特性的影響。 相關(guān)命令 荷載〉初始荷載〉小位移〉初始單元內(nèi)力 問題解答 要考慮只受拉單元的初始剛度貢獻而對結(jié)構(gòu)進行特征值分析，在荷載〉初始荷載〉小位移〉初始單元內(nèi)力中輸入初始單元內(nèi)力，該功能只適用于線性分析或動力分析，其作用與幾何剛度初始荷載相同。 相關(guān)知識 采用該功能時

7、，結(jié)構(gòu)剛度并不隨作用荷載的變化而變化。該功能是為了對于一個非線性結(jié)構(gòu)進行線性分析而設(shè)立的，比如對于懸索橋進行特征值分析或者移動荷載分析；再如在進行時程分析時，考慮自重等靜力荷載作用下的初始狀態(tài)時，需要將靜力荷載另行定義為一種時變荷載，此時如果利用該功能，就可以使構(gòu)件在進行時程分析時已經(jīng)處于相應的初始狀態(tài)，而不需再將靜力荷載定義為時變荷載了。 相關(guān)問題 問題5.6。 6.6 為什么“反應譜分析”時，提示“沒有質(zhì)量數(shù)據(jù)”？ 具體問題 在進行反應譜分析時，定義了反映譜函數(shù)進行分析，但計算時提示沒有質(zhì)量數(shù)據(jù)，為什么？ 相關(guān)命令 模型〉結(jié)構(gòu)類型（T）…〉將結(jié)構(gòu)的自重轉(zhuǎn)化為質(zhì)量 模型〉質(zhì)量

8、〉將荷載轉(zhuǎn)化為質(zhì)量 模型〉質(zhì)量〉節(jié)點質(zhì)量 問題解答 反映譜分析之前首先要進行特征值分析，需要質(zhì)量數(shù)據(jù)以生成質(zhì)量矩陣，在MIDAS/Civil中，有三種方法可以實現(xiàn)對質(zhì)量的定義，在模型〉結(jié)構(gòu)類型中可以按集中質(zhì)量法或一致質(zhì)量法將自重轉(zhuǎn)化為質(zhì)量；對于結(jié)構(gòu)以荷載形式考慮的附屬結(jié)構(gòu)，在分析中可以通過模型〉質(zhì)量〉將荷載轉(zhuǎn)化為質(zhì)量；對于節(jié)點質(zhì)量則可以通過模型〉質(zhì)量〉節(jié)點質(zhì)量定義。 相關(guān)知識 對自重和荷載轉(zhuǎn)化的質(zhì)量數(shù)據(jù)，可以通過查詢〉質(zhì)量統(tǒng)計表格來查看。 相關(guān)問題 問題5.5。 6.7 定義“移動荷載分析控制”時，影響線加載與所有點加載的區(qū)別？ 具體問題 在移動荷載分析控制選項中，一般程序

9、都按照影響線加載，MIDAS中還提供所有點加載方式，這兩種方式有什么區(qū)別？ 相關(guān)命令 分析〉移動荷載分析控制選項... 問題解答 MIDAS的移動荷載分析是按照影響線加載方法進行分析的，具體加載方式分為兩種，一是一般的影響線加載方法，一是所有點的影響線加載方法。分別適用于兩種移動荷載的分析，影響線加載法適用于車道荷載、汽車荷載分析，而所有點加載適用于列車荷載分析。 相關(guān)知識 相關(guān)問題 6.8 定義“移動荷載分析控制”時，“每個線單元上影響點數(shù)量”的含義？ 具體問題 如題！ 相關(guān)命令 分析〉移動荷載分析控制選項... 問題解答 “每個線單元上影響點數(shù)量”用于指定影響線分

10、析的精度，加載點數(shù)量越多，得到的加載位置越接近于實際，但加載位置點過多，會延長分析時間及占用更多的空間。 相關(guān)知識 程序默認每個單元的二分點為影響線的可能加載點，但對于梁單元長度比較長時，二分點加載比較粗糙，此時可以采取兩種措施，一是細分桿系單元，二是增加影響線分析點數(shù)量。但通常細分單元可能會對其他單元產(chǎn)生影響，對模型的整體性和正確性不易保證，因此通常需要增加影響線加載點來滿足要求。如圖6.8.1所示。 相關(guān)問題 6.9 如何對某個施工階段進行穩(wěn)定分析？ 具體問題 程序中的屈曲分析是不是針對的是成橋階段的穩(wěn)定分析？如何指定對某個施工階段進行穩(wěn)定分析？ 相關(guān)命令 文件〉另存當

