钢结构示例 #1 —— 使用管道载荷计算支撑刚度 - CAESAR II - 帮助

CAESAR II 用户指南

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中文 (大陆)
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CAESAR II
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帮助
CAESAR II Version
12

确定以下钢结构支架的刚度。用管道分析中估算出来的刚性支架上的管道荷载反算每个刚度。

用 U 形螺栓把管道固定在节点 20 处的槽钢顶部。管道应力程序输出的管道荷载是:

Fx= -39.0 lbs.

Fy= -1975.0 lbs.

Fz= 1350.0 lbs.

示例 #1 完整的初始定义

  1. CAESAR II 主窗口功能区单击文件 > 新建

  2. 输入工作项名称(例如 SUPP),点击结构输入(Structural Input)选项,浏览选择数据目录。然后点击确定(OK)

    软件弹出单位选择(Units Selection)页面。

  3. 指定此工作项所使用的单位制,点击下一步

    软件弹出选择垂直轴(Vertical Axis Selection)页面。

  4. 确认垂直轴为 Y 轴,然后点击下一步(Next)。选择 Y 轴表示在此模型中重力的方向为 Y 轴。

    确保坐标系与管道模型一致。

    软件弹出材料选择(Material Selection)页面。

  5. 材料选择(Material Selection)对话框中点击下一步,使用默认材料属性。

    软件弹出截面选择(Cross Section Selection)页面。

  6. 正如显示的一样键入确切的名称以指定其截面(包括准确的大写字母和拖尾的 0 数字)或点击选择截面 ID(Select Section ID)从列表中选择名称。

    本例中,输入 W16X26 作为截面 ID 1 的名称。

  7. 点击添加另一个截面(Add Another Section),创建其它截面。输入 MC8X22.8 作为截面 ID 2 的名称,输入L6X4X0.5000 作为截面 ID 3 的名称。重复该步骤,直到在这个示例中指定有三个截面,然后点击下一步

    软件弹出模型定义方法选择(Model Definition Method Selection )页面。

  8. 选择方法 1 —— 单元定义方法选择(默认设置),以用单元尺寸(EDim)选项定义两个节点间的单个单元。然后点击完成(Finish)。这个输入工作类似于管道输入,通过定义端点和下一点之间的 X、Y、Z 的增量距离来定义单元。

    方法 2 —— 节点/单元定义选项用命令定义若干空间节点,然后以这些节点为边界用命令添加单元。

    软件打开 CAESAR II 结构建模器对话框,这里可以交互式输入数据。点击选项板各行中的箭头,以展开或收起其信息。

示例 #1 的钢结构模型输入说明

  1. 点击命令工具栏,输入命令和参数,定义模型输入。

  2. 点击 EDim,在列表末尾添加第一个单元,再点击左边的箭头展开此组数据,并在右列输入数据。

    注意,第一个单元是节点 5 到节点 10,Y 向长度 12 英尺,截面 ID 1(默认截面)。

    按 TAB 键,光标可从选项板的一个信息框快速移至下一个信息框。

  3. 完成第一个单元后,点击 EDim,重复输入过程,添加另外四个单元。

    输入卡工具栏(Input Card Toolbar)的功能可从结构模块复制、粘贴或删除输入选项卡。或者,通过选择编辑(Edit)> 复制选项卡(Copy Card)编辑(Edit)> 删除选项卡(Delete Card)来复制或删除单元输入选项卡。

    完成单元输入后,软件显示当前模型。

    每次模型更新,可选择重置视图(Reset View)返回默认视图。该功能在激活后高亮显示。可以用重置视图(Reset View)缩放模型,再迅速返回默认视图。

  4. 点击 固定(Fix),在柱基础处添加约束。

  5. 点击 荷载(Loads),输入此支架上的荷载。这些荷载可以使用 CAESAR II 预先计算出来。

  6. 在节点 20 输入荷载 [(FX, FY, FZ)=(-39, -1975, 1350)]。

    软件显示完成的模型。

  7. 先用插入(Insert)菜单选项设定 CAESAR II 的注解插入位置,再添加模型注解。可以指定在当前选中的单元之前或之后,或模型单元列表末位显示注解。点击 注解(Comment),添加模型注解。

    插入注解后,须点击箭头使之向下,展开注解项,添加注解文本。下面是插入新注解后的完整模型。

  8. 点击文件(File) > 保存( Save),检查并保存模型。然后点击确定(OK)

    CAESAR II 检查输入。如果错误检查器未发现任何致命错误,则软件将写入执行文件。 您可以在管道分析中使用模型,也可以单独分析模型。鉴于此示例的目的,该模型可以独立地分析。

  9. 关闭 CAESAR II 结构建模器(CAESAR II Structural Modeler)对话框,返回 CAESAR II 主窗口。

  10. SUPP 文件作为当前模型仍处于打开状态,在工具栏中点击分析(Analysis) > 静态(Statics)

    切记,荷载工况 1(L1)中需要用 F1(施加的荷载)替代重量荷载。

  11. 点击 运行分析

    CAESAR II 就像管道分析一样完成钢结构分析。

结构分析的输出内容包括位移、力和力矩。SUPP 模型分析结果显示节点 20 处的位移。

这些位移对于一个支架而言过大了,这个支架在其它分析中(CAESAR II 管道分析)被假设成了刚性支架。支架的线刚度计算如下:

Kx = 39 lb. / 10.125 in. = 3.85 lb./in
Ky = 1975 lb. / 0.4228 in. = 4671 lb./in.
Kz = 1350 lb. / 0.8444 in. = 1599 lb./in.