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例题4 张弦结构分析1例题张弦结构分析2 例题. 张弦结构分析概要此例题将介绍利用midas Gen做张弦结构分析的整个过程，以及查看分析结果的方法。
该例题的建模部分可以参见midas Gen初级培训的网架建模步骤，这里不再做介绍。
通过该例题希望用户能够了解做张弦结构分析的一般步骤和过程，重点是让用户了解在midas Gen中施加和调整索单元张拉力的方法、几何非线性分析的设置及如何对带有索单元的结构进行弹性反应谱分析。
张弦结构概述张弦结构是将上弦刚性受压构件通过撑杆与下弦拉索组合在一起形成自平衡的受力体系，是一种大跨度预应力空间结构体系。
张弦结构上弦刚性构件可以是实腹式梁，也可以是格构式桁架，据此对不同的张弦结构可称作张弦梁或张弦桁架。
本例题中介绍的模型使用张弦桁架。
张弦结构的特点张弦结构在保证充分发挥索的抗拉性能的同时，由于引进了具有抗压和抗弯能力的桁架或梁而使体系的刚度和稳定性大为增强。
对张弦结构中索施加一定的预拉力，这既可使索具有适当的初始绷紧度，也可对索与桁架或梁之间的受力比例进行必要调整；既充分发挥了索的抗拉能力，又调整了桁架或梁的内力分布（使桁架或梁中的内力分布趋于均匀）张弦结构的形态定义张弦结构像悬索结构等柔性结构一样，根据张弦结构的加工，施工及受力特点，通常将其结构形态定义为零状态、初始态和荷载态三种。
例题张弦结构分析（1）：零状态零状态是拉索张拉的前状态，实际上是指构件的加工和放样状态，通常也称结构放样态。
当索张拉完毕后，结构上弦构件的形状将发生偏离，从而不能满足建筑的要求，因此，张弦结构上弦构件的加工放样要考虑这种索张拉后带来的变形影响，这是张弦结构要进行零状态定义的原因。
（2）：初始态初始态是拉索张拉完毕后，结构安装就位的形态，通常也称预应力态。
初始态是建筑施工图中所明确的结构外形。
（3）：荷载态荷载态是外荷载作用在初始态结构上发生变形后的平衡状态。
张弦桁架在midas中的计算此例题的分类及各自的步骤如下:一、已知索单元初拉力的情况下，求索单元的拉力变化及结构的变形。
玻璃顶张弦梁结构分析及应用SAP2000设计、MIDAS复核的实例发布时间：2011-09-28【作者】：姚定国薛强【提要】：通过对玻璃顶张弦梁结构分析，应用结构分析软件SAP2000进行了各种工况下的分析、同时应用MIDAS软件对其计算进行了复核，计算结果基本一致。
【关键词】：张弦梁结构、SAP2000、MIDAS1、概述本项目为玻璃顶张弦梁工程，跨度24.6米。
张弦梁结构（Beam String Structure，简称BSS）的概念由日本M·Saitoh教授在20世纪80年代初首先提出，它得名于“弦通过撑杆对梁进行张拉”这一基本形式，是杂交空间结构在大跨体系中的良好尝试。
张弦梁结构是由上弦刚性拱（或组合桁架）、撑杆以及下弦柔性索组成的自平衡受力体系，其合理地将各种构件（抗拉、抗压、抗压弯）组合在一起，充分发挥了其各自的材料力学性能，因而整个体系具有许多良好的受力性能。
例如，弦的预应力使结构产生反挠度，故结构在荷载作用下的最终挠度可以减小，从而提高结构的整体刚度。
撑杆对抗弯受压构件提供弹性支撑，改善后者的受力性能。
本设计采用目前应用较为成熟的结构分析软件SAP2000进行了各种工况下的分析。
根据相关规范验算了所有杆件在各种工况下的强度、稳定及刚度等。
同时应用MIDAS软件对其计算进行了复核，计算结果基本一致。
2、设计依据的规范及规程1）《预应力钢结构技术规程》（CECS212-2006）2）《建筑结构荷载规范》（GB50001-2001）（2006年版）3）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008年版）4）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）5）《建筑钢结构焊接与验收规程》（JGJ81-91）6）《钢结构工程施工与验收规范》（GB50205-95）7）《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50221-95）3、荷载计算1）恒载玻璃荷载及其计算：17.5/1000×26=0.455kN/m2；遮阳系统荷载：0.25 kN/m2；檩条荷载：0.13 kN/m2；排烟窗系统荷载：0.2 kN/m2。
