鋼結構建模的案例
ABAQUS-復雜鋼結構節點建模要點
<p>實際鋼結構設計工作中，當節點較為復雜時，可采用有限元軟件來分析一下鋼節點的應力及變形。以如下模型為例，講述<a href="/major/abaqus" rel="noopener noreferrer" target="_blank">ABAQUS</a>建立此類復雜鋼節點的要點。</p><p class="ql-align-center"><img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/tN1JdwWytXXqsXs2icwia8jwQrzRBk5FJaYyH2zrFjdIqFHtaMruBEmiayWI3jpVjTaha5Yg2lwhxwV1y8oWiaibwcw/640?wx_fmt=png"></p><p><strong>1、采用CAD的3維建模</strong>建立此鋼節點的模型，建好后輸出為sat格式，在ABAQUS里導入part。在CAD里建模時，可以先畫好平面，然后采用拉伸形成3維鋼板，一個鋼梁由多個小部件組成，如下圖所示，右側的鋼梁由左側的5部分組成。節點相交處采用差集來進行切割。
展開 【iSolver案例分享66】鋼結構支架強度分析
1、引言
iSolver為一個完全自主的面向工程應用的通用結構有限元軟件，對標Nastran、Ansys、Abaqus設計和實現，具備結構有限元常用分析類型和單元、材料、載荷等基礎算法和組件，精度與Abaqus精度一致。本文以鋼結構支架為例，在iSolver軟件中建立鋼結構支架模型，分析壓力載荷對支架影響，演示了iSolver建模與仿真分析流程，并將iSolver和Abaqus計算結果進行對比。
2、模型建立
鋼結構支架采用殼單元結構，矩形板長×寬為300mm×180mm，方管邊長為20mm，高度為100mm。 本文通過shell菜單欄中Rectangle選項，建立長×寬為300mm×180mm的板模型，如圖1所示。
圖1鋼結構支架矩形板建模操作
通過Element Edit 菜單欄中Extrude選項，將板模型中的網格邊線拉伸為面單元，拉伸高度為100mm，形成方管模型，如圖2所示。
圖2鋼結構支架方管建模操作
鋼結構支架劃分網格后，模型如圖3所示。
圖3鋼結構支架模型圖
3、賦予材料截面屬性
材料使用Q235鋼，材料屬性如圖4所示。截面屬性如圖5所示，殼單元厚度為1.5mm。
展開 某體育場空間罩棚鋼結構rhino三維建模
犀牛三維結構模型.rar
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六層鋼框架結構的ANSYS建模（某教學樓，實際工程項目） ￥2.5
筆者建立的模型為玉溪市某一中教學綜合樓，主結構為六層鋼框架結構，屋面高度達22.5m，樓屋面采用現澆鋼筋混凝土板。筆者根據施工圖，使用ANSYS的APDL語言建立了該建筑樓的模型。
如果讀者朋友需要一個ANSYS建筑模型，進行各種力學分析和深入的研究，比如靜力分析，模態分析，建筑減震研究，都可以使用本文的模型。
如果讀者是在校學生，需要做ANSYS相關的畢業設計和畢業論文，完全可以在該模型的基礎上做一些想要的靜力學或者動力學分析。
后文目錄
一：建模
二：約束
三：模態分析
四：模型源文件
BIM在鋼結構制作中的深化應用
二、淺談BIM與鋼結構的關系
作為建筑行業中一個重要的分支專業，鋼結構制作介于建筑設計、結構設計和施工安裝之間，起著承上啟下的作用，從理論上看，鋼結構制作又分為計算機仿真設計(鋼結構BIM設計)和車間實體加工兩個部分。
鋼結構BIM設計自上世紀90年代末被引入替代2D-CAD設計至今已經10多年，過去，通常我們稱之為鋼結構三維實體建模，其作用也通常停留在建模和出圖過程中，設計人員常常關注的是建模和出圖過程的效率，但隨著建筑業BIM概念越來越被推廣、研究和應用，鋼結構BIM軟件商也越來越注重輸出信息接口的標準化，一方面足以支撐對建筑BIM的協同，另一方面BIM模型本身包含的信息在后續鋼結構制作廠家內的管理和制作流程中的完整應用也正被充分重視、研究、應用和拓展中。本文從鋼結構BIM創建開始，介紹其在鋼結構深化設計和加工制造中的重點應用。
