[钢结构][稳定][FEM] 箱型截面压杆的弹性曲屈系数 (Buckling Coefficient of Box-section Column under Axial Compression)

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[FEM][SteelStruct] 工字钢梁均布荷载下曲屈模态 (Buckling modes of I-Shape beams under uniform load)

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[FEM][Midas Gen] 四边简支板纯剪下的屈曲模态(Shear Buckling Analysis of a Simply Supported Plate under Pure Shear)(有限元及弹性力学解)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 方形钢板纯剪模拟,侧向施加均布剪切力线荷载。square plate under pure shear 第1阶 临界荷载系数:1.791E+003;沿45度方向屈曲。 第2阶 临界荷载系数:2.200E+003 沿45度方向,屈曲为2个半波。 第3阶 临界荷载系数:4.759E+003 第4阶 临界荷载系数:5.122E+003 第5阶 临界荷载系数:5.861E+003;沿受拉对角线方向屈曲。 第10阶   有限元解与弹性力学解对比: 有限元分析的一阶屈曲临界荷载结果为1.791E++003,与弹性力学解Ncr为1738.9接近。 Ncr = 9.34*π*π*E*t3/12/(1-v*v)/b/b = 9.34*π2*2.06*10e5*103/12/(1-0.3*0.3)/1000/1000 =1738.96 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[FEM][SteelStructures] 有侧移与无侧移框架的屈曲模态 (Buckling Modes of Frames with and without Sidesway)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 有侧移及无侧移框架的屈曲模态差别,有侧移框架失稳为反对称失稳,构件为双曲率屈曲,无侧移框架失稳为对称失稳,构件为单曲率屈曲。。。 有侧移框架及无侧移框架是钢结构中常用的概念,有侧移及无侧移框架构件的计算长度取值不同。 有侧移框架柱,计算长度系数大于1.0,而无侧移框架柱计算长度系数在0.5~1.0之间,为啥  ,仔细想想,另外从屈曲模态也可以看出来。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[FEM][Midas Gen] 四边简支板的受压屈曲分析(Compress Buckling Analysis of a Simply Supported Plate)(有限元及弹性力学解)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 分析用Mdias Gen,正方形四边简支板,受侧向单位线荷载作用,进行屈曲分析。 第1阶 临界荷载系数:7.449E+002 X方向及Y方向均屈曲为1个半波,也即最容易失稳的模态。 第2阶 临界荷载系数:1.164E+003 X方向屈曲为2个半波及Y方向均屈曲为1个半波 第3阶 临界荷载系数:2.072E+003 X方向屈曲为3个半波及Y方向均屈曲为1个半波 第4阶 临界荷载系数:2.982E+003 X方向屈曲为2个半波及Y方向均屈曲为2个半波 第7阶 临界荷载系数:4.662E+003 X方向屈曲为1个半波及Y方向均屈曲为2个半波。 PS.第7阶才才轮到X方向屈曲为半个波形。 第10阶 一阶屈曲临界荷载弹性力学解为744.739与有限元分析结果7.449E+002一致。 验算如下: Ncr = Kπ2Et(t/b)2/12(1-v2) = 4 * 3.14159262*2.06*105*10*(10/1000)2/12/(1-0.32)=744.739 微信公众号 ( Wechat Subscription) …

[结构][有限元][PFSAP] 平行弦桁架简单算例及概念 ( Basic concepts and examples of parallel chord truss)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 用 PFSAP( [有限元][编程][日记] PFSAP:平面框架弹性静力分析程序 )做几个简单的平行弦桁架算例。 model displacement axial force reaction force model 2 vs model 3 model 1 vs model 4 刚度从大到小: 2 3 4 1,传力路径越小刚度越大。 方案2与方案3、方案1与方案4的斜腹杆拉压受力成反对称。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” …

[结构][笔记] 单曲率弯曲及双曲率弯曲 (Single Curvature Bending and Double Curvature Bending)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 曲线的的一次导数为转角,曲线的二次导数即为曲率。 单曲率弯曲:即曲线弯曲时,曲线的二次导数不变号。 双曲率弯曲:即曲线弯曲时,曲线的二次导数变号,有正的部分也有负的部分。 一些单曲律弯曲机双曲率弯曲的例子: 梁两端施加同向弯矩时就是单曲律弯曲。梁两端施加反向弯矩时就是双曲率弯曲。 有侧移的框架柱曲屈时为双曲率弯曲,无侧移的框架柱曲屈时为单曲率弯曲。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[参数化][笔记] 采光顶参数化建模分析案例 [Rhino/Grasshopper/Midas Gen]

