midas桁架分析实例
midas教学-桁架
关于显示：
约束：所有约束概念上的介绍
荷载：荷载工况，自重，节点荷载，其他荷载概念上介绍
自重
节点荷载
放错工况了，可以这样修改！
讲解质量的相关设定：
（5）计算结果：
反力：
变形：
内力图
梁截面细部分析：
荷载组合：
（6）注意事项：转换为桁架
另外的方法：
出现警告了：
按下面的修改，正确了。
算例：简单的桁架计算，熟悉界面操作
基本数据
L=12高8
型钢
Fy=-2KN–1KN
步骤：
（1）菜单、工具条、工作空间，重点是工作空间
（2）工作开始的时候的初步设置
结构类,Dz,Ry
（3）材料与截面：各种截面的概念，spc在下个问题里讲160*58
（4）建立模型：
建立节点、单元
用midas做稳定分析步骤
用MIDAS来做稳定分析的处理方法（笔记整理）对一个网壳或空间桁架这样的整体结构而言，稳定会涉及三类问题：A.整个结构的稳定性B.构成结构的单个杆件的稳定性C.单个杆件里的局部稳定（如其中的板件的稳定）A整个结构的稳定性:1. 在数学处理上是求特征值问题的特征值屈曲，又叫平衡分叉失稳或者分支点失稳特征：结构达到某种荷载时，除结构原来的平衡状态存在外，还可能出现第二个平衡态2：极值点失稳特征：失稳时，变形迅速增大，而不会出现新的变形形式，即平衡状态不发生质变，结构失稳时相应的荷载称为极限荷载。
3：跳跃失稳，性质和极值点失稳类似，可以归入第二类。
B构成结构的单个杆件的稳定性通过设计的时候可以验算秆件的稳定性，尽管这里面存在一个计算长度的选取问题而显得不完善，但总是安全的。
C 单个杆件里的局部稳定（如其中的板件的稳定）在MIDAS里面，我想已不能在整体结构的范围内解决了，但是单个秆件的局部稳定可以利用板单元（对于实体现在还专业文档供参考，如有帮助请下载。
．没有办法做屈曲分析）来模拟单个构件，然后分析出整体稳定屈曲系数。
和A是同样的道理，这里充分体现了结构即构件，构件即结构的道理A整个结构的稳定性:分析方法：1：线性屈曲分析（对象：桁架，粱，板）在一定变形状态下的结构的静力平衡方程式可以写成下列形式：(1)：结构的弹性刚度矩阵：结构的几何刚度矩阵：结构的整体位移向量：结构的外力向量结构的几何刚度矩阵可通过将各个单元的几何刚度矩阵相加而得，各个单元的几何刚度矩阵由以下方法求得。
几何刚度矩阵表示结构在变形状态下的刚度变化，与施加的荷载有直接的关系。
任意构件受到压力时，刚度有减小的倾向；反之，受到拉力时，刚度有增大的倾向。
大家所熟知的欧拉公式，对于一个杆单元，当所受压力超过N=3.1415^2*E*I/L^2时，杆的弯曲刚度就消失了，同样的道理不仅适用单根压杆，也适用与整个框架体系通过特征值分析求得的解有特征值和特征向量，特征值就是临界荷载，特征向量是对应于临界荷载的屈曲模态。
龙门吊结构验算书(midas计算)
目录1.工程概况 (1)2.计算依据及材料取值 (1)2.1计算依据 (1)2.2材料取值 (2)3.计算荷载模型 (2)3.1计算荷载 (2)3.2荷载工况 (3)3.3.计算模型 (4)4.计算结果 (5)4.1应力计算结果 (5)4.2位移、支座反力及稳定计算结果 (12)4.3工况7整体抗倾覆计算 (13)5.结论和建议 (14)1.工程概况60t门吊主梁采用双主梁桁架结构，支腿采用钢管焊接，采用轨道行走式，轨道间距27m，主梁跨度27m，净高约13.5m，支腿行走轮距6.5m。
门吊主梁采用200型贝雷梁拼装，门吊支腿采用钢管结构，直立支腿采用φ325×10钢管，斜支腿立柱采用φ273×7钢管、平联及斜撑采用φ159×5钢管。