三、關于鋼結構BIM的建立
一般情況下，鋼結構制作企業在接到訂單后的第一要務就是通過3D實體建模進行深化設計。鋼結構BIM三維實體建模出圖進行深化設計的過程，其本質就是進行電腦預拼裝、實現“所見即所得”的過程。
展開 大型鋼結構設計仿真高效案例 | 7738個零件60分鐘建模30分鐘求解，比傳統仿真結果相差5%以內！
這使得工程師能夠在大型結構中預見更好的替代方案，并在現有項目時間表內快速發展設計。借助SimSolid，設計團隊可以對其最復雜的零件進行多次迭代，并以驚人的速度探索大型裝配體的多種替代方案。
SimSolid具備以下特征：
無網格技術
無需任何幾何簡化
適用大型復雜裝配體
幾秒到幾分鐘給出準確結果
支持非線性和動力學分析
自動識別螺母和螺栓
自動創建接觸和焊接
SimSolid革新了現有的大型鋼結構分析：無網格，精度高、比80%的鋼結構分析工具更快、更輕松處理大型裝配體和復雜鋼結構節點。
關于精度，國際有限元組織（NAFEMS）曾做過標準測試，與傳統有限元軟件結果相比，這些測試結果差異在5%以內。
標準測試結果匯總表 (NAFEMS)
我們將通過以下四個案例為大家介紹一下SimSolid在大型建筑結構上的應用特點。
案例一：大型鋼結構舞臺
該舞臺整個裝配體有7738個零件，從幾何導入到結果輸出，SimSolid在2小時內就完成了一輪性能評估，建模約60分鐘，主要處理連接的創建和檢查，求解約30分鐘。
可能同樣的時間，傳統分析只夠考慮做怎樣的幾何簡化來減少網格劃分和計算機求解的工作量，而無網格求解器SimSolid已經完成了整個結構的評估。針對此類大型結構，在設計的早期引入SimSolid來應對大型結構的頻繁變更，將極大縮短項目設計周期。
關于此舞臺的更多建模細節視頻：
案例二：立面鋼結構
對于此類鋼結構，SimSolid可以直接分析完整的裝配體，不用做任何幾何簡化。這樣的好處是，邊界條件可以完整地施加在真實的幾何上。如果對幾何進行簡化，勢必也要花更多的時間和專業知識來衡量簡化后的邊界條件。
展開 【鋼結構原理】五種鋼結構失穩模式
05-殼屈曲（Shell Buckling)
殼體屈曲是指薄而彎曲的結構（殼體），如圓柱形、球形或錐形（例如儲罐、筒倉、管道）在受到壓力或側向載荷時失去穩定性的現象。
當這些載荷導致殼體發生變形，從而降低其繼續承受載荷的能力時，可能會導致顯著的變形甚至坍塌。
導致殼體屈曲的內力可以是：軸向壓力/環向壓力/剪力。
殼體屈曲承載力受以下因素的影響：殼體厚度/殼體形狀/邊界條件/初始缺陷/材料特性等。
06-對比表
既然每種失效類型都已定義并概述了其特征，下面的表中總結了它們之間的主要區別。該表提供了一個簡明的概覽，突出了每種失效模式的主要受影響結構元素、導致失效的主要載荷條件、產生的變形以及決定該模式的關鍵因素
07-總結
在結構設計中，可能會出現幾種常見的穩定性問題，尤其是在設計過程中未充分考慮的情況下。本文概述了五種此類屈曲問題。本文旨在幫助您了解這些問題的根本原因、行為及其影響的結構元素。這些知識將使您能夠識別和區分這些穩定性問題，為您在分析中整合這些問題并設計出具有彈性和安全性的結構奠定堅實的基礎。
展開 鋼結構連接、鋼結構強度穩定性、鋼筋支架、格構柱計算
◆鋼結構連接計算
一、連接件類別
不焊透的對接焊縫
二、計算公式
1．在通過焊縫形心的拉力，壓力或剪力作用下的焊縫強度按下式計算：
2．在其它力或各種綜合力作用下，σf，τf共同作用處。
式中 N──-構件軸心拉力或軸心壓力，取 N＝100N；
lw──對接焊縫或角焊縫的計算長度，取lw=50mm；
γ─-作用力與焊縫方向的角度 γ=45度；
σf──按焊縫有效截面(helw)計算，垂直于焊縫長度方向的應力；
hf──較小焊腳尺寸，取 hf=30mm；
βt──正面角焊縫的強度設計值增大系數；取1；
τf──按焊縫有效截面計算，沿焊縫長度方向的剪應力；
Ffw──角焊縫的強度設計值。
α──斜角角焊縫兩焊腳邊的夾角或V形坡口角度；取 α=100度。
s ──坡口根部至焊縫表面的最短距離，取 s=12mm；
he──角焊縫的有效厚度，由于坡口類型為V形坡口，所以取 he=s=12.000mm.
