主梁
關注創建者：種花家的兔 創建時間：2021-04-12
主梁的視頻教程
子模型非線性分析-橋機主梁工程案例（hm-abaqus聯合）
本案例是某電廠橋機主梁實際分析案例，先采用殼單元對整體模型進行分析仿真，然后使用子模型建立實體模型并考慮螺栓，螺母等實體及螺栓預緊力等，對主梁受載較大部位進行精細模型分析，對該部位結果進行進一步的求解計算。 在該案例中對該橋機主梁的約束按照實際模型進行了處理，講解了工程實際中約束的處理方式及注意事項。同時對子模型中添加螺栓及相關預應力等非線性接觸進行了演示。
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SAP2000第四節 混凝土框架分析
截面： 柱為700x700，主梁300x600，次梁250x500，樓板120 樓屋面荷載： 標準層：恒載5Kn/m2，活載2 Kn/m2 屋面層：恒載7Kn/m2，活載0.5 Kn/m2（不上人） 主梁上線荷載為15 Kn/m 分析要點： 第一、采用sap/etabs/midas建模，本次以軟件直接建模，可以由其他軟件導入； 第二、針對軟件特點，采用兩種不同面荷載導荷方式（均勻殼及導荷到框架功能
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獨塔單索面預應力斜拉橋爆破拆除倒塌數值模擬
借助動力學有限元程序LS-DYNA模擬斜拉橋整體模型的失穩倒塌運動過程，重點分析了主塔、主梁、斜拉索三種基本構件的動力響應特征。附件包含：有限元建模APDL文件和計算K文件。
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主梁的實例教程
1 雙梁箱形偏軌主梁的結構設計
雙梁箱形偏軌主梁的斷面圖如圖1所示，其結構設計的主要工作是進行鋼結構尺寸設計并驗算尺寸的合理性，在滿足設計要求的條件下，盡可能地減少主梁重量以節約制造成本。
圖1 雙梁橋式起重機箱形偏軌主梁斷面圖
1.1 雙梁箱形偏軌主梁建模
首先根據10T-22.5 m型雙梁箱形偏軌主梁的尺寸建立偏軌主梁的初始模型。在Creo軟件中繪制雙梁箱形偏軌主梁模型，模型主要包括上蓋板、下底板、兩塊腹板以及方形鋼軌道。上蓋板和方形鋼軌道可通過RIGHT面建立斷面圖，然后向兩側拉伸，與端梁連接的部分可任選一端進行繪制，然后以RIGHT面為鏡像平面進行鏡像。繪成的雙梁箱形偏軌主梁模型如圖2所示。
圖2 雙梁箱形偏軌主梁模型示意圖
1.2 有限元前處理
文中在Creo軟件中對雙梁箱形偏軌主梁模型進行網格劃分和施加約束載荷等前處理操作，最后生成有限元模型再導入ANSYS軟件中進行有限元分析。此方法汲取了Creo軟件和ANSYS軟件各自的優點，為雙梁箱形偏軌主梁CAE系統的開發建立了基礎。
1.3 雙梁箱形偏軌主梁CAE系統的搭建
建立好初始模型，以可視化的VB平臺為基礎，搭建雙梁橋式起重機箱形偏軌主梁CAE系統，實現三維模型設計和有限元處理的自動化。搭建系統所需要的關鍵技術就是利用VB對Creo軟件和ANSYS軟件進行一定程度的二次開發。通過二次開發，設計人員只需輸入設計尺寸，系統在后臺完成雙梁箱形偏軌主梁的模型設計，然后調用ANSYS軟件進行有限元求解，從而實現雙梁橋式起重機箱形偏軌主梁的快速設計開發。
2 基于VB的Creo二次開發
2.1 AGW的連接
Creo的二次開發方式有很多，其中以AGW軟件為橋梁，利用VB對Creo進行二次開發是相對方便快捷的。
展開 故選用 C 工況對中部平臺的主梁進行有限元分析和結構優化。
2.3約束和載荷的施加
回轉平臺支承于回轉支承之上，通過螺栓與回轉 滾盤相連。 考慮到平臺與滾盤連接處剛度較大，用剛性固定支承作為邊界條件，對支承襯板的連接面采用 固定約束。 對典型工況施加所有載荷和邊界條件。
2.4主梁結構分析
經過計算得到主梁應力云圖。 在工作過程中，主梁主要承受尾部的配重及與大臂相聯接處的鉸鏈載荷。在這兩種載荷的作用下，主梁易產生扭矩，引起回轉平臺扭曲，故左右兩梁的中間聯接板不在輕量化設計范圍內。 主梁的兩個側梁內部受力較小，不存在應力集中，且安全系數都在 10 以上，故對左右梁內部進行優化處理和輕量化設計。
3主梁優化設計
根據有限元分析結果，確定左右梁為設計空間，4 個鉸鏈孔定義為非設計空間。定義拓撲優化目標為最大頻率下的最大剛性要求，材料使用量為 5％，原鋼 板厚度（30 mm）不變，對設計空間進行優化，如圖 5所示。
圖 5 拓撲優化結果
通過優化后結果可以看出，左右梁內部材料被大量去除，這與設定的優化設計空間相符。在此優化結果的基礎上，使用 Pro/ E 對主梁進行二次設計，優化后的結構如圖 6 所示。