起吊设备采用1台60t起重小车，60t门吊的结构布置形式如图1所示。
图1 60t门吊结构图示2.计算依据及材料取值2.1计算依据（1）60t龙门起重机设计图（2）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）（3）《起重机设计规范》（GB3811-2008）2.2材料取值200型贝雷梁材质为Q345钢材，容许正应力按[]240MPa σ=取值，容许剪应力按[]140MPa σ=取值； Q235钢材，容许正应力按[]170MPa σ=取值，容许剪应力按[]100MPa σ=取值。
3.计算荷载模型 3.1计算荷载（1）自重荷载630c P kN =；（2）起升荷载Q P ：天车110Q P a kN =和吊重600Qb P kN =。
（3）电动葫芦走行制动力：按起升荷载的10%取值，60010%60TZ P kN =⨯=。
（4）门吊走行制动力：吊重走行制动()163071010%134MZ P kN =+⨯=；自重走行制动()263011010%74MZ P kN =+⨯=。
（5）风荷载w P ：工作状态时为6级风，基本风压取120Pa ，非工作状态时，基本风压取500Pa 。
midas桁架分析实例
2。
桁架分析概述通过下面的例题,比较内部1次超静定桁架和内、外部1次超静定桁架两种结构在制作误差产生的荷载和集中力作用时结构的效应。
内部1次超静制作误差5mm内、外部1次超静定制作误差5mm图 2.1 分析模型➢材料钢材类型 : Grade3➢截面数据：箱形截面 300×300×12 mm➢荷载1。
节点集中荷载： 50 tonf2。
制作误差 : 5 mm →预张力荷载（141。
75 tonf）P = Kδ = EA/L x δ = 2。
1 x 107 x 0。
0135 / 10 x 0。
005 = 141。
75tonf设定基本环境打开新文件以‘桁架分析。
mgb'为名存档。
设定长度单位为‘m’，力单位为‘tonf'。
文件/ 新文件文件/ 保存（桁架分析）工具 / 单位体系长度 > m；力> tonf↵图 2。
2 设定单位体系设定结构类型为 X—Z 平面.模型/ 结构类型结构类型〉X-Z 平面↵定义材料以及截面构成桁架结构的材料选择Grade3(中国标准），截面以用户定义的方式输入.模型 / 特性/ 材料设计类型〉钢材规范 > GB（S）；数据库 > Grade3↵模型 / 特性 / 截面数据库/用户截面号( 1 ) ; 形状〉箱形截面；名称（300x300x12 ) ; 用户（如图2。
4输入数据)↵图2.3 定义材料图 2。
4 定义截面建立节点和单元首先建立形成下弦构件的节点.正面捕捉点（关) 捕捉轴线（关）捕捉节点（开) 捕捉单元（开）自动对齐（开）模型 / 节点/ 建立节点坐标系 (x ， y， z ) （ 0， 0, 0 ）图 2.5 建立节点用扩展单元功能建立桁架下弦。
单元类型为桁架单元。
模型 / 单元 / 扩展单元全选扩展类型 > 节点 线单元单元属性〉单元类型〉桁架单元材料〉1: Grade3；截面〉1： 300x300x12； Beta 角( 0 ）一般类型〉复制和移动；复制和移动 > 等距离dx， dy， dz （ 6, 0， 0 ） ; 复制次数（ 3 )图 2.6 建立下弦X Z参考在线用户手册的“单元类型”的“框架单元”部分复制下弦建立桁架上弦。
MIDASCIVIL钢桁梁桥建模及分析
图XN.8 添加完截面后的对话框
3.3.3 建立主桁架
3.3.3.1 建立下弦杆
(1) 在图标菜单中选择视图控制→