三、計算結果
1. 正應力：
σf=N×sin(γ)/(lw×he)=100×sin(45)/(50×12.000)=0.118N/mm2；
2. 剪應力：
τf=N×cos(γ)/(lw×he)=100×cos(45)/(50×12.000)=0.118N/mm2；
3. 綜合應力：
[(σf/βt)2+τf2]1/2=0.167N/mm2；
結論:計算得出的綜合應力0.167N/mm2≤對接焊縫的強度設計值ftw=10.000N/mm2，滿足要求！
展開 ANSYS 有限元模型 平面鋼閘門 水工鋼結構 鋼閘門 ￥299
水工平面鋼閘門有限元ANSYS模型，附件包含完整的db文件，ansys15.0版本及以上高版本均可以打開，模型完整可以進行各種靜力動力計算。展示圖靜力計算結果云圖。
本人擅長平面鋼閘門，弧形閘門，對開式弧形閘門各種類型閘門及鋼結構建筑、水壩強度校核，包括靜力分析，干模態，濕度模態（添加附加質量），地震時程分析（考慮恒定荷載，重力水壓力等），地震譜分析（針對水壩閘室無質量地基法等），弧形閘門支臂曲曲分析（包括考慮重力和不考慮重力）
水工弧形鋼閘門有限元ANSYS模型鋼結構 ￥399
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【鋼構欣賞】15座國內創意鋼結構建筑
12.北京怡亨酒店
北京怡亨酒店坐落于芳草地通透玻璃鋼艙體大樓中，這座擁有100間客房及套房的設計精品酒店，從客人踏入其風格明顯的酒店大堂開始便可以看到藝術家薩爾瓦多·達利，安迪·沃霍爾，曾梵志和陳文令的原創作品。時髦新奇的設計理念貫穿于整個酒店和客房，演繹全新層次的舒適和奢華：壯觀的玻璃結構設計突出了絕佳的城市景觀并提供了獨特的氣候控溫環境，這個設計使豪華客房、豪華露臺房以及豪華泳池套房保持全年365天處于夏季氣候，這樣的特色在中國絕無僅有。
13.西雙版納避寒皇冠假日度假酒店
西雙版納避寒皇冠假日度假酒店掩映于廣袤的熱帶雨林中，位于傣王宮舊址，碧水環繞，猶如一只美麗的孔雀亭立于云南之南——西雙版納景洪市郊。酒店內外處處洋溢著濃郁的民族風情，居停之所雅致而不失奢華，盡顯傣家王族風范，完美演繹綠色花園式國際旅游度假酒店的風采。
14.大王山度假村和冰雪世界
在建的大王山度假村和冰雪世界無疑將吸引一大票年輕冬季運動愛好者來到中國。該滑雪樂園靠近湖南長沙，設計由奧地利“Coophimmelb(l)au”建筑事務所負責，將設有室內滑雪場，水上樂園和冰雪樂園娛樂設施。在一個水泥采礦采石坑和湖泊上建立，中心則是一個尚未命名的擁有270個套間的五星級酒店，其60間行政套房及6個總統套房都有著令人印象深刻的風景，看得到同曦湖，大王山等周遭景點。
15.三亞海棠灣天房洲際度假酒店
地處國家海岸海棠灣，坐擁碧海幼沙，綿延椰林。酒店占地15萬平方米，設計主張清逸的現代海島風情，3,000平方米開放式大堂，將南海景致一覽無遺。291套客房配置卓越，精心雕琢的觀景角度完美聆海聽濤。7間餐廳與酒吧專供創意美食，國內首創海洋餐廳，咫尺探尋海底神秘。
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多點輸入鋼框架結構動力彈塑性時程分析——結構模型案例 ￥400
針對罕遇地震作用,本文采用位移輸入模式，對超長鋼框架結構建立有限元計算模型，分別采用一致激勵輸入和多點激勵輸入方法，進行動力彈塑性時程分析。通過數值模擬研究發現，在超長結構中采用多點激勵輸入計算結構在罕遇地震作用下的響應更合理。
在模型X向采用南北向的EL-centro波，為提高計算效率，對時程曲線的時間步長縮短一倍，即采用時間間隔為0.01s，整體時間縮短一倍，由53.48s縮短為26.74s。由于EL-centro波記錄的是加速度時程，因此需要進行兩次積分轉換為位移時程，對采用的加速度時程曲線進行第一次積分得到速度時程，再進行第二次積分得到位移時程。擬設定7度0.15g區在罕遇地震作用下，參考規范的峰值加速度取值為310cm/s2。