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 来自小伙伴 张俊毫 的参数化建模分享。 这是之前做过的一个类似的项目,此次对其进行精简处理,使生成逻辑更加清晰有条理,以便有利于参数化入门、初级水平读者的阅读。以下根据采光顶的生成逻辑,分成几部分进行讲述: 1.设置采光顶的整体控制参数,即控制采光顶整体定位参数“采光顶中心”,采光顶的体量参数“采光顶直径D”和“采光顶高H”,采光顶外观参数“花瓣宽度W”。 2.设置通过采光顶底板圆上的左、右端点及顶点三点生成采光顶外轮廓弧线,将弧线绕中心轴旋转360°可生成采光顶外表皮(此处为结构外表皮)。 3.通过如图所示三个点画弧线,并将此弧线镜像形成一个“花瓣”,并通过环形阵列每隔15°生成一个花瓣,这样就获得了一个莲花形的图形。 4.(1)求得“花瓣弧线”各个交点,并把交点投影到采光顶外表皮上,可获得经线、纬线方向的杆件节点。 (2)删除中心最高点和重复的点,并通过数据处理,使每组数据的点按标高进行排列,通过每组点生成多段线,即得经线方向杆件。   5.将经线方向上的点进行数据翻转处理(Flip Matrix),删除重合的点,并将点按照圆周顺序排列,连接每组点即可得到纬线方向的杆件。 6.运用Tree Branch Index电池获取纬线方向上的点中标高最高的一组,再对这组数据用Cull Pattern电池每隔一个点删除一个点,得到A组点,创建与此A组点标高相同的采光顶中心O,将O点与A组点连接创建向量(相邻两个向量夹角30°),将0点沿向量移动距离L,获得B组点,连接B组点可的顶部构件的同心多边形的内多边。将A、B组点一一对应连接得到一组射线,取射线的等分点(C组点),控制两个等分点的间距不小L,并将B、C组点投影到采光顶外表皮,可得B’、C’组点。这样A、B’、C’就是顶部构件全部控制点,生成杆件的方法可参照经、纬线方向杆件的生成方法。 7.完成的整体参数化模型如下,可以导入midas计算软件进行结构计算啦! 最后看看动图演示: 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[钢结构][笔记]焊接工字钢梁翼缘及腹板焊缝的应力状态 (The Stress State of Web to Flange Welds in Welded I-Secition Girders)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 焊接工字钢梁翼缘及腹板焊缝的应力状态: (1)弯矩作用下引起的沿着梁纵向的水平剪切应力 (2)如果存在集中竖向荷载,还包括集中竖向荷载引起的局部压应力。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[钢结构][笔记] 钢梁的局部稳定与腹板加劲肋 (Local Stability of Steel Beam and Web Stiffeners)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 (1)对于轧制型钢梁,由于翼缘及腹板的厚度相对较大,一般没有局部稳定问题。焊接板梁则通常需要验算板件的局部稳定。 (2)工字钢翼缘的局部稳定通常通过宽厚比来保证,宽厚比的限值的取值一般根据以下两种方法来确定:a.(等稳定条件)板件的屈曲不早于构件的整体屈曲 b.板件的屈曲临界应力等于材料的屈服应力。 (3)腹板的局部稳定可通过高厚比来保证,当高厚比无法满足要求时或梁顶存在加大局部荷载时,通过设置加劲肋来保证梁的局部稳定性。从这个角度来说,腹板加劲肋是与梁腹板的曲屈相关的,这是腹板加劲肋的第1次出现,此处设置腹板加劲肋是防止腹板的屈曲。 (4)钢梁腹板加劲肋包括:横向加劲肋、纵向加劲肋、短加劲肋、支撑加劲肋。各类加劲肋的设置均有不同的功能及侧重点。横向加劲肋主要用于提高腹板的抗剪曲屈能力,纵向加劲肋主要用于提高腹板的抗弯曲屈能力,短加劲肋则主要用于防止腹板的局压曲屈。支撑加劲肋当然是用于处理存在较大集中荷载的位置,防止腹板出现类似柱的受压曲屈,如支座位置或者存在较大集中荷载的其他位置。 (5)规范中曲屈后强度利用指的是钢梁腹板的曲屈后强度的利用,不是别的其他位置的曲屈后强度利用。那么为何是考虑腹板的曲屈后强度,而不说考虑翼缘板的曲屈后强度利用?又为何钢梁存在考虑腹板屈曲后强度这一说,为何压杆件屈曲没有曲屈后强度利用一说?