在主窗口中显示节点号和单元号。
(2) 在屏幕右侧工具条点击打开自动对其功能。
(3) 选择主菜单
建议使用黑色背景。 (5) 在屏幕右侧工具条点击
正面显示主窗口。 3.3 建立模型 3.3.1 输入构件的材料数据
(1) 在主菜单中选择模型→材料和截面特性→材料或在图标菜单中选择特性→
按
钮调出图XN.6(a)所示对话框。
(2) 点击按钮调出材料数据对话框如图XN.6(b)所示。
(3) 在一般的材料号输入栏中确认“1”。
(4) 在设计类型选择栏确认“钢材”。
(5) 在钢材的规范栏选择“GB(S)”。
(6) 在数据库选择栏选择“16Mnq”。
(7) 点击按钮添加新材料后的材料数据对话框如图XN.6(c)所示。 (a)
(c)
(b) 图XN.6 添加材料
12
下平纵联斜杆 用户 T型截面*1
0.16 0.18 0.01 0.01
13
桥门架上下横撑和短斜撑 用户 双角钢截面*10.08 0.125 0.01 0.01 0.01
14
桥门架长斜撑 用户 双角钢截面*10.1 0.16 0.01 0.01 0.01
击所需镜像平面对应的文本框后在主窗口结
构中挪动鼠标文本框中的数值会随着鼠标处
节点坐标的变化而变化点击对称平面上任一
点的即可得到所需坐标值这样就省去了计算
坐标值的麻烦。 3.3.3.2 建立上弦杆
桥梁midas分解
单线铁路下承式栓焊支钢桁梁桥空间分析计算目录第一章计算资料 (1)第一节基本资料 (1)第二节计算内容 (1)第二章桁架梁桥空间模型 (2)第一节调整后的构件截面尺寸 (2)第二节空间模型 (3)第三章恒载和活载作用下竖向变形 (3)第一节恒载作用下的竖向变形 (4)第二节活载作用下的竖向变形 (4)第四章主力和各项附力单独作用下的受力 (5)第一节主力单独作用下的受力 (5)第二节横风荷载单独作用下的受力 (8)第三节制动力单独作用下的受力 (12)第五章主力和各项附力组合作用下的受力 (13)第一节主力和横向附力组合作用下的受力 (13)第二节主力和纵向附力组合作用下的受力 (17)第六章自振特性计算 (19)第一节一阶振型计算 (19)第二节二阶振型计算 (20)第三节三阶振型计算 (20)第四节四阶振型计算 (21)第五节五阶振型计算 (22)第七章总结 (22)第一章计算资料第一节基本资料1、设计规范：铁路桥涵设计基本规范（TB10002D1-2005），铁路桥梁钢结构设计规范（TB10002D2-2005）。
2、结构轮廓尺寸：计算跨度 L= 106.5m，钢梁分10个节间，节间长度 d=L/10=10.65 m，主桁高度 H=11d/8= 14.64 m，主桁中心距 B=5.75 m，纵梁中心距 b= 2.0m，纵联计算宽度 B0= 5.30 m，采用明桥面，双侧人行道。
3、材料：主桁杆件材料 Q345q，板厚≤40mm，高强度螺栓采用 40B，精致螺栓采用 BL3，支座铸件采用 ZG35Ⅱ,辊轴采用 35 号锻钢。
4、活载等级：中—活荷载。
5、恒载：结构自重根据实际计算，明桥面恒载、横向力、纵向力均按照《铁路桥涵设计基本规范（TB10002D1-2005）》6、连接：工厂采用焊接，工地采用高强度螺栓连接，人行道托架采用精致螺栓，栓径均为 22mm，孔径均为 23mm．高强度螺栓设计预拉力 P=200KN,抗滑移系数μ0=0.45。
会展中心超大跨度钢桁架吊装施工过程仿真计算分析