壓縮包提供了兩個分析模型，一致激勵輸入和多點激勵輸入用于對比分析。
展開 水工弧形鋼閘門有限元ANSYS模型 CAE 水工鋼結構 ￥399
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鋼結構網格結構支座節點設計詳解
八、層間受剪承載力比：主要為限制結構豎向布置的不規則性，避免樓層抗側力結構的受剪承載能力沿豎向突變，形成薄弱層。見抗規3.4.2，高規4.4.3及相應的條文說明；對于形成的薄弱層應按高規5.1.14予以加強。
層間受剪承載力比不滿足規范要求時的調整方法：
1、程序調整：在SATWE的“調整信息”中的“指定薄弱層個數”中填入該樓層層號，將該樓層強制定義為薄弱層，SATWE按高規5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。
2、結構調整：如果還需人工干預，可適當提高本層構件強度（如增大配筋、提高混凝土強度或加大截面）以提高本層墻、柱等抗側力構件的抗剪承載力，或適當降低上部相關樓層墻、柱等抗側力構件的抗剪承載力。
幾個參數的調整涉及構件截面、剛度及平面位置的改變，在調整過程中可能相互關聯，應注意不要顧此失彼。
應該注意，對于類似于框剪結構的組合體系，有個彼此剛度適宜的問題。分析框架的剪切型變形曲線和剪力墻的彎曲型變形曲線，可以發現，在下部樓層，剪力墻的位移較小，框架的位移較大，是剪力墻拉著框架來限制其層間位移角；上部幾層則相反，剪力墻的層間位移角逐漸增大，框架的層間位移角逐漸減小，框架反過來拉著剪力墻以限制其層間位移角。而改變剪力墻的剛度與部置是控制框剪結構的位移和周期的主要手段，所以當框剪結構上部幾層的層間位移角較大時，適當削弱這幾層的剪力墻剛度應該更為有效。
如果結構豎向較規則，第一次試算時可只建一個結構標準層，待結構的周期比、位移比、剪重比、剛重比等滿足之后再添加其它標準層；這樣可以減少建模過程中的重復修改，加快建模速度。
展開 建筑結構設計和鋼結構軟件有哪些？
建筑結構設計軟件有哪些選用？
一、對于多高層結構的設計優先選擇PKPM、ETABS和MTS；另外也可以選擇SAP2000、MIDAS、STAAD PRO和ROBOT、3D3S；如果是計算分析，隨便選一個通用有限元軟件即可，強烈推薦ANSYS。
二、對于空間結構的設計優先選擇SAP2000、MIDAS、STAAD PRO和ROBOT；純計算分析強烈推薦ANSYS、MIDAS、SAP2000和NASTRAN；
三、對于索膜結構可以選擇ANSYS、EASY、FORTEN、3D3S。鑒于EASY、FORTEN一定要用正版，所以還是用ANSYS和3D3S比較現實。
四、對于動力彈塑性分析建議采用ABAQUS和LS-DYNA；另外也可以選用ETABS（多高層）、SAP2000、MIDAS（最近推出Building專門做動力彈塑性）。
五、節點細部分析，建議采用ANSYS、ABSQUS；也可以選用NASTRAN和MARC。
另外，對于一些特殊結構，考慮到可能會使用到簡單的二次開發，所以還是建議大家選ANSYS、ABAQUS等帶有編程語言的通用軟件。
鋼結構軟件有哪些？
目前美國市場的主流軟件有：STRAP、ROBOT、RISA、ETPAS、STAAD、GTSTRUL。這些軟件水平相對較高，喜歡用那個軟件全憑用戶自己的好惡和習慣。不過現在在歐美，STAAD已遠不如以前受追捧。輕鋼結構最好用PKPM，PKPM界面通俗易懂。其它鋼結構最好用3D3S，因為其建模方便。STRAP 是目前市面上功能最強且內容最豐富的結構分析系統之一。STRAP 采用類似CAD 的圖形界面輸入模型與荷載。鋼結構軟件建議使用浙江大學的mst。該軟件已經比較成熟，且操作比較直觀。
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