例题张弦结构分析2 例题. 张弦结构分析概要此例题将介绍利用midas Gen做张弦结构分析的整个过程，以及查看分析结果的方法。
例题的建模部分可以参见midas Gen初级培训的网架建模步骤，这里不再做介绍。
通过该例题希望用户能够了解做张弦结构分析的一般步骤和过程，重点是让用户了解在midas Gen中施加和调整索单元张拉力的方法、几何非线性分析的设置及如何对带有索单元的结构进行弹性反应谱分析。
张弦结构概述张弦结构是将上弦刚性受压构件通过撑杆与下弦拉索组合在一起形成自平衡的受力体系，是一种大跨度预应力空间结构体系。
张弦结构上弦刚性构件可以是实腹式梁，也可以是格构式桁架，据此对不同的张弦结构可称作张弦梁或张弦桁架。
本例题中介绍的模型使用张弦桁架。
张弦结构的特点张弦结构在保证充分发挥索的抗拉性能的同时，由于引进了具有抗压和抗弯能力的桁架或梁而使体系的刚度和稳定性大为增强。
对张弦结构中索施加一定的预拉力，这既可使索具有适当的初始绷紧度，也可对索与桁架或梁之间的受力比例进行必要调整；既充分发挥了索的抗拉能力，又调整了桁架或梁的内力分布（使桁架或梁中的内力分布趋于均匀）张弦结构的形态定义张弦结构像悬索结构等柔性结构一样，根据张弦结构的加工，施工及受力特点，通常将其结构形态定义为零状态、初始态和荷载态三种。
例题张弦结构分析（1）：零状态零状态是拉索张拉的前状态，实际上是指构件的加工和放样状态，通常也称结构放样态。
当索张拉完毕后，结构上弦构件的形状将发生偏离，从而不能满足建筑的要求，因此，张弦结构上弦构件的加工放样要考虑这种索张拉后带来的变形影响，这是张弦结构要进行零状态定义的原因。
（2）：初始态初始态是拉索张拉完毕后，结构安装就位的形态，通常也称预应力态。
初始态是建筑施工图中所明确的结构外形。
（3）：荷载态荷载态是外荷载作用在初始态结构上发生变形后的平衡状态。
张弦桁架在midas中的计算此例题的分类及各自的步骤如下:一、已知索单元初拉力的情况下，求索单元的拉力变化及结构的变形。
张弦梁结构的静力分析方法与应用张弦梁结构是一种常见的工程结构，在建筑、桥梁、风力发电机等领域得到广泛应用。
静力分析是对结构力学行为的研究，通过对张弦梁结构进行静力分析，可以获得结构的应力、应变、位移等关键参数，从而评估结构的性能和安全性。
本文将介绍张弦梁结构的静力分析方法及其应用。
一、张弦梁结构的静力分析方法1. 张弦梁结构的基本原理张弦梁结构由上下两个弦和中间的横梁组成，上下弦之间通过横梁相互连接。
在静力分析中，可以将张弦梁结构化简为一个受力平衡的系统，通过力平衡方程求解结构的静平衡条件。
2. 张弦梁结构的受力分析在进行静力分析时，需要确定张弦梁结构受力的方式和受力点的位置。
通常采用的方法是将结构分解为若干个简化的单元，然后对每个单元进行受力分析，最后将各个单元的受力结果进行整合。
3. 张弦梁结构的计算模型为了进行静力分析，需要建立张弦梁结构的计算模型。
计算模型通常包括结构的几何形状、材料特性、约束条件等参数。
常用的计算方法有有限元法、刚度法和变分原理等。
其中，有限元法是一种广泛应用的计算模型，通过将结构离散化为有限个小元素来计算结构的变形和应力。
4. 张弦梁结构的边界条件在静力分析中，边界条件是非常重要的。
边界条件包括结构的支座约束和受力条件。
在实际工程中，根据结构的实际情况确定边界条件是进行准确分析的基础。
二、张弦梁结构静力分析的应用1. 结构设计优化静力分析可以帮助工程师评估张弦梁结构的性能，并进行设计优化。
通过改变结构的几何形状、材料特性等参数，可以优化结构的刚度、强度和稳定性等指标，实现结构的轻量化和节能减排。