圖 6 優化設計后的模型
將優化設計后的模型導入 ANSYS 中進行有限元分析（見圖 7），最大應力出現在主鉸鏈處，為 37．953MPa，可以滿足工作要求。左右梁未出現應力集中等情況，且各應力值較小。
展開 起重機主梁的受力狀況相對來說較為簡單，縱觀整個起重機，貨物由行駛在主梁上的小車吊起，小車再通過車輪將所受到的力傳遞到主梁上，與此同時， 主梁還有受到其自身產生的重力作用，兩者共同組成了起重機主梁的外界載荷。除此之外，還要考慮到由于小車啟動或者急停時帶來的沖擊，因此還要求主梁有一定的強度和剛度。
對起重機主梁的靜力分析固定載荷取極限工況，施加載荷處位于起重機主梁的中間位置，在受載位置附近創建rb2單元并施加集中載荷。約束梁兩端的安裝連接處。材料為Q235鋼。
對模型抽中面后進行加載，原模型極限工況結果如圖1所示：
圖1 原模型極限工況
由原模型分析結果可知最大應力70.6MPa，最大位移4.8mm，一階模態頻率7.2HZ。剛強度結果遠低于Q235材料的極限范圍，有較大優化空間。
由于主梁側板的應力值較小，考慮進行一些挖孔減重處理。采用拓撲優化以側面區域為設計空間，綜合考慮左、中、右側三個極限工況，以volumefrac為約束，最小化weighted comp為的目標。對優化結果提取并幾何重構后得到如圖2所示的模型：
圖2 拓撲優化幾何重構
為了更好地減重要求在剛強度不超過原模型的情況下采用尺寸優化尋求在設計允許范圍內的料厚最優分布，為了提高可制造性厚度離散化增量為0.1mm。在實際生產中，由于小車的激勵作用，起重機主梁通常的受載頻率取值范圍會在 2~5HZ，故要求優化后固有頻率不小于原模型的8HZ。尺寸優化后結果如圖3。
展開 圖2 起重機主梁與臺車假體之間通過虛擬銷軸連接
在軌道跨中位置，根據起重機小車的車輪位置，建立8個Spot區域，方便后續施加載荷。
圖3 起重機主梁的8個Spot區域
4. 載荷工況
整個主梁的4個臺車處采用簡支約束；每個Spot區域加載-Z向100t的作用力；考慮自重。
圖4 載荷工況示意圖
5. 分析參數設置
在SimSolid軟件的Project solution settings中的3個參數：Max number of adaptive solution；Adapt to features；Adapt to thin solids。
本文所分析的起重機主梁由許多板件焊接而成，并且有圓角、門洞等應力集中的區域，故這3個分析參數對該主梁的分析結果均會有影響。
展開 造價方面，獨柱塔少了一個塔肢，用鋼量最少，雖然增加了兩幅主梁間橫梁用鋼量，但鋼塔的綜合單價比鋼箱梁高，獨柱塔造價最低。因此本橋雖為雙塔斜拉橋，但每個索塔采用獨柱結構的鋼塔。
采用獨柱鋼塔，主梁如仍舊是整體斷面，橋面須在索塔處開孔使塔柱穿過，橋面部分有較大的浪費。由于本橋設置有人非系統，雙向六車道一級公路標準斷面寬度33.0m，主橋兩側另設4.0m的人非寬度，不含錨索區及風嘴，橋面寬度已達41m。采用獨柱塔，塔柱在主梁處的截面尺寸約8～10m寬，兩幅主梁將拉開或開孔10m左右，橋面總寬將達到55m左右（含錨索區和風嘴），主梁宜采用分離式鋼箱梁。本橋采用左右兩幅分離式鋼箱梁斷面，兩幅梁之間用箱形鋼橫梁連接，可以減輕主梁自重，減少鋼材用量。另外，拉索從獨柱鋼塔上拉到主梁兩側機動車道外側，形成空間雙索面，人非系統懸挑于拉索之外，行人與非機動車視野開闊，整個斜拉橋的塔、梁、索、橫梁骨架清晰，立體感分明，有較強的美感。獨柱鋼塔見圖3。
圖3 索塔構造圖（單位：cm）
獨柱鋼塔由于橋面以上塔柱截面尺寸較小，而且鋼結構阻尼比小，易產生風振問題。對于矩形塔柱這種細長的鈍體斷面，可能發生的風振是馳振、渦振及抖振。通過數值風洞試驗和模型試驗，證明本橋獨柱塔無馳振這一發散的危險性振動，但在特定風速下，在橋塔自立狀態（即塔柱施工完掛斜拉索之前），可能產生較大振幅的渦激共振。進一步的風洞試驗研究表明，通過提高獨柱鋼塔的阻尼比，可以有效地減小渦振振幅。我國公路橋梁抗風設計規范中，鋼結構的阻尼比為0.5%，但實測的國內泰州大橋鋼中塔及日本的許多鋼塔，阻尼比均小于0.5%。日本規范建議對不同的振動頻率，采用不同的阻尼比。
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主梁的最新內容
主梁和塔柱等承重結構采用 BEAM188 單元；吊索采用 LINK180 單元，承受軸向拉力，能有效提高計算穩定性。模型引入了幾何非線性求解設置，確保在大跨和大變形條件下結果的合理性和物理一致性。
整個模型結構清晰，單元劃分合理，節點耦合關系明確。
1.3.
