[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

[结构][设计][YJK][软件] 盈建科中的刚性杆和虚梁

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 刚性杆对应有限元中的节点自由度束缚,这是在YJK中的一种简化操作。 100*100的梁在YJK中默认为虚梁,虚梁主要用于导荷及楼板风界,也主要是用于导荷。实际不设计这根梁。 刚性杆和虚梁是不同的哦,要主要哦。 刚性杆要设置材料为刚性杆。 // 先写到这,填好这个坑,后面有时间在记录一些测试结果。 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

[结构设计][楼梯] 混凝土楼梯施工图笔记

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 楼梯为建筑的垂直交通工具,同时兼做火灾时候的逃生。 楼梯施工图需要注意事项: (1)画楼梯施工图时候需要核对平面图 ,剖面图,同时需要核对平面施工图及竖向构件图,不对应时应该标注,及早发现问题并协调。 (2)一般情况,楼梯净高 不要小于,2200mm,注意梯梁位置。 (3)楼梯可以设置梯柱将荷载传递到下一层的梁上,也可以设置成折板的形式,将楼梯搭到两端的剪力墙上。 (4)楼梯净高不够时,中间休息平台可以做成悬挑板或者反梁的形式。 (5)可以先画楼梯剖面,再画楼梯平面,两者相互校对。 (6)注意楼梯结构标高与平面标高是否对应,高差过小难以施工。 (7)建筑楼梯踏步一般按面层计算,而结构楼梯按结构实际标高计算。 (8)梯柱除了按计算设计外,还要考虑防火极限,截面不能设置太小。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[结构][设计] 抗剪型钢混凝土连梁的剪力传递及设计 (抗剪截面超!!)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 混凝土连梁抗剪截面超通常可以在梁内设置型钢处理,将混凝土连梁变为型钢混凝土连梁。 由于设置型钢主要用于抗剪,因此,型钢翼缘的尽可能窄,尽可能少影响墙柱的配筋。 型钢连梁设计时,需要考虑型钢剪力的分配,由于型钢弹模远大于混凝土,剪力优先分配到型钢。 (1)当连梁剪力大于型钢抗剪承载力时,型钢实际承担的剪力=连梁剪力 (2)当连梁剪力小于型钢抗剪承载力时,型钢实际承担的剪力=型钢抗剪承载力 型钢混凝土连梁另外一个需要注意的问题是型钢剪力的传递。传递方式又和梁端剪力墙的设计有关。 (1)当梁端墙内设置钢柱时,传力最直接,连梁的型钢连接端部钢柱,连梁的剪力直接传递给钢柱,钢柱通过栓钉等方式传递给混凝土。 (2)当梁端无设置钢柱时,则连梁的钢骨需要输入剪力墙一定的长度,并在钢骨上设置栓钉,必要时候还要在钢骨梁翼缘设置承压板,钢骨承担的剪力通过承压板及栓钉抗剪的方式,传递给剪力墙混凝土。这个方式就需要计算栓钉及混凝土的局部承压问题。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号