会展中心超大跨度钢桁架吊装施工过程仿真计算分析摘要：会展中心N1展馆屋面钢结构采用空间立体倒三角形钢桁架体系，跨度达到117米，屋盖钢结构造型成不规则曲线造型，利用通用有限元结构计算软件MIDAS对超大跨度桁架建立有限元计算模型，对整个屋盖钢结构施工过程进行仿真模拟计算，得到不同施工阶段屋盖桁架体系竖向挠度变形情况及施工完成后屋盖桁架体系应力情况，确保桁架安装的精确性以及整个吊装过程中的安全性和经济性，最终确保吊装完成后屋盖钢结构造型与设计造型拟合度最好，为同类大型场馆大跨度空间桁架结构体系施工提供参考。
关键词：钢桁架；吊装施工程；仿真计算随着钢结构技术的飞速发展，大跨度钢结构在我国应用越来越广泛，尤其是造型复杂、空间要求高的体育场馆、机场、剧院、展馆等公共建筑领域[1]。
为保证空间大跨度钢结构在施工过程中的精确性及不规则造型要求以及施工安全性要求，需要对结构体系进行吊装过程和整个施工过程的模拟仿真计算。
每榀桁架吊装及桁架之间联系杆填杆施工过程中可能会引起杆件的力学性能发生变化，包括各组成杆件的强度、刚度、稳定性等。
由于桁架跨度非常大，需要对每榀桁架的吊装进行跟踪仿真计算模拟，关注每个桁架在吊装过程中变形挠度的变化及安装完成后应力的最终状态，根据计算结果及时调整施工方法，找出最薄弱的施工环节并给予加强，确保结构体系的安全性和后续安装的准确性。
本文结合济南济阳新旧动能转换起步区会展中心N1展馆项目屋盖钢桁架的安装工程实例，采用结构计算软件MIDAS对整个屋盖钢结构桁架体系进行模拟计算分析，得到桁架安装过程屋盖钢桁架体系的竖向挠度变形情况及安装完成后应力分布情况，为同类大型场馆大跨度空间桁架结构体系施工提供参考。
一、工程概况N1展馆建筑结构共两层，结构体系为框架结构，屋盖结构采用空间立体倒三角形桁架体系，整体结构图见图1。
主桁架共11榀，最大跨度达到117米，桁架上下主弦杆高度为6米，桁架上弦宽度为4米，腹杆间距为7.5米，按受拉方向布置，桁架整体造型见图2。
midas钢结构优化分析及设计
midas钢结构优化分析及设计例题3 钢框架结构分析及优化设计M I D A S/G e n1例题钢框架结构分析及优化设计2 例题2. 钢框架结构分析及优化设计概要本例题通过某六层带斜撑的钢框架结构来介绍MIDAS/Gen的优化设计功能。
MIDAS/Gen提供了强度优化和位移优化两种优化⽅法。
强度优化是指在满⾜在相应规范要求的强度下，求出最⼩构件截⾯，即以结构重量为⽬标函数的优化功能。
位移优化是针对钢框架结构，在强度优化设计前提下，增加了以侧向位移为约束条件的⾃动设计功能。
本⽂主要讲述强度优化设计功能。
此例题的步骤如下:1.简要2.建⽴及分析模型3.设置设计条件4.钢构件截⾯验算及设计5.钢结构优化设计例题钢框架结构分析及优化设计1.简要本例题介绍MIDAS/Gen的优化设计功能。
例题模型为带斜撑的六层钢框架结构。
(该例题数据仅供参考)基本数据如下：轴⽹尺⼨：见图1柱: HW 200x204x12/12主梁：HM 244x175x7/11次梁：HN 200x100x5.5/8⽀撑：HN 125x60x6/8钢材： Q235层⾼：⼀层 4.5m⼆～六层 3.0m设防烈度：8o（0.20g）场地： II类设计地震分组：1组地⾯粗糙度；A基本风压：0.35KN/m2；荷载条件：1-5层楼⾯，恒荷载 4.0KN/m2，活荷载2.0KN/m2；6层屋⾯，恒荷载 5.0KN/m2，活荷载1.0KN/m2；1-5层最外圈主梁上线荷载4.0KN/m；6层最外圈主梁上线荷载1.0KN/m；分析计算考虑双向风荷载，⽤反应谱分析法来计算双向地震作⽤3例题钢框架结构分析及优化设计4图1. 分析模型图2. 结构平⾯图例题钢框架结构分析及优化设计5图3. ①，③轴线⽴⾯图图4. ①，④轴线⽴⾯图图5. ○B ，○C 轴线⽴⾯图图6. ○A ，○D 轴线⽴⾯图例题钢框架结构分析及优化设计6 2.建⽴及分析模型建⽴模型并进⾏分析运算。