11、前施工階段為... 分析〉施工階段分析控制選項... 分析〉屈曲分析控制... 問題解答 MIDAS中的屈曲分析的確是針對成橋階段的穩(wěn)定分析，如果想對某個施工階段進行穩(wěn)定分析，需要將此階段另存為一個模型文件，然后定義屈曲分析數(shù)據(jù)，進行穩(wěn)定分析。 相關(guān)知識 在MIDAS中提供了一種“另存當前施工階段為”功能，可以將任意一個施工階段，包括POSTCS階段另存為一個一般模型文件，所有的施工階段荷載荷載轉(zhuǎn)換為“用戶自定義荷載”。 6.10 如何對存在索單元的模型進行“移動荷載分析”？ 具體問題 有索單元的模型進行移動荷載分析時，程序會提示“[警告] 單元只受拉索單元不能做非線性分析，

12、于移動荷載分析中”。 相關(guān)命令 結(jié)果〉移動荷載追蹤器... 問題解答 因為索單元屬于非線性單元，而移動荷載分析屬于線性影響線分析，因此當模型中存在索單元時，程序會自動將索單元轉(zhuǎn)換為等效桁架單元進行線性分析并給出警告提示。 圖6.10.1 索單元進行移動荷載分析時警告信息 相關(guān)知識 如果要對索結(jié)構(gòu)進行移動荷載的非線性分析，可以先對索單元按等效桁架單元進行移動荷載分析，然后找到最不利荷載加載方式，并將此荷載轉(zhuǎn)化為等效靜力荷載，加載在索單元結(jié)構(gòu)上，刪除移動荷載分析控制數(shù)據(jù)，對等效移動荷載進行非線性分析即可。 將移動荷載轉(zhuǎn)換為等效靜力荷載可以使用移動荷載追蹤器功能，追蹤某個位置的荷

13、載最不利布置形式，然后將追蹤到的最不利荷載布置形式轉(zhuǎn)換為等效靜力荷載，并輸出荷載文件，再在程序的mtc命令窗口中導入等效移動荷載文件，運行即可將等效移動荷載文件轉(zhuǎn)換為靜力荷載工況。 如本模型以索塔水平位移為控制標準，因此可以追蹤索塔發(fā)生最大水平位移時的荷載布置形式，如圖6.10.2所示。 選擇輸出荷載文本文件 圖6.10.2 索塔發(fā)生最多水平位移時移動荷載布置 圖6.10.3 MTC命令窗口導入等效移動荷載 6.11 如何考慮普通鋼筋對收縮徐變的影響？ 具體問題 普通鋼筋對混凝土的收縮徐變是有影響的，程序默認考慮了普通鋼筋對收縮徐變的影響了嗎？ 相關(guān)命令 分析〉施工階

14、段分析控制選項... 問題解答 程序默認是不考慮普通鋼筋對混凝土收縮徐變的影響的，因此如果在模型中設(shè)置了截面鋼筋，且要求考慮鋼筋對收縮徐變的影響時，需要在“施工階段分析控制選項”中選擇在計算混凝土收縮徐變時“考慮鋼筋的約束效果”。如下圖所示。 圖5.11.1 設(shè)置普通鋼筋對收縮徐變的影響 相關(guān)知識 在施工階段分析控制選項中，可以指定在施工階段分析過程中涉及到的分析各種選項，可以在“最終施工階段”中指定分析到哪個施工階段，對剩余的施工階段跳過不予分析；在“考慮時間依存效果”里定義混凝土收縮徐變計算的參數(shù)；在“索初拉力”控制中指定索初拉力的加載類型等。 相關(guān)問題 問題5.10，5