简单说是因为,四边支承的薄板的屈曲与普通压杆的屈曲特性不同,普通压杆屈曲就破坏了,屈曲荷载通常就是破坏荷载及峰值荷载,而四边支承的薄板屈曲出现了所谓的张力场,屈曲后依然可以继续承载,不至于立刻破坏,除非四边的支承破坏。 (6)考虑腹板曲屈后强度,钢梁的抗剪承载力可以提高,而抗弯承载力呢?而梁的抗弯承载力会有所减少(PS. 为何是这样,可以思考一下)。腹板曲屈后依然可以继续承受更大的荷载,因此,允许腹板屈曲可一定程度充分利用材料。我国钢结构设计规范规定,承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁,宜考虑屈曲后强度进行设计,以节省材料。比如,让梁的翼缘尽量厚一点,充分提高抗弯能力,同时腹板尽量设计得薄一点(高厚比大一点),屈曲也没关系。 (7)对于考虑腹板曲屈后强度进行设计的钢梁,需对梁的各控制截面进行同时考虑抗弯、抗剪的基于屈服面的承载力设计(具体公式可看规范,比较复杂)。当无法满足的时候,需要设置腹板加劲肋,以提高腹板的曲屈后强度。这理腹板加劲肋是第2次出现,这里加劲肋与前面高厚比不满足时候设置加劲肋的概念不太相同。前者设置加劲肋是为了不让钢梁腹板曲屈,后者设置加劲肋是为了提高梁腹板曲屈后的强度,充分发挥腹板屈曲后的材料利用。 (8)对于考虑腹板曲屈后强度设计的梁,在腹板高厚比一定的情况下,设置横向加劲肋和减小横向加劲肋的间距,均可提高腹板的曲屈后抗剪承载能力。横向加劲肋对提高腹板的屈服后抗弯承载力没作用。 。。。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[钢结构][笔记][Steel Structures] 檩条的受力特点 (The Characteristics of Purlins)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 檩条的主要作用 (1)支撑于屋架上,传递屋面荷载到屋架上。 (2)部分檩条兼做屋架侧向支撑作用。 檩条的受力特点: (1)当仅传递屋面荷载时,檩条主要是双向受弯构件 (2)当檩条兼做屋架侧向支撑时,檩条则是压弯构件。但是需要注意的是,让檩条做侧向支撑,必须加斜杆等构件构成平面几何不变体系。 檩条的计算: (1)檩条的荷载包括 屋面重量,檩条自重,雪荷载,施工检修荷载,风荷载,积灰荷载。 (2)檩条截面在屋面坡向刚度较弱,当檩条跨度较大时,尝设置檩条侧向支撑,如拉条等。 (3)通常需要验算 抗弯强度,整体稳定,挠度。实际上建模计算时候,都采用程序计算,抗弯,抗剪,整体稳定,挠度,长细比,抗扭都会算。 其他: 檩条布置间距,主要考虑屋面材料性能及尺寸规格。同时,檩条尽可能布置在屋架上弦杆节点处,使得上弦杆主要受轴向力。 兼做侧向支撑的檩条应该布置在屋架节点处。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[钢结构][软件] 格构柱缀条布置方案力学概念测算对比 (Lace Bar Arrangement Patterns in Steel Lattice Column)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 缀板格构柱通常看成刚架分析,柱分肢看成压弯构件。 缀条格构柱通常按桁架分析,柱分肢只受轴心压力。 以下是6种缀条布置方案及其受力分析。 方案1:不带横缀条的单斜缀条体系。 方案2:带横缀条的单斜缀条体系。 方案3:不带横缀条的双斜缀条体系。 方案4:带横缀条的双斜缀条体系。 方案5:带横缀条,斜缀条朝一个方向倾斜(斜缀条不连续)。 方案6:带横缀条,斜缀以柱中为分界,上下斜缀条方向不同(斜缀条仅在中点不连续)。 从分析结果可见: (1)缀条用truss模拟,即便竖向力在顶部均匀施加到两柱分肢,柱分肢也不可能仅受轴力,同样会受弯矩及剪力。 (2)方案1级方案2相对最简便 (3)方案3是方案1的加强。 (4)方案4是方案3基础上加上横缀条,由于横缀条的影响,在受到竖向力的情况下,柱身压缩,横缀条约束斜缀条的变形,斜缀条产生的额外轴力最大。 (5)方案5在竖向向力下产生的斜向位移最大,不利。 (6)由于方案5、方案6斜缀条是不连续的,由节点受力平衡,在剪力作用下,横缀条必然受力,承担抗剪。 缀条布置 轴力 剪力 弯矩 变形 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[钢结构][Steel Structures][规范] 钢结构规范不同截面宽厚比、高厚比计算公式的差异

