如何进行分析与设计.docx

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如何进行分析与设计

如何进行分析与设计-操作实例

描述

本书通过一些实例，介绍如何使用TeklaStructures进行结构分析和设计。

本书可以作为参考手册使用，目录中的各项都可链接到书中相应的标题。

如果您想回顾某个主题，请在目录中选择这个主题，即可链接到文中相应的标题。

创建分析模型

菜单命令分析->新建模型…

一些关于基本分析模型的注意事项：

选择整个模型还是通过选定的部件和荷载：

整个模型：

除了那些分析类型被设置为忽略的部件（在部件对话框的分析选项卡中），所有模型中的部件都包含在内。

任何现有的选择过滤都可以用来过滤出部件。

由宏创建的部件（除了用桁架宏和混凝土板宏创建的部件，因为这些宏可以设置它们所创建部件的分析属性），不会被包含于整体模型中。

通过选定的部件和荷载：

只有选定的部件和荷载会包含在内。

任何节点部件都可以包含在内。

部件和荷载也可以在以后添加和删除，使用分析->添加杆件，以及分析->移走杆件。

选择是强制中心连接还是使用刚性连接:

要创建更精确的分析模型，可选用扩大碰撞校核范围。

有时在模型中需要更精确地创建有偏心的杆件，可使用刚性连接这个选项：

强制中心连接:

使用刚性连接:

另见”在指定位置允许或禁止刚性连接”，有以下两种可能:

•分析模型设置为强制中心连接。

则在总体上不使用刚性连接，但可以指定某处强制使用刚性连接。

•分析模型设置为使用刚性连接。

则在总体上使用刚性连接，但可以指定某处不使用刚性连接。

设置杆件分析属性

标准情况下，关于梁和柱分析属性的注意事项:

杆件分析类型:

•用作支撑杆件的桁架

•其它常用的

杆件轴心定位

•柱子：

常为中性轴，也可以参考线为轴

•梁和支撑：

常以参考线为轴，也可以是中性轴

分析偏移:

要更精确地建模可使用经度方向的偏移。

在下面这个预制混凝土梁和柱子之间连接的例子中，梁的荷载在柱上是偏心的:

设置荷载属性

使用部件名称过滤出所需的杆件，以确保正确地对这些杆件添加荷载。

为保证荷载应用到所需的杆件上，边框必须足够大。

通常，如果边框过大不会带来什么问题。

荷载板属性

设置跨度为单跨/双跨，以及主轴方向。

如果双跨和自动主轴重量设置为是，则被选中双跨的方向与主轴方向是相同的。

只有在双跨的情况下，自动主轴重量和重量的值将会影响荷载的比例分配，这些荷载是用于主轴并垂直于轴线的。

如果自动主轴重量设置为是，则它的比例将会在跨长的两个方向上，分配到第三个力。

即：

跨度越小，荷载比例越大。

重量值不计入内。

如果自动主轴重量设置为否，则以给定的系数分割荷载，见下图所示。

该设置适用于点荷载，线荷载和均布/面积荷载（然而，当均布/面积荷载覆盖了嵌板的整个面积时，不再适用于这个问题。

）

设置为自动创建固定支撑条件，涉及到在连续结构上的荷载分配（实际上，在11.1版本中该设置已经改名为使用连续结构荷载分配）。

当均布荷载Q应用于跨度为L的连续梁上时，最左边跨上的荷载不会平均分配给支座，但取代它的支座荷载会将会是0.375QL和0.625QL。

打开这个设置，意味着这不会影响到荷载分配。

在杆件上添加一个中间节点

有时，需要在杆件中间添加结点。

通常是用于频度分析中的。

您可以使用用户定义属性以及指定分割点的数量和距离，来创建附加的节点。

分析组合梁

组合结构包含梁、栓钉以及梁顶面的凝土楼板。

要搭建组合梁，用户可以直接给出组合梁的属性或者选用自动组合梁选项。

如果是后一种情况，TeklaStructures会识别出梁顶面的凝土楼板，并直接从板的属性中获得组合属性。

楼板可以用条状楼板或者以组合楼板搭建。

如果组合楼板中有肋高和肋宽，混凝土厚度材料不会从楼板中除去，

楼板属性在截面目录中定义。

如果梁带有定义过的剪力钉，则分析会直接使用它们的信息。

如果楼板和剪力钉没有建在模型中，这些设计属性会在梁的组合与设计选项页中定义。

梁的设置

将梁作为组合梁分析，然后再分析选项卡中修改梁的属性。

1.选择:

•组合梁：

手工修改组合梁的属性。

•自动组合梁:

TeklaStructures将自动识别组合梁，并计算出有效楼板宽度。

2.当你修改属性时，运行分析，TeklaStructures将计算出有效楼板宽度。

•1/8梁的跨度，中心到中心，有支座。

•有效宽度不超过到最近组合梁距离的一半。

•有效宽度不超过到邻近组合梁距离的最小值:

选择组合梁选项，如果其左右都没有梁，则楼板宽度将为零。

如果是自动组合梁，即使其两侧都没有梁，TeklaStructures也可以计算出宽度。

设计选项卡:

追踪属性影响组合设计细部的标高。

设置为2，绘出最大的标高。

如果楼板或抗剪栓钉没有被修改过，则设计选项卡包含组合梁属性：

查询有效宽度

当激活了分析模型后，查询功能将显示组合梁的属性。

.