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2. 桁架分析
概述
通过下面的例题，比较内部1次超静定桁架和内、外部1次超静定桁架两种结构在制作误
差产生的荷载和集中力作用时结构的效应。
内部1次超静
制作误差5mm
内、外部1次超静定
制作误差5mm
图分析模型
材料
钢材类型: Grade3
截面
数据: 箱形截面300×300×12 mm
荷载
1. 节点集中荷载: 50 tonf
2. 制作误差: 5 mm 预张力荷载tonf)
P = K = EA/L x = x 107 x / 10 x = tonf
设定基本环境
打开新文件以‘桁架分析.mgb’为名存档。
设定长度单位为‘m’, 力单位为‘tonf’。
文件/ 新文件
文件/ 保存( 桁架分析)
工具/ 单位体系
长度> m; 力> tonf
图设定单位体系
设定结构类型为X-Z 平面。
模型/ 结构类型
结构类型> X-Z 平面
定义材料以及截面
构成桁架结构的材料选择Grade3（中国标准），截面以用户定义的方式输入。
模型/ 特性/ 材料
设计类型> 钢材
规范> GB(S); 数据库> Grade3
模型/ 特性/ 截面
数据库/用户
截面号( 1 ); 形状> 箱形截面;
名称(300x300x12 ); 用户（如图输入数据）
图定义材料图定义截面
建立节点和单元
首先建立形成下弦构件的节点。
正面捕捉点(关) 捕捉轴线(关)
捕捉节点(开) 捕捉单元(开) 自动对齐(开)
模型/ 节点/ 建立节点
坐标系(x , y, z ) ( 0, 0, 0 )
图建立节点
用扩展单元功能建立桁架下弦。
单元类型为桁架单元。
模型/ 单元/ 扩展单元
全选
扩展类型> 节点线单元
单元属性> 单元类型> 桁架单元
材料>1: Grade3; 截面>1: 300x300x12; Beta 角( 0 )一般类型> 复制和移动; 复制和移动> 等距离
dx, dy, dz ( 6, 0, 0 ); 复制次数( 3 )
Z
X
图建立下弦
复制下弦建立桁架上弦。
模型/ 单元/ 复制和移动单元
单元号(开)
单选(单元: 2 )
形式> 复制; 移动和复制> 等距离
dx, dy, dz ( 0, 0, 8 ); 复制次数( 1 )
图建立上弦
输入倾斜杆和竖向杆件。
模型/ 单元/ 建立单元
单元号(关), 节点号(开)
单元类型>桁架单元
材料>1: Grade3; 截面>1: 300x300x12
交叉分割> 单元(关)
节点连接(1, 5) (5, 2) (2, 6) (5, 3) (6, 3) (6, 4)
图输入斜杆以及竖向杆件
输入边界条件
3维空间里节点有6个自由度(Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz)。
但结构类型为X-Z平面，所以只剩3
个自由度(Dx, Dz, Ry)。
铰支座约束自由度Dx, Dz, 滚动支座约束自由度Dz 。
模型
/ 边界条件/ 一般支承
单选( 节点: 1 )
选择> 添加; 支承条件类型> Dx, Dz (开) 单选( 节点: 4 ) ;支承条件类型> Dz (开)
图输入支撑条件
输入荷载
定义荷载工况
荷载/ 静力荷载工况
名称( 节点荷载) ; 类型> 用户定义的荷载（USER）
名称( 制作误差) ; 类型> 用户定义的荷载（USER）
