midas-Gen-钢结构优化分析及设计.docx

例题3

钢框架结构分析及优化设计

例题.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midasGen的优化设计功能。midasGen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相应标准的强度要求条件下，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:

简介

建立模型并运行分析

设置设计条件

钢构件截面验算及设计

钢结构优化设计

1.简介

本例题介绍midasGen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)

根本数据如下：

轴网尺寸：见图2

柱:HW200x204x12/12

主梁：HM244x175x7/11

次梁：HN200x100x5.5/8

支撑：HN125x60x6/8

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

根本风压：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，用反响谱分析法来计算双向地震作用

图1分析模型

图2结构平面图

图3①，③轴线立面图图4①，④轴线立面图

图5eq\o\ac(○,B)，eq\o\ac(○,C)轴线立面图图6eq\o\ac(○,A)，eq\o\ac(○,D)轴线立面图

2.建立模型并运行分析

建立模型并进行分析运算。

主菜单项选择择特性材料材料特性值：添加

材料号：1；名称：Q235；标准：GB03(S)；

数据库：Q235；材料类型：各向同性。

主菜单项选择择特性截面截面特性值：

添加：添加梁、柱截面尺寸。

主菜单项选择择结构建模助手根本结构框架:利用建模助手建立框架梁

输入：添加x坐标，距离2.5，重复6；

添加z坐标，距离4，重复3；

编辑：Beta角90度，材料选择Q235，截面选择主梁截面，生成框架；

插入：插入点，0，0，0；Alpha，-90。

运用选择及拖放操作，将次梁截面赋予模型。

主菜单项选择择节点/单元单元扩展：建立框架柱

扩展类型：节点-线单元；

单元类型：梁单元；

材料：Q235；

截面：柱截面；

输入复制间距：dz=-4.5；

选择生成柱的节点，建立框架柱。

主菜单项选择择节点/单元单元建立单元：建立支撑

单元类型：桁架单元；

材料：Q235；

截面：支撑截面。

主菜单项选择择结构建筑控制数据复制层数据:

复制次数：5；

距离：3，添加；

在模型窗口中选择要复制的单元。

主菜单项选择择结构建筑控制数据定义层数据生成层数据:点击生成层数据。

主菜单项选择择边界边界一般支承:定义边界条件

在模型窗口中选择柱底边界节点，勾选D-ALL、R-ALL

10.主菜单项选择择荷载静力荷载建立荷载工况静力荷载工况:

DL：恒荷载；LL：活荷载；

WX：风荷载；WY：风荷载。

11.主菜单项选择择荷载静力荷载结构荷载/质量自重：添加自重

荷载工况：DL；自重系数：Z=-1。

12.主菜单项选择择荷载静力荷载初始荷载/其它分配楼面荷载

定义楼面荷载类型：定义楼面荷载

名称：楼面荷载：DL-4.0，LL-2.0，添加；

屋面荷载：DL-5.0，LL-1.0，添加。

13.主菜单项选择择荷载静力荷载初始荷载/其它分配楼面荷载

分配楼面荷载：

楼面荷载类型：楼面荷载；

分配模式：双向；

荷载方向：整体坐标系Z；

复制楼面荷载：方向Z，距离4@3；

在模型窗口指定加载区域节点。

14.主菜单项选择择荷载静力荷载梁荷载连续：

荷载工况：DL；选择：添加；

荷载类型：均布荷载；

荷载作用单元：两点间直线；

向：整体坐标系Z；

数值：W=-4；

复制荷载：方向Z，距离4@3。

15.重复步骤13和14输入屋面荷载及梁单元荷载。

16.主菜单项选择择荷载静力荷载横向荷载风荷载：添加X方向风荷载

荷载工况：WX；

风荷载设计标准：GB50009-2012；

地面粗糙度：A；根本风压：0.35；

地形修正系数：