2. 结构安全评估静力分析可以帮助评估张弦梁结构的安全性。
通过计算结构的应力和应变情况，可以判断结构是否满足设计要求，并及时采取相应的加固措施，确保结构的安全运行。
3. 施工过程控制静力分析可以用于张弦梁结构的施工过程控制。
通过对结构在不同施工阶段的受力情况进行分析，可以指导施工过程中的支撑和拆卸，保证结构的稳定性和安全性。
应用多向张弦梁结构的建筑工程案例分析引言：多向张弦梁结构是一种在建筑工程中常用的结构形式，它具有承载能力强、刚度高、适应性广等特点，被广泛应用于桥梁、体育场馆、展览馆等建筑工程领域。
本文将结合实际案例，对应用多向张弦梁结构的建筑工程进行分析，探讨其设计原理和施工过程。
一、案例背景本案例是一座体育馆工程，该体育馆为了满足大型体育比赛和演出的要求，采用了多向张弦梁结构。
该结构通过合理分布张弦梁和斜拉杆，达到了支撑大跨度的目的，且不受其自重的影响。
二、结构设计原理多向张弦梁结构的设计原理主要包括三个方面：结构布置、内力分配和荷载传递。
本案例中，结构布置首先考虑到体育馆内部视野的要求，通过合理的布置保证观众可以有较好的视野；内力分配是指将荷载合理地分配到张弦梁和斜拉杆上，使得各个构件承受的力均衡；而荷载传递则是通过张弦梁和斜拉杆将荷载传递到基础上，使整个结构得以稳定支撑。
三、结构材料选择在多向张弦梁结构设计中，结构材料的选择至关重要。
本案例中，梁槽、张弦梁和斜拉杆均采用高强度钢材制造，以保证结构的承载能力和稳定性。
同时考虑到体育馆使用寿命的要求，采用防腐蚀涂层对结构进行处理，以延长材料的使用寿命。
四、施工过程多向张弦梁结构的施工过程包括结构安装、张拉和调整。
首先进行基础施工，确保基础的稳定性；然后，根据设计图纸安装支撑系统和连杆，通过张拉设备对张弦梁和斜拉杆进行预拉力调整；最后，对整个结构进行调整，确保结构水平、垂直平整。
五、结构优势与应用前景多向张弦梁结构具有很多优势，首先是其承载能力强，可以支撑大跨度的建筑工程，提高了空间利用效率；其次是结构刚度高，可以抵御自然灾害如地震等的冲击；此外，张弦梁结构具有优美的造型和良好的适应性，可以满足不同建筑用途的需求。
针对多向张弦梁结构的应用前景，随着人们对建筑空间利用率和建筑美学的要求不断提高，多向张弦梁结构将会得到更为广泛的应用。
未来的建筑工程中，多向张弦梁结构可以应用于体育场馆、剧院、大型展览馆等建筑项目，为人们提供舒适、安全、美观的建筑环境。
midas gen在张弦结构中的应用解释说明1. 引言1.1 概述本文将介绍Midas Gen在张弦结构中的应用。
张弦结构作为一种常见的结构形式，在桥梁、楼梯等领域得到广泛应用。
Midas Gen作为一款专业的工程分析和设计软件，提供了强大且全面的功能，可以有效辅助工程师进行张弦结构的建模、分析和设计优化。
本文将探讨Midas Gen在张弦结构中的优势，并通过一些实际案例研究来展示其应用价值。
1.2 文章结构本文分为五个部分，具体内容如下：第一部分是引言部分，主要介绍文章的背景和目的。
第二部分将详细介绍Midas Gen在张弦结构中的应用。
这包括对张弦结构和Midas Gen软件进行简介，以及探讨Midas Gen在张弦结构设计中的优势。
第三部分将重点讨论Midas Gen在张弦结构中的分析能力。
其中包括对于建模和材料定义的处理方式，荷载分析和结果解读方法以及动力分析和振动控制方面的能力。
第四部分将通过案例研究和实际应用来展示Midas Gen在张弦结构中的具体操作和效果。
这包括一个张弦桥设计与优化的案例和一个张弦楼梯设计与安全评估的案例。
最后一部分是结论与展望，将对文章进行总结，并探讨Midas Gen在张弦结构领域未来发展前景及挑战。
1.3 目的本文旨在向读者介绍Midas Gen在张弦结构中的应用，并详细说明其分析能力和实际应用效果。
通过阐述Midas Gen的优势和案例研究，希望能够展示其在张弦结构设计领域中的价值，并为工程师提供参考和借鉴。
此外，我们还将探讨Midas Gen在未来发展中可能面临的挑战，以期为该领域的技术进步作出贡献。
