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相应规范的强度要求条件下，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2 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 图1 分析模型 图2 结构平面图 图3 ①，③轴线立面图 图4 ①，④轴线立面图 图5 eq \o\ac(○,B)， eq \o\ac(○,C)轴线立面图 图6 eq \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。 主菜单选择 特性材料材料特性值： 添加 材料号：1； 名称：Q235； 规范：GB03(S) ； 数据库：Q235； 材料类型：各向同性。 主菜单选择 特性截面截面特性值： 添加：添加梁、柱截面尺寸。 主菜单选择 结构建模助手基本结构框架: 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。 主菜单选择 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。 主菜单选择 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。 主菜单选择 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。 主菜单选择 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。 主菜单选择 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. 主菜单选择 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. 主菜单选择 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. 主菜单选择 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. 主菜单选择 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. 主菜单选择 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. 主菜单选择 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；基本风压：0.35； 地形修正系数：1；阻尼比：0.02； 结构振型系数：查表法 其它数据使