網架結構例題

2022-09-19 22:45:05 字數 2951 閱讀 9528

題目:某網架結構平面尺寸如圖所示,高度2.4m,採用螺栓球節點正放四角錐網格形式,短跨方向雙面起坡,坡度為5%;上弦平面承受均布恆荷載,均布活荷載,下弦平面承受均布恆荷載,結構自重由軟體自動考慮;上弦周邊圈樑支承,鋼管材料選用q235b鋼。

試給出該網架結構各桿件內力圖、節點位移圖和施工圖。

操作步驟:

一、幾何模型

1、【建模】>【標準網格】,選擇「矩形平面網架」模板(圖1)。單擊【下一步】。

圖12、選擇「正放四角錐網架」,平面尺寸:x向為30m,y向為24m;網格數:x向為10,y向為8;網架厚度:2.4m(圖2)。單擊【下一步】。

圖23、選擇約束資訊。上弦周邊豎向簡支(圖3)。單擊【完成】,生成標準網格見圖4。

圖3圖4

4、上下弦平面每個角部都刪除兩個網格。【建模】>【節點】>【刪除節點】,刪除上下弦平面每個角部的3個節點(圖4),從而刪除與這些節點相連的桿件。單擊右鍵結束刪除,結構模型如圖5所示。

圖55、刪除多餘節點,並重新顯示圖形。【建模】>【消贅餘點】,【圖形顯示】>【重繪】,結構模型如圖6所示。

圖66、【圖形顯示】>【各層顯示】,選擇「弦層1」,顯示上弦平面(圖7)。

圖77、上弦平面每個角部增加兩根桿件。【建模】>【單元】>【增加桿件】>【連續】,連續選擇三個節點,增加兩根桿件,單擊右鍵暫停該操作;重新連續選擇三個節點,增加兩桿桿件。四個角部桿件新增完成後,單擊右鍵兩次,終止該操作。

8、同第6步,選擇「弦層2」,顯示下弦平面。

9、同第7步,下弦平面每個角部增加兩根桿件。

10、【圖形顯示】>【整體平面】,模型顯示如圖8所示。

圖811、切換到yz檢視。【圖形顯示】>【檢視】>【y-z側檢視】,如圖9所示。

圖912、上弦平面沿y向雙面起坡。【建模】>【座標】>【起坡】>【區域性起坡】,選擇上弦平面,單擊右鍵,同時注意觀察螢幕左下角狀態列的提示,選擇上弦最左邊節點為基點;選擇「y向雙面起坡」、「b模式」、坡度為5%(圖10)。

圖10二、物理模型

13、指定邊界條件。【建模】>【約束】>【固定約束】,選擇上弦平面周邊節點,單擊右鍵,選擇「z方向線位移」(圖11)。

圖1114、【圖形顯示】>【各層顯示】,選擇「弦層1」,顯示上弦平面。

15、施加上弦靜荷載。【建模】>【節點荷載】>【靜荷載】>【均布荷載】,選擇上弦平面所有節點,單擊右鍵,輸入上弦均布靜荷載(圖12),單擊【確認】。

圖1216、施加上弦活荷載。【建模】>【節點荷載】>【活荷載】>【均布荷載】,選擇上弦平面所有節點,單擊右鍵,輸入上弦均布活荷載(圖13),單擊【確認】。

圖1317、【圖形顯示】>【各層顯示】,選擇「弦層2」,顯示下弦平面。

18、同第15步,施加下弦均布靜荷載。

19、定義桿件截面庫。【設定/引數】>【桿件材料】,可以定義不同截面形式的截面庫(圖14),本例採用mstcad預設的截面庫。(定義桿件截面庫的另外乙個方法是通過【設定/引數】>【截面型別定義】,可以匯入型鋼)。

圖1420、定義節點規格庫。【設定/引數】>【球節點材料】,可以定義螺栓球和焊接空心球規格庫(圖15),本例採用mstcad預設的節點規格庫。

圖1521、定義材料屬性引數。【設定/引數】>【設計資訊】,可以定義各種材料的強度設計值、容許應力比、屈服強度標準值等引數(圖16),本例採用mstcad的預設值。

此外,該對話方塊也可以設定拉桿和壓桿的容許長細比、節點型別等引數。

圖16三、分析設計

22、定義工況組合。【分析設計】>【工況組合】,勾選「靜荷載起控制作用」,單擊【重新設定】,程式自動生成工況組合(圖17),單擊【確認】。

圖1723、從桿件截面庫中優選各桿件的截面尺寸。【分析設計】>【滿應力設計】,單擊【開始計算】(圖18)。桿件截面優選結果如圖19所示,所有桿件截面都滿足要求,不需要更改截面庫。

注:網架結構的桿件設計引數(計算長度係數、截面類別等)由程式確定。計算長度係數可通過【建模】>【單元屬性】對話方塊設定;截面類別通過【設定/引數】>【桿件材料】對話方塊輸入相關引數。

圖18圖19

24、設計高強螺栓、套筒、錐頭/封板等零件。【分析設計】>【高強螺栓、套筒設計/驗算】,提示出錯:截面尺寸為的桿件在配件庫中找不到相應的錐頭/封板。

如果沒有出錯資訊,繼續進行第27步。

25、檢視配件庫並修改桿件截面庫。【設定/引數】>【配件材料庫】,如圖20所示。

圖20單擊【修改】,選擇「錐頭」和「封板」選項卡(圖21),可見可將截面規格改為。單擊【取消】。

圖21【設定/引數】>【桿件材料】,選擇的截面,將直徑改為89(圖22),單擊【替換】。

圖2226、重新進行第23步,優選桿件截面尺寸。

27、設計高強螺栓、套筒、錐頭/封板等零件。【分析設計】>【高強螺栓、套筒設計/驗算】,如圖23所示,單擊【驗算】,驗算結果如圖24所示,滿足要求。

圖23圖24

28、螺栓球體設計。【分析設計】>【球節點設計/驗算】,如圖25所示,單擊【重置】,然後再單擊【驗算】。驗算結果如圖26所示,滿足要求。

圖25圖26

29、實體顯示圖。【圖形顯示】>【實體】>【精度與光照設定】,勾選「顯示節點細部」(圖27),單擊【確定】。

圖27【圖形顯示】>【實體】>【實體顯示】,模型顯示如圖28所示。

圖2830、顯示內力圖。顯示上弦桿件,【結果/修改】>【桿件軸力】,上弦杆軸力如圖29所示。

圖29分別顯示腹杆和下弦杆,可得軸力如圖30和31所示。

圖30圖31

31、顯示節點位移圖。顯示上弦層,【結果/修改】>【節點位移】>【z向節點位移】,上弦層各節點的z向位移如圖32所示。

圖32顯示下弦層,可得下弦層各節點的z向位移如圖33所示。

圖33更多顯示內容可通過【設定/引數】>【顯示設定】對話方塊實現,如圖34所示。

圖3432、計算每個節點的螺栓孔角度(螺栓球網架所需步驟)。【圖紙】>【節點螺孔角度計算】,選擇所有節點,單擊右鍵,選擇「水平面」選項(圖35),單擊【確認】。

圖3533、設計支座節點。【圖紙】>【支座】>【支座型別編號】,

單擊右鍵,選擇「水平面」選項(圖35),單擊【確認】。

網架結構施工

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