2. midas gen在张弦结构中的应用:2.1 张弦结构简介:张弦结构是一种常见的桥梁和建筑结构形式，它采用了由张力组成的主要承载力。
该结构通常由上下张弦系统以及连接它们的横向支撑杆组成。
这种设计使得张弦结构具有出色的承载能力和结构效率。
2.2 midas gen软件介绍:midas gen被广泛应用于工程领域，是一款专业的结构分析与设计软件。
基于张弦梁结构的桥梁工程案例分析在桥梁工程中，张弦梁结构是一种常见且重要的设计形式。
它由弯曲和拉伸的梁材料组成，形成一个“张弦”的结构，能够承受桥梁所受到的荷载并保持稳定。
本文将通过一个具体的桥梁工程案例来进行分析，探讨张弦梁结构在实际工程中的应用和优势。
某城市规划部打算修建一座跨越两岸的河流的桥梁，以便解决居民的出行问题。
在考虑了多种设计方案后，最终决定采用张弦梁结构。
该结构被广泛应用于桥梁工程中，因其设计灵活性、施工便捷性和经济效益而备受青睐。
首先，张弦梁结构的设计灵活性使其适用于多种桥梁类型。
在这个案例中，考虑到该桥梁需要跨越河流，而河流宽度较大，因此需要一种能够支撑大型跨度的结构。
张弦梁结构能够灵活地调整梁的长度和高度，以适应不同的桥梁跨度需求。
这种结构的设计可以根据不同的地理和工程条件进行优化，从而实现在不同环境下的施工和使用。
其次，张弦梁结构的施工相对便捷。
在建设桥梁工程时，施工速度和成本是重要考虑因素。
相比于其他桥梁结构，张弦梁结构的施工时间较短，能够有效缩短施工周期。
张弦梁结构的梁材料可以预先加工制作，并在现场进行简单的组装，大大减少了工程现场对建筑设备和材料的要求。
这种施工方式还能减少对交通和环境的影响，提高了施工效率和施工质量。
此外，张弦梁结构还具有较高的经济效益。
在桥梁工程中，成本是一个重要的考虑因素。
相比于其他桥梁结构如钢箱梁或悬索桥，张弦梁结构的建设成本较低。
这主要得益于它所需的材料少、施工简单和节省的工期。
此外，在桥梁工程中，维修和保养的成本也是一个重要问题。
张弦梁结构的维修和保养相对简单，所需的成本和时间也较低。
在上述案例中，选择基于张弦梁结构的桥梁设计方案不仅满足了规划部的要求，也体现了设计方案的灵活性、施工便捷性和经济效益。
通过合理的设计和施工，该桥梁将有效解决河流两岸居民的出行问题，提高交通运输效率，促进城市发展。
总结起来，基于张弦梁结构的桥梁工程案例分析表明，张弦梁结构在实际工程中具有许多优势。
室内连桥张弦梁计算分析摘要本文介绍了张弦梁结构的受力特点，并结合实际工程对张弦梁的计算过程及结果进行介绍，通过采用合理的结构方案，使其达到了合理的结构效果。
关键词室内连桥张弦梁结构找形分析一、概况张弦梁结构是一种由刚性构件上弦、柔性拉索、中间连以撑杆形成的混合结构体系，其结构组成是一种新型自平衡体系，其结构体系简单、受力明确、结构形式多样、充分发挥各材料的力学性能，制作运输、施工安装简捷方便，因此有很好的发展前景。
张弦梁是通过下弦拉锁中施加预应力的方式来使上部构件反向产生挠度，其在自重下的挠度得以平衡，上弦杆一般采用拱梁或桁架，其反拱所产生的轴向推力也由下弦的抗拉索承担，这样结构整体对支座处的水平推力就变得很小，可以有效减小滑动支座处的水平位置值，所以此种张弦梁结构可充分发挥各材料性能，使其相互协同工作，达到自平衡状态，改善整体结构受力性能。
张弦梁结构的形式很多，根据受力特点可分为平面张弦梁结构和空间张弦梁结构，其中平面张弦梁结构根据上弦构件的形状可以分为三种形式：直线型张弦梁、拱形张弦梁、人字形张弦梁结构；其中单向张弦梁结构是将数榀平面张弦梁结构平行布置，用连接构件将每榀平面张弦梁结构在纵向进行连接，即为单向张弦梁结构，由拱、撑杆、弦和纵向连接构件组成。
二、张弦梁结构分析张弦梁属于一种柔性结构型式，需要根据不同受力阶段的形态确定不同的内力及变形，实际设计过程中分为以下的三种形态：零状态、初始态和荷载态；即根据其实际设计、加工及施工过程不同对待。