图输入荷载工况
输入节点荷载
在节点2输入集中荷载50 tonf。
荷载/ 节点荷载s
单选( 节点: 2 )
荷载工况名称> 节点荷载; 选择> 添加
节点荷载> FZ ( -50 )
图输入节点荷载
输入制作误差
长度小了 5 mm 的构件在实际施工时会产生拉力。
为了把这个反映在模型当中,把制作误差换算为初拉力荷载输入到对应的杆件中。
P = K= EA/L x = x 107 x / 10) x = tonf
荷载/预应力荷载/初拉力荷载
单选(单元: 8 )
荷载工况名称> 制作误差
选择> 添加; 初拉力荷载( )
8
图输入初拉力荷载
复制单元
复制模型1来建立模型 2. 为了同时复制输入在模型1的节点荷载、初拉力荷载和边界条件，利用复制节点属性和复制单元属性功能来完成。
模型/ 单元/ 复制和移动单元
全选
形式> 复制; 复制和移动> 等距离
dx, dy, dz ( 0, 0, -14 ); 复制次数( 1 )
复制节点属性(开),复制单元属性(开)
图复制单元
更改边界条件
为了把模型2改为外部1次超静定的结构，定义为滑动铰支座的节点的支撑条件修改为限制X方向移动的铰接条件。
显示
边界条件>一般支承(开)
模型/边界条件/ 一般支承
单选( 节点:10 )
选择> 添加
支承条件类型> Dx (开)
图变更支座条件
运行结构分析
运行结构分析.
分析/ 运行分析
查看分析结果
反力
比较外部静定结构（模型1）和外部超静定（模型2）的外部节点荷载引起的反力。
可以看出模型2发生水平(X축)方向反力。
节点号(关)
显示
边界条件> 一般支承(关)
结果/ 反力/ 反力
荷载工况/荷载组合> ST:节点荷载; 反力> FXYZ
显示类型> 数值(开),图例(开)
数值
小数点以下位数( 3 ) ; 指数型(关) ; 适用于选择确认(开
模型1
模型2
图对节点荷载的反力
内部初拉力荷载在外部静定的模型1的情况不产生反力，但模型2的情况的X方向的位移自由度被约束而会产生水平方向的反力(FX)。
结果/ 反力/ 反力/弯矩
荷载工况/荷载组合> ST:制作误差; 反力> FXYZ
显示类型> 数值(开),图例(开)
模型1
模型2
图初拉力荷载下的反力
查看变形图
查看节点荷载的引起的变形图。
DXZ=2
2DZ
DX .
结果/位移/ 位移形状
消隐(开)
荷载工况/荷载组合> ST:节点荷载; 成分> DXZ
显示类型> 变形前(开), 数值(开),图例(开)
数值
小数点以下位数( 1 ) ; 指数型(开) ; 适用于选择确认时(开)
模型1
模型2
图节点荷载引起的变形图
查看内力
首先查看节点荷载产生的轴力（axial force）。
查看相同荷载作用下的模型1和模型2的内力之差。
结果/ 内力/ 桁架单元内力
荷载工况/荷载组合> ST:节点荷载; 选择内力> 受拉
显示类型> 变形(开), 数值(开),图例(开)
数值
小数点以下位数( 1 ) ; 指数型(关) ; 显示角度(关)
适用于选择确认时(关)
数值的输出位置> 最大值
图节点荷载产生的轴力
在初拉力荷载下模型1的支座处不产生反力, 所以连接在支座处的构件不产生轴力。
结果/ 内力/ 桁架单元内力
荷载工况/荷载组合> ST:制作误差
选择内力> 全部
显示类型> 变形(开), 数值(开), 图例(开)
数值的输出位置> 最大值
模型1
模型2
图初拉力荷载下的轴力
习题
1.比较下面结构物产生的压力以及拉力情况。
（材料和截面与例题相同）
2.求下面结构在节点荷载和制作误差作用下的各个构件的轴力。
（材料和截面与例题相
同）。