使用板生成器宏创建楼板

1）选择板生成器宏。

2）定义板属性

3）选择板面积

Metaldeckprofiles金属板截面

金属板截面在型材目录中定义。

到STAAD.Pro的界面

当设计要求考虑梁栓钉的数量时，这些值需考虑在内。

STAAD.Pro在设计时，将考虑下列因素：

用AISC-ASD来设计组合梁

描述

STAAD.Pro现在可以在使用AISC-ASD规范时，支持组合的屈曲杆件的设计。

这里假定使用完全的组合和非均布的荷载。

抗剪节点用在负弯矩面积上保持连续。

型钢楼板假定是垂直于构件的。

如果型钢楼板平行于构件，则抗剪栓钉的数量就必须调整。

下面介绍另一些用在组合梁设计中的参数。

STAAD.Pro输出

STAAD.PRO.PROCODECHECKING-（AISC9THEDITION）

********************************************

------------------------------------------------------------------------

|MEM=7Section=CMW27X84Ratio=0.054Status:

Pass|

|SectionLoc.=1.00Load=103Moment=0.4422E+3kip-inch|

|CriticalCondition:

Steelstressafterconcretehardens:

I2|

|UNITS-POUNFEET|

|ActualSteelStressbeforeConcreteHardens=0.1214E+6|

16（90）

|AllowableSteelStressbeforeConcreteHardens=0.3421E+7|

|ActualConcreteStressbeforeHardening=0.0000E+0|

|AllowableConcreteStressbeforeHardening=0.2350E+6|

|ActualSteelStressafterConcreteHardens=0.2524E+6|

|AllowableSteelStressafterConcreteHardens=0.4666E+7|

|ActualConcreteStressafterHardening=0.1037E+5|

|AllowableConcreteStressafterHardening=0.2350E+6|

|Numberofshearconnectorsrequired:

51|

|Diameterofshearconnectors:

5/8-inch|

------------------------------------------------------------------------

17（90）

11.1版本的改进

TeklaStructures11.1包含以下的改进。

动刚度隔板

如果这块板是用板生成器宏创建的，用户可以选择楼板是否为刚接隔板。

自动加载板的重量

分析模型包含楼板的自重荷载，即使没有另外添加。

抗剪栓钉数量

抗剪栓钉的数量会作为梁的属性返回给TeklaStructures。

梁的信息也可以用作栓钉的创建，并可以在图纸和报表中反映出来。

分析加腋节点

加腋节点可以近似地用来修改加腋区域的截面积。

用户必须指定系统可用的截面以及截面的长度。

实际建模时，可以采用契形I型截面或H型的截面

STAAD.PRO模型:

分析板拼大梁

如果用户想要在分析与设计模块中分析焊接梁，那么在TS模型中应该怎样搭建呢？

这里有两种方法可行：

使用等效型材，就是说，用户定义属性对话框可以定义该型材用于结构分析。

如果焊接梁由用户定义零件创建，则这个值会自动填写。

截面优化会提供一个新的等效型材。

用户也可以在优化截面组定义UDA（用户属性对话框）中定义一个优化截面组。

参见例子“定义优化截面组”

支座位移荷载

支座位移荷载无法直接处理。

可以使用一个刚性的弹簧支撑，它不会屈服于现有的荷载，并且在这个刚性弹簧的位置上添加一个强荷载，来创建相称的位移。

整个建筑的温差荷载

在11.1版本:

我们可以用沿轴向的温差来插入一个温差荷载。

并且使边框足够大，以便能包含整个结构的杆件。

可以给分别每一楼层或者梁添加不同的温度荷载，而对于梁我们可以使用部件的名称BEAM来过滤。

若要在柱子上添加温度荷载，需要先改变工作平面使其垂直于X轴。

温度荷载就会添加到模型中的每一轴线平面上，并且使用以部件名称为柱子的过滤。

检查加荷载的杆件

运行分析后，使用查询->荷载，来查看某个指定荷载是作用在那些构件上的。

设置优化截面组

优化程序会搜索一个最轻的安全截面。

默认的可替换组基于截面型材目录中的分组。

如例子中的HEA300

因此，对于HEA300，默认的选择将是HEA100,HEA120,...,HEA1000，优化后的可能结果是：

然而，替换HEA300的也可以是以下指定的值：

HEA100,HEA200,HEA300,HEAA300,HEA400,HEA500,HEA600,HEA700

这个组命名为A1并且可以定义用来修改型材目录中这些截面

注意：

在修改了型材目录以后，模型需要重新进行分析，根据该修改所进行的优化才会起作用。

另外，由于这个组中包含的截面（HEAA300）来自另一个型材目录分支，我们必须修改高级选项：

修改后，优化的结果如下（HEA450不再使用）:

在TeklaStructures中绘制分析模型

在分析与设计模型对话框中使用选择对象，我们可以让TS窗口中绘制出（线框的）分析模型:

梁绘制为红色，刚接连接为深蓝色，楼板/墙的边缘为浅蓝色。

并且还包括节点。

模型部件可以由显示属性来将其隐藏。

只有当运行分析或者使用分析->创建模型之后，才能绘制出分析模型。

分析模型是有用的，特别是当STAAD.Pro分析需要花相当长的时间时，它可作为分析用的模型和STAAD.Pro的模型，而非真正进行分析。

而后，我们可以在TS中检查分析模型，以及使用STAAD.Pro后处理程序。

允许或禁止刚接连接

分析模型