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 下图构件宽厚比摘自《钢结构设计标准》 GB 50017-2017. 由图可见,部分截面的宽厚比与长细比有关,部分截面的宽厚比与长细比无关。 其中主要原因是,规范的构件宽厚比限值其实是基于两种情况做出来的。 方法1:基于等稳定条件,及板件的曲屈不先于构件的整体曲屈。 方法2:控制板件的曲屈临界应力等于钢材的屈服点。 对于方法2建立的宽厚比则与长细比无关。对于方法1建立的宽厚比,则与长细比有关。 由于方法1是基于等稳定条件,需要联合整体曲屈控制条件,整体曲屈条件与整体稳定系数有关,而整体稳定系数通常是长细比的函数,因此方法1的宽厚比与长细比有关。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[日记][项目] 珠海横琴某工地现场参观学习

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 跟随大队,到珠海横琴逛工地。参观70m大跨梁的顶升。 钢筋桁架楼承板、铰接工字钢次梁 液压顶升系统,高科技。。。。 正在焊接的钢筋桁架楼承板,抗滑移用的栓钉 巨大的成品铰支座 箱型截面梁柱节点 钢筋密集的RC梁柱节点 预埋件 外露式柱角、灌浆孔 型钢混凝土与钢筋混凝土交接层 型钢的栓钉   微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[钢结构][设计] 什么是钢结构中的耳板?!

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 常说的耳板是用于吊装构件用的,耳板焊接在上、下柱端部,施工过程通过连接板连接上下柱两端的耳板,通过螺栓固定,达到临时固定和调直的作用。 固定后,进行焊接等操作。施工完毕后,可以拆除耳板及连接板。 如下图所示。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[钢结构][设计] 钢结构中的焊接引弧板、引出板、衬板

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 引弧板:装配在焊接坡口的前端,进行电弧的引弧,防止起始电流太大形成焊接缺陷,也保证焊接成型。 引出板,也叫收弧板:装配在焊接坡口的后端,进行电弧的收弧,避免收弧缺陷,也保证焊接成型。 衬板:装配在焊接坡口的背面,辅助单面焊的成型。水平放的时候又叫垫板,简单说就是用来在焊缝的背面堵住焊缝,然后再前面施焊,不然就焊液就漏出去了。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[软件][组合结构] 栓钉抗剪连接件抗剪承载力计算 (Shear Bearing of Pin Bolted Members)

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 程序图标 ( Program Icon ): 程序介绍 ( Program Introduction) 计算栓钉抗剪承载能力。 程序界面 ( Program Interface ) 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[CAD2XTRACT][编程][软件] CAD2XTRACT插件复杂嵌套建模实例(二)——“哑铃型”钢管混凝土截面

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 给 CAD2XTRACT插件 ( [Tool] CADtoXTRACT 插件[AutoCAD转任意XTRACT截面] ) 补充一个新的算例。同时,感谢 师弟 符东龙 帮忙编辑文档。 截面参数 某钢管混凝土截面要求如下: (1)两边的钢管(改为方钢管),边长为400mm,钢板厚度为20mm,保护层按30,然后放8根钢筋,直径24。混凝土C35,钢板强度Q345,钢筋HRB400; (2)中间部分钢板厚度15mm,厚度按250,宽度也按300,,放8根钢筋,直径14,保护层按30,混凝土C35,钢板强度Q345,钢筋HRB400; 截面建模 首先,根据要求在cad将截面画出来,如上图所示,其中红色是钢管截面边缘,绿色是混凝土截面边缘,蓝色为钢筋。图中闭合多边形均用多段线(Pline命令)画出并闭合(pe命令)。 然后,用 CAD2XTRACT 插件将该截面导出文件读入xtract。该步骤的难点在于中间钢板与两边的钢板厚度不一样,这里有两种方法导出文件。 方法一 将截面每个shape部分都用No cover类型建模,步骤如下: (1)外围型钢截面建模 (2)混凝土截面建模 (3)钢筋建模 然后导出文件读入到Xtract,并检查材料。可以看到混凝土截面中材料都为C35,即已覆盖了型钢材料。 方法二 将截面拆分为左中右三个相互接触的矩形截面,分别用插件读入。 其中中间部分的混凝土截面左右不能与型钢截面接触,因为导入到Xtract会报错,因此左右将混凝土边界各缩进1mm。 …

[结构设计][钢结构][编程][工具] 钢板混凝土剪力墙轴压比计算及分析(Axial Load Ratio of Steel Plate-Concrete Composite Shear Walls)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 剪力墙厚度、钢板及轴压比分析,工程师的计算器。 陆续做些设计小工具,设计有意思。 程序界面 ( Program Interface ) 注释 ( Comments )   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com . 如果您喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧!         ( If you found any mistakes in the post, please let me …

[midas2Abaqus][结构分析][abaqus] 钢塔架倒塌分析 (Steel Tower Collapse Analysis by Abaqus)

Steel Tower Collapse Analysis. 钢塔架倒塌分析。也算是midas2Abaqus软件的应用案例吧。关于midas2Abaqus:http://www.jdcui.com/?page_id=10470