直接分析法實現詳細說明

00

主要步驟

  1. 激活相關模塊及規范

  2. 對基本組合進行穩定分析

  3. 查看最小臨界荷載系數

  4. 添加缺陷

  5. 荷載組合按照非線性計算

  6. 進入GB50017-2017鋼結構驗算模塊

  7. 指定有效長度,用于長細比驗算

  8. 構件驗算方法指定為直接分析法

  9. 查看驗算結果


01

激活相關模塊及規范

命令路徑:文件>基本數據>模塊;

激活三個模塊:1-結構穩定性;2-組合向導及分類;3-鋼結構設計;

直接分析法實現詳細說明的圖1


模塊1:對每個荷載組合進行屈曲分析,獲得臨界荷載系數。

模塊2:按照規范自動生成荷載組合。

模塊3:按照規范執行構件驗算。

直接分析法實現詳細說明的圖2

按照新可靠度規范和抗規生成荷載組合。

按照《鋼結構設計標準》GB50017-2017驗算構件。


02

對基本組合進行穩定分析

命令:荷載工況和組合>設計狀況>組合助手

直接分析法實現詳細說明的圖3

新建一個組合助手設置,該設計狀況(承載能力極限狀態)生成的所有荷載組合都會采用組合助手里的分析設置。

直接分析法實現詳細說明的圖4

靜力分析設為一階分析,穩定分析勾選上。該組合助手會對每個荷載組合生成兩個分析,一個靜力分析一個穩定分析。由于當前的目的是為了獲得結構的最低階臨界荷載系數,所以只需要穩定分析的結果,靜力分析的結果暫不用來構件驗算,故靜力分析選最快的一階法。


03

查看最小臨界荷載系數

直接分析法實現詳細說明的圖5

計算完后,表格切換到: 靜力分析>概況>DS1:ULS Fundamental。即可查看基本組合下的包絡變形和最小臨界荷載系數 8.708,對應的荷載組合為CO3。


直接分析法實現詳細說明的圖6

工況切換到CO3,結果類型選擇穩定性分析,即可查看CO3下的各個屈曲模態及對應臨界系數。該組合第1階模態臨界荷載系數8.708,為門剛柱弱軸屈曲。二階效應系數為1/8.708>0.1,需要考慮二階效應,


直接分析法實現詳細說明的圖7

第3階模態臨界荷載系數14.864,為門剛平面內整體屈曲。二階效應系數為1/14.864<0.1。可以不用考慮二階效應。


綜合來看,該結構的穩定性由門剛柱面外屈曲控制,二階效應系數大于0.1,需要考慮二階效應,應該采用二階P-Δ分析法或者直接分析法。


這里我們采用直接分析法。需要:

  1. 輸入構件的整體側移缺陷局部彎曲缺陷。

  2. 設計內力不能用一階線性分析的內力,而應該用非線性分析得到的荷載組合的內力。



04

添加缺陷

  1. 導航器>缺陷>缺陷工況>新建缺陷工況Impx,Impy

  2. Impx>桿件缺陷>新建桿件缺陷

直接分析法實現詳細說明的圖8

缺陷添加步驟。

直接分析法實現詳細說明的圖9

缺陷工況類型定義。此處的局部缺陷指的是結構整體中局部的桿件,是桿件缺陷的含義(包含側移和局部彎曲,見右側示意圖)。


直接分析法實現詳細說明的圖10

建立缺陷工況時,缺陷與相應方向水平力綁定。可大幅減少荷載組合數量。


直接分析法實現詳細說明的圖11

對桿件添加側移缺陷。


直接分析法實現詳細說明的圖12

對桿件添加局部彎曲缺陷。

直接分析法實現詳細說明的圖13
直接分析法實現詳細說明的圖14

缺陷添加結果顯示。


如果是層結構,則缺陷工況選擇“結構整體初始缺陷表格”,可以參數化對每一層添加整體側移缺陷,不用再選擇構件添加構件的側移缺陷。

直接分析法實現詳細說明的圖15
直接分析法實現詳細說明的圖16


如果是空間結構,則缺陷工況選擇“屈曲模態”,可選擇某個荷載組合的屈曲分析結果作為缺陷。

直接分析法實現詳細說明的圖17
直接分析法實現詳細說明的圖18



05

荷載組合按照非線性計算

修改設計狀況的組合助手,由前面的一階改為二階。如此生成的荷載組合都是用二階分析法計算的。

直接分析法實現詳細說明的圖19
直接分析法實現詳細說明的圖20


06

進入GB50017-2017鋼結構驗算模塊

直接分析法實現詳細說明的圖21

表格>鋼結構設計。點擊“打開全局附加設置對話框”。


直接分析法實現詳細說明的圖22

全局設置:1.僅驗算承載力;2.分析方法設為混合法:當荷載組合數量小于20時,會用所有組合內力進行驗算(即列舉法,比較慢,工況少時影響不大),如果大于20,會用最大/小內力所在組合進行驗算(即包絡法,比較快,工況多時,能大幅度減少驗算時間)。3.根據需要修改長細比限值。4.儲存結果,選擇“按對象”,這樣一個構件就顯示最大的應力比;如果選“按地點“,則一個桿件上的應力比會變化,可以看到驗算結果最大值發生的位置在哪;如果選”按應力點“,除了可以看到應力比隨著桿件位置的變化,還能看到截面上應力的變化。



07

指定有效長度,進行長細比驗算

雖然采用直接分析法,不需要有效長度來驗算穩定性。但是為了得到正確的長細比,我們需要對構件進行計算長度指定。

直接分析法實現詳細說明的圖23

導航器>鋼結構參數設置>有效長度>新建有效長度

直接分析法實現詳細說明的圖24

只需要選擇繞強軸和繞弱軸,不需要勾選扭轉屈曲和彎扭屈曲,只有當采用一階法和二階P-Δ法需要驗算扭轉屈曲和彎扭屈曲時才需要勾選。


直接分析法實現詳細說明的圖25

系桿有效長度指定。


直接分析法實現詳細說明的圖26

梁和柱有效長度指定。弱軸均按照系桿支承間距計算。



08

指定構件穩定驗算方法為“直接分析法”

直接分析法實現詳細說明的圖27

導航器>鋼結構設計>承載能力極限狀態配置>新建


直接分析法實現詳細說明的圖28

穩定驗算方法改為直接分析法,分配給所有構件。(或者柱按直接分析法,梁和系桿按照一階彈性等效桿件法)


09

顯示驗算結果


直接分析法實現詳細說明的圖29

圖形化顯示所有構件最大應力比。


直接分析法實現詳細說明的圖30

點擊構件,表格顯示構件所有驗算結果,雙擊某項即可查看該結果計算詳細過程,如下圖。


直接分析法實現詳細說明的圖31

點擊計算過程中的任一參數,即可右側跳到對應區域顯示計算公式。


直接分析法實現詳細說明的圖32

長細比驗算結果表格。


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直接分析法實現詳細說明的圖33


直接分析法實現詳細說明的圖34

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