零状态，是构件加工和放样形态，也叫放样态，指的是其在张拉前的状态；初始态，是设计施工图中要求的状态，包括其在自身重力作用下的状态，通常是通过张拉拉索，在设计规定的作用力下进行安装，也称预应力状态；荷载态，是结构在外荷载作用发生变形后的状态。
之所以对张弦梁结构进行不同的形态定义是因为其在不同形态下受力及变形是不同的，比如上弦构件按零状态或是初始态给定的尺寸来放样，那么结构在进行拉索张拉时，由于各部位受力不同、刚度等参数不同，结构各构件会出现不同的变形，当张拉完成后，结构上弦的形状已经与初始状态的形状差距很大，明显不能满足建筑的要求，所以实际设计中应按照不同的状态进行不同的设计。
张弦梁结构的荷载特性与分析方法一、张弦梁结构的荷载特性1. 张弦梁的基本特点张弦梁是一种采用张拉杆件和悬挂点连接的结构形式，具有高刚度、轻质化和较大跨度的特点。
由于张弦梁的杆件采用张拉设计，使得梁体内部受力均匀，使整个结构具有很好的均衡性和稳定性。
2. 荷载引起的变形张弦梁在荷载作用下会发生变形，主要包括纵向变形和横向变形。
纵向变形是指梁体产生的长度方向上的变形，而横向变形则是指梁体在荷载作用下产生的弯曲变形。
荷载引起的变形是分析和设计张弦梁时必须考虑的重要因素。
3. 荷载特性张弦梁的荷载特性与荷载类型和作用方式有关。
常见的荷载类型包括静态荷载、动态荷载、集中荷载和分布荷载等。
静态荷载是指稳定作用在梁体上的荷载，动态荷载则是指具有一定频率和振幅的变化荷载。
集中荷载是指作用在梁体上的一个或一组集中力或力矩，而分布荷载则是在梁体上均匀分布的荷载。
二、张弦梁结构的分析方法1. 解析分析方法解析分析方法是根据张弦梁梁体的几何特征、弹性力学理论和力学平衡原理，通过数学分析和计算得出梁体在荷载作用下的变形和内力分布情况。
解析分析方法适用于简单的张弦梁结构，如直梁和等截面梁等。
2. 数值分析方法数值分析方法是利用数学模型和计算机软件对复杂的张弦梁结构进行力学分析。
常用的数值分析方法包括有限元法和有限差分法等。
有限元法是在连续介质力学基础上建立数学模型，将结构离散化为多个小单元，并计算每个小单元的位移和受力情况，通过求解整个结构的位移场和应力场得到结构的响应。
有限差分法则是将结构离散化为网格，通过差分方程的代数方程来求解结构的位移和受力。
3. 实验分析方法实验分析方法是通过实验手段对张弦梁结构的荷载特性进行研究。
常见的实验方法包括静力试验和动态试验等。
静力试验是在已知载荷下测量梁体的变形和应力，用于验证和修正理论分析结果。
动态试验则是在梁体受到动态荷载作用下进行测量，用于研究梁体的振动特性和破坏机制。
4. 结构优化方法结构优化方法是通过改变梁体的几何形状、材料选择、加工工艺和连接方式等，以满足特定的设计要求和荷载要求。
midas例题张弦结构分析例题张弦结构分析M I D A S/G e n1例题2 例题10. 张弦结构分析概要此例题将介绍利用MIDAS/Gen做张弦结构分析的整个过程，以及查看分析结果的方法。
该例题的建模部分可以参见MIDAS/Gen语音资料的弧形网架建模动画，这里不再做介绍。
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张弦结构概述张弦结构是将上弦刚性受压构件通过撑杆与下弦拉索组合在一起形成自平衡的受力体系，是一种大跨度预应力空间结构体系。
张弦结构上弦刚性构件可以是实腹式梁，也可以是格构式桁架，据此对不同的张弦结构可称作张弦梁或张弦桁架。
本例题中介绍的模型使用张弦桁架。
张弦结构的特点张弦结构在保证充分发挥索的抗拉性能的同时，由于引进了具有抗压和抗弯能力的桁架或梁而使体系的刚度和稳定性大为增强。
对张弦结构中索施加一定的预拉力，这既可使索具有适当的初始绷紧度，也可对索与桁架或梁之间的受力比例进行必要调整；既充分发挥了索的抗拉能力，又调整了桁架或梁的内力分布（使桁架或梁中的内力分布趋于均匀）张弦结构的形态定义张弦结构像悬索结构等柔性结构一样，根据张弦结构的加工，施工及受力特点，通常将其结构形态定义为零状态、初始态和荷载态三种。
（1）：零状态零状态是拉索张拉的前状态，实际上是指构件的加工和放样状态，通常也称结构放样态。