15、.12，5.13 6.12 定義“施工階段分析控制”時，體內(nèi)力與體外力的區(qū)別？ 具體問題 “施工階段分析控制選項”中索初拉力類型選擇體內(nèi)力和體外力對結(jié)構(gòu)的分析會產(chǎn)生很大的影響，體內(nèi)力和體外力有什么區(qū)別？ 相關(guān)命令 分析〉施工階段分析控制數(shù)據(jù)... 問題解答 如果將索的初拉力視為內(nèi)力，因為索的內(nèi)力大小與索兩端連接構(gòu)件的剛度有關(guān)，所以由于變形，索的內(nèi)力將發(fā)生變化。 如果將索的初拉力視為外力，索的外力被視為作用在與索兩端連接的構(gòu)件上，因此索的初拉力大小不發(fā)生變化。 相關(guān)知識 在進行斜拉橋施工階段模擬分批調(diào)索時通常采用體外力方式。 6.13 為什么不能使用“施工階段非線性累加模型

16、分析”功能？ 具體問題 本模型模擬斜拉吊裝鋼管混凝土拱橋的施工階段模擬，因此要考慮對斜拉索的累加應力，但在施工階段分析控制中定義了非線性分析控制選項執(zhí)行分析，程序提示“非線性索單元、梁單元？ 相關(guān)命令 模型〉單元〉修改單元參數(shù)... 問題解答 因為模型中有非線性桁架單元，該單元類型是和索單元并列的兩種非線性桁架單元，但非線性桁架單元不能用于進行施工階段非線性累加模型分析，因此程序會提示錯誤信息。 選項非線性桁架單元，修改單元參數(shù)〉單元類型，將只受拉桁架單元修改為索單元即可。 圖5.13.1 只受拉桁架單元表格 圖5.13.2 修改單元類型 6.14 為什么定義了“懸

17、索橋分析控制”，執(zhí)行分析后不能進入后處理？ 具體問題 如題！ 相關(guān)命令 分析〉懸索橋分析控制選項... 問題解答 懸索橋分析是為了得到懸索結(jié)構(gòu)的初始平衡狀態(tài)而進行的前處理分析，進行完懸索橋分析后，再刪除“懸索橋分析控制選項”然后添加其他成橋荷載，進行成橋分析。 6.15 定義“懸索橋分析控制數(shù)據(jù)”時，更新節(jié)點組與垂點組區(qū)別？ 具體問題 在懸索橋分析控制選項中，要求指定“更新節(jié)點組”和“垂點組”，它們之間有什么區(qū)別呢？ 相關(guān)命令 分析〉懸索橋分析控制選項... 問題解答 “更新節(jié)點組”表示的是在懸索橋分析過程中節(jié)點位置可以進行更新的節(jié)點組，通常選擇主纜節(jié)點作為“更新節(jié)點

18、組”，但主纜的起點和終點所在的節(jié)點以及支點處的固定節(jié)點要除外；“垂點組”表示在懸索橋分析過程中節(jié)點位置保持不變的節(jié)點組，通常主纜跨中部位的垂點是設(shè)計者預先確定的，所以垂點組包含的就是這個垂點（對于單索面懸索橋垂點組包含1個節(jié)點，對于雙索面懸索橋包含2個節(jié)點組）。 雖然主纜的垂點不是更新節(jié)點，但也包含在“更新節(jié)點組”內(nèi)。 相關(guān)知識 “懸索橋分析”是為了得到更好的初始形狀所進行的分析。通常建立懸索橋模型可以使用“懸索橋建模助手”建立參考模型，然后對模型按照既定的意圖進行修改，尤其是對自錨式懸索橋，使用懸索橋建模助手建立的是地錨式懸索結(jié)構(gòu)，要得到自錨式懸索橋，還需改變結(jié)構(gòu)的邊界條件和單元連接情況，因此必須進行懸索橋分析。 相關(guān)問題 問題5.14。 6.16 能否指定分析所需內(nèi)存？ 具體問題 如題！ 相關(guān)命令 分析〉分析選項...〉分析所需內(nèi)存 問題解答 可以在分析選項中指定分析所用內(nèi)存。 相關(guān)知識 通常選擇按照程序自動獲取內(nèi)存量進行計算為宜，目前可以指定的最大內(nèi)存量為2048Mb。