主梁采用連續梁結構，索塔為鋼筋混凝土門式塔，斜拉索以空間對稱布置方式連接主梁與塔柱。此類結構兼具受力復雜性與計算規模適中，適合作為有限元軟件對比驗證的典型算例。
1.4. 建模過程
在iSolver中，建模過程大致如下：
定義單元類型：主梁、索塔均采用梁單元；斜拉索采用桁架單元，以模擬僅受拉特性。
模型簡介
圖1-1 Ansys斜拉橋全橋模型
圖1-2 恒載位移情況（mm）
圖1-3 索力提取（N）
本案例提供了一套基于ANSYS APDL的斜拉橋全參數化建模與仿真分析解決方案，涵蓋主梁、索塔及斜拉索的模擬，適用于橋梁工程領域的結構分析、
圖 1三維框架有限元模型
表1各構件截面尺寸
構件名稱截面尺寸（mm × mm）X 向主梁
250 × 500
Y 向主梁
250 × 600
1-2 層柱
600 × 600
下承式拱橋ansys全橋模型案例11個月前
模型采用梁單元與桿單元組合建模，其中拱肋、橫梁及主梁均采用 BEAM188 單元模擬，吊桿采用 LINK180 單元模擬，完整還原了下承式拱橋的典型結構特征。
模型技術特點
BEAM188 單元：用于模擬拱肋、橫梁及主梁，該單元基于鐵木辛哥梁理論，支持線性及幾何非線性分析，可準確捕捉結構彎曲、扭轉及軸向受力特性。通過 SECTYPE 命令定義截面參數。
鋼橋面板作為主梁的上翼緣，同時又直接承受車輛的輪載作用，在焊縫交叉處設弧形缺口，其構造細節很復雜。當車輛通過時，輪載在各部件上產生的應力，以及在各部件交叉處產生的局部應力和變形也非常復雜，所以鋼橋面板的靜載以及疲勞問題是設計考慮的重點之一。
本例子選取了正交異性鋼橋面板的一個節段，建立了其有限元模型。
其中，第8跨主梁及8#號橋墩已不可見，第9跨主梁在靠近9#號橋墩位置處發生斷裂，橋身一部分落入水中，而靠近9#號橋墩部分翹起。
此事件的發生讓人們警醒，對橋梁工作環境、車輛荷載、主橋線性、斜拉索力、主塔沉降和偏位、主梁應力和振動等進行實時監測。
在屋頂安裝光伏板對其防水性能有一定的影響，懸掛式安裝是將光伏板直接懸掛在房屋屋頂的主梁或次梁上，這種方式會穿過原有的屋頂防水層而可能引起滲漏問題。而膜式安裝則是將光伏板安裝在一層特殊的防水膜上，能夠完全保障屋頂的防水性能。在安裝前需要檢查防水層是否完好，必要時進行結構加固，按照標準流程選擇專業團隊安裝，另外要注意后期的維護和保養。
8.免費安裝光伏是真的嗎？
給排水工程師是與住宅、建筑群、城市等的水供給、水排放、水處理等相關聯。水是生命之源，城市離不開水，所以也不能離開給排水工程師。中國的水處理率只能做到50%，這意味著還有另外50%的城市污水是直接排放的，所以中國需要再增加20%的污水處理能力，這無疑加大對給水排水工程師質量和數量的要求。
負責項目給排水專業設計審核
/*-189
負責給排水施工技術及現場管理工作:
</p><p>2）最不利荷載組合下的支撐架主梁、水平撐桿、斜向拉桿件節點對應預埋件驗算。</p><p>（5）荷載取值：驗算支撐架時，恒荷載為支撐架自重，組合系數取1.2；活荷載為塔吊荷載（由塔吊廠商提供），組合系數取1.4。</p><p><strong>（6）荷載工況分析</strong></p><p>應分析工作狀態和非工作狀態，啟動或剎車荷載工況。