当索张拉完毕后，结构上弦构件的形状将发生偏离，从而不能满足建筑的要求，因此，张弦结构上弦构件的加工放样要考虑这种索张拉后带来的变形影响，这是张弦结构要进行零状态定义的原因。
（2）：初始态初始态是拉索张拉完毕后，结构安装就位的形态，通常也称预应力态。
初始态是建筑施工图中所明确的结构外形。
（3）：荷载态荷载态是外荷载作用在初始态结构上发生变形后的平衡状态。
midas,组合结构分析例题5组合结构分析M I D A S/G e n例题组合结构分析2 例题5. 组合结构分析概要此例题介绍使⽤MIDAS/Gen 的反应谱分析功能来进⾏组合结构分析的⽅法。
此例题的步骤如下:1.简要2.建⽴混凝⼟框架模型3.建⽴⽹壳模型4.合并数据⽂件5.设定边界条件6.定义组阻尼⽐7.定义荷载8.输⼊反应谱数据9.定义结构类型10.定义质量11.运⾏分析12.荷载组合13.查看结果14.设计验算例题组合结构分析31.简要本例题介绍使⽤MIDAS/Gen 进⾏组合结构反应谱分析，采⽤了合并数据⽂件的建模⽅法，并使⽤组阻尼⽐计算真实的振型阻尼⽐。
例题模型是⼀个混凝⼟框架—⽹壳组合结构。
(该例题数据仅供参考) 基本数据如下：混凝⼟框架：柱： 400x400 主梁： 200x400 次梁： 150x300 混凝⼟： C30层⾼： 4.0m 层数：1 ⽹壳：上弦： P 165.2x4.5 下弦： P 139.8x4.5 腹杆： P 76.3x3.2 设防烈度：7o（0.10g ）场地：Ⅱ类图1. 分析模型例题组合结构分析4 尺⼨⽰意如下：图2. 混凝⼟框架平⾯⽰意图3. ⽹壳⽴⾯⽰意图4. 整体平⾯⽰意例题组合结构分析52.建⽴混凝⼟框架模型参考Gen ⽤户培训例题1——钢筋混凝⼟结构的建模部分，建⽴混凝⼟框架模型，⽂件保存为“混凝⼟.mgb ”。
图5. 混凝⼟框架模型例题组合结构分析6 3.建⽴⽹壳参考Gen语⾳资料——⽹壳建模，建⽴⽹壳模型，⽂件保存为“⽹壳.mgb”。
图6. ⽹壳模型例题组合结构分析74.合并数据⽂件1 主菜单选择模型>节点>建⽴坐标中输⼊“0，0，0”，适⽤。
图7. ⽹壳模型原点处建⽴节点2 主菜单选择模型>单元>复制和移动点击全部选中，在“移动/复制单元”对话框中，⿏标点击“dx ，dy ，dz ”，在模型中利⽤⿏标将⽹架左下⾓点指向原点（0，0，0），适⽤。
利用MIDAS软件仿真模拟大跨度预应力张弦梁安装摘要：文章结合实际案例阐述了利用MIDAS软件建立空间三维模型，在施工前仿真模拟大跨度预应力张弦梁结构受力，分析施工过程张弦梁应力状态，验证施工方案的可行性，指导过程施工。
关键词：仿真模拟；MIDAS；大跨度；预应力；张弦梁1 工程概况及设计参数1.1工程概况榆林榆阳机场二期扩建工程旅客航站楼等工程建筑面积4.25万平米，航站楼（主楼）楼长172.2米，宽93.2米，屋盖高28米，结构为钢框架+混凝土框架+预应力张弦梁结构屋盖。
其中屋盖单榀钢结构桁架跨度为60米，共15跨，每跨间隔12m。
桁架型钢截面形式主要为□1300（400）×400×36、拉锁采用PIP180×12、PIP500（300）×25、PIP600×25。
图1 张弦梁结构屋盖1.2设计参数结构形式：分叉柱支承体系+预应力张弦梁结构屋盖；主体结构：局部地下室1层，地上2层，2层高度7.35m，砼强度C35，最大屋盖标高约28m；支承体系：整个主楼屋盖由30个树形柱和15个V形柱支承；屋盖结构：主楼屋盖由16榀张弦梁、水平撑杆、钢梁及檩条等构件组成；关键尺寸：分叉柱柱距12.0m，张弦梁跨度48.5m，最大悬挑8.8m；2 钢结构吊装整体思路：根据现场施工安排，航站楼钢结构中间分段采用50吨汽车吊上二层楼板吊装，两端分段采用1台150吨和1台80吨汽车吊在东西两侧吊装，预应力拉索在弦杆、吊杆安装完成后后张拉施工，在主体结构二层楼面布置三条汽车吊吊装行走路线，该路线范围及相邻跨楼板下部脚手架保留至屋盖构件吊装完成。
在场外沿结构外西侧和东侧布置两条施工道路，满足材料运输。
单榀桁架共分为9个单元件，进行现场高空拼接。
3 利用MIDAS软件仿真模拟3.1 吊装机械在楼板上的承载力分析图3 MIDAS软件分析楼板受力状态本工程中，50t汽车吊在F2层楼面进行树形柱和屋盖结构的吊装作业，混凝土楼板厚度130mm，钢筋强度为HRB400，注量尺寸为500mm×1000mm，次梁尺寸为300mm×700mm。
例题
张弦结构分析
M I D A S/G e n
1
例题
2 例题10. 张弦结构分析
概要
此例题将介绍利用MIDAS/Gen做张弦结构分析的整个过程，以及查看分析结果的方
法。
该例题的建模部分可以参见MIDAS/Gen语音资料的弧形网架建模动画，这里不再做介
绍。
通过该例题希望用户能够了解做张弦结构分析的一般步骤和过程，重点是让用户
了解在MIDAS/Gen中施加和调整索单元张拉力的方法、几何非线性分析的设置及如何
对带有索单元的结构进行弹性反应谱分析。
张弦结构概述
张弦结构是将上弦刚性受压构件通过撑杆与下弦拉索组合在一起形成自平衡的受力体
系，是一种大跨度预应力空间结构体系。
张弦结构上弦刚性构件可以是实腹式梁，也可以是格构式桁架，据此对不同的张弦结
构可称作张弦梁或张弦桁架。
本例题中介绍的模型使用张弦桁架。
张弦结构的特点
张弦结构在保证充分发挥索的抗拉性能的同时，由于引进了具有抗压和抗弯能力的桁
架或梁而使体系的刚度和稳定性大为增强。
对张弦结构中索施加一定的预拉力，这既可使索具有适当的初始绷紧度，也可对索与
桁架或梁之间的受力比例进行必要调整；既充分发挥了索的抗拉能力，又调整了桁架
或梁的内力分布（使桁架或梁中的内力分布趋于均匀）
张弦结构的形态定义
张弦结构像悬索结构等柔性结构一样，根据张弦结构的加工，施工及受力特点，通常
将其结构形态定义为零状态、初始态和荷载态三种。
（1）：零状态
零状态是拉索张拉的前状态，实际上是指构件的加工和放样状态，通常也称结构放样态。
当索张拉完毕后，结构上弦构件的形状将发生偏离，从而不能满足建筑的要求，因此，张弦结构上弦构件的加工放样要考虑这种索张拉后带来的变形影响，这是张弦结构要进行零状态定义的原因。
（2）：初始态
初始态是拉索张拉完毕后，结构安装就位的形态，通常也称预应力态。
初始态是建筑施工图中所明确的结构外形。
（3）：荷载态
荷载态是外荷载作用在初始态结构上发生变形后的平衡状态。
张弦桁架在MIDAS中的计算
此例题的分类及各自的步骤如下:
一、在工程中已知索单元初拉力的情况下，加其它荷载进行分析，求索单元的拉力变化及结构的变形。
1.打开建好的张弦桁架模型、输入其它荷载
2.输入索单元的初拉力（即对索单元进行张拉）
3.定义几何非线性分析控制数据
4.运行结构分析
5.查看结果
二、对带有索单元的结构进行反应谱分析
1.打开建好的张弦桁架模型
2.添加各类荷载、设定反应谱及工况
3.使用小位移输入索单元的初拉力（即对索单元进行张拉）
4.运行结构分析
5.查看有关结果
3
例题
4
分析模型与荷载工况
本例题张弦桁架的几何形状、边界条件以及所使用的构件如图1所示。
本例题的边界条件设定为一端铰接，另一端为滑动支座。
本例题中荷载只考虑自重、屋盖作用恒荷载、活荷载、索的初拉力。
(本例题数据仅供参考)
注意：进行几何非线性分析时，需要查看几种荷载按一定的方式进行荷载组合作用后的结果，必须将该荷载组合作为一个工况进行非线性分析，查看该工况的结果。
不能象弹性分析时，直接查看分析后几种单独工况的线性组合结果。
荷载工况 1 – 自重
荷载工况 2 –屋面恒荷载 10kN （节点荷载） 荷载工况 3 –屋面活荷载 5kN （节点荷载）
索初拉力 1000kN
轴侧图
平面图
立面图
图1. 分析模型
输入各种荷载
自重、屋面恒、活荷载的输入
设定荷载工况，输入自重、屋面恒荷载、屋面活荷载。
关于荷载的输入，可以参见平
面网架的例题。
由荷载组合建立荷载工况
需要查看几种荷载按一定的方式进行荷载组合作用后的结果，必须将该荷载组合作为
一个工况进行非线性分析，查看该工况的结果。
MIDAS/Gen中可以通过“荷载>由荷载
组合建立荷载工况”将某一荷载组合生成一种荷载工况，再利用该工况进行分析。
本例题中，假设需要查看的是在1.2倍恒荷载（包括自重）和1.4倍活荷载（即 1.2D+
1.4L）组合下的结果。
图2. 由荷载组合生成荷载工况
5
例题
6 添加索单元的初拉力
主菜单>荷载>初始荷载>大位移>几何刚度初始荷载。
选择好需要加初拉力的索单元后，利用该菜单给索单元加初拉力。
注：在MIDAS/Gen中，进行几何非线性分析（大位移）分析时，给索单元加初拉力的方法有三种：
1、荷载>初始荷载>大位移>几何刚度初始荷载，
2、在建立单元的时候，“单元类型”选择为索单元时，使用无应力长度“Lu”或者
直接加“初拉力”，
3、荷载>预应力荷载>初拉力荷载。
方法一施加的初拉力相当于内力，在查看某一荷载工况下的构件内力时，显示的数值为初拉力和该荷载工况作用下索单元内力两者的合力。
方法二、三施加的初拉力相当于外力。
方法二施加的初拉力，不需要设定为荷载工况，在计算后，查看某工况下的结构内力时，得到的结果是该工况和初拉力共同作用的结果。
方法三需要设定初拉力为某一荷载工况，当需要查看另外一个工况和初拉力共同作用的结果时，要将二者放在同一个工况内，进行非线性计算。
在需要考虑施工过程（例如分批张拉索单元）的时候，可以采用这种方法施加初拉力并设定施工阶段进行分析。
MIDAS/Gen施工阶段的定义可参加相关例题。
图3. 添加索单元的初拉力
7
设定非线性分析控制数据
主菜单>分析>非线性分析控制。
设定几何非线性的分析，选择计算方法、加载步骤数量、子步骤内迭代次数，选择收敛条件。
图4. 非线性分析控制数据
运行分析并查看结果
运行分析后，注意信息窗口里面的提示，如果有不收敛，如图5所示，需要调整“非线性分析控制数据”里面的有关参数。
通过“主菜单>结果>位移>位移等值线”、“主菜单>结果>内力>桁架单元内力”，可
添加“非线性分析荷载工况”，则对该工况使用单独设定的计算方法及加载步骤数量，其余的荷载工况使用“计算方法”中设定的参数。
如果不定义“非线性分析荷载工况”，则“计算方法”中设定的参数对所有工况都适用。
例题
8 以图形方式查看结构的位移、桁架及索单元的内力，分别见图6、图7。
通过“主菜单>结果>分析结果表格>索单元>内力”、“主菜单>结果>分析结果表格>索单元>信息”，可以表格方式查看索单元的内力及有关信息，见图8、图9。
也可以通过“主菜单>结果>分析结果表格>桁架单元>内力”、“主菜单>结果>分析结果表格>桁架单元>应力”
，在“选择类型”中选择“只受拉桁架单元”，点击，也可以查看索单元的内力、应力，见图10、图11。
图5. 信息窗口的提示
图6. 以图形方式显示结构的位移
9
图7. 以图形方式显示索单元的内力
图8. 以表格方式显示索单元的内力
如果只想显示结构中部分单元的内力数值，而其它的构件又要同时显示出来时，可以单击“显示选项”按钮，选择“绘图”下面的“被钝化的目标”，在右边的“选择值”中勾选“显示单元、节点”。
例题
10
图9. 显示索单元的信息
图10. 以表格方式显示索单元的内力
图11. 以表格方式显示索单元的应力
对带有索单元的结构进行反应谱分析
各类荷载的添加、设定反应谱及工况本例题不再重复叙述，可以参见其它学习例题。
索单元拉力的添加
在对带有索单元的结构进行反应谱分析的时候，注意到反应谱分析属于弹性分析，索
单元在分析时等代成桁架单元参与计算。
此时对于索单元初拉力的添加方法是：主菜单>荷载>初始荷载>小位移>初始单元内
力。
见图12。
11
例题
12
图12. 初始单元内力
运行分析并查看结果
本例题中，在这里我们只显示查看振型及周期。
其余结果的查看，可以参考其它例题。
通过“主菜单>结果>周期与振型”，可以图形方式查看各振型的形状，第一振型如图13所示。
通过“主菜单>结果>分析结果表格>周期与振型”，可以表格方式查看各振型的周期、振型参与质量等结果，见图14。
图13. 振型模态图形结果
图14. 周期与振型的表格结果
13。
