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迈达斯桁架结构坐标一、引言迈达斯桁架结构是一种常见的建筑结构，它具有良好的稳定性和承载能力，被广泛应用于各种建筑物中。
在设计和施工过程中，准确的坐标是非常重要的。
本文将介绍迈达斯桁架结构坐标的相关知识。
二、什么是迈达斯桁架结构1. 定义迈达斯桁架结构是由许多杆件和节点组成的三维空间框架结构，它可以承受水平和垂直方向上的荷载。
2. 特点迈达斯桁架结构具有以下特点：（1）刚度大：由于杆件之间通过节点连接，使得整个结构具有较高的刚度。
（2）承载能力强：迈达斯桁架结构可以承受较大的水平和垂直方向上的荷载。
（3）造型美观：由于节点之间可以采用不同形状和颜色的杆件连接，因此可以形成各种美观的造型。
三、迈达斯桁架结构坐标1. 坐标系在设计和施工过程中，需要建立一个坐标系，用来描述迈达斯桁架结构的位置和姿态。
一般情况下，采用笛卡尔坐标系或者极坐标系。
2. 坐标表示在迈达斯桁架结构中，每个节点都有一个唯一的坐标表示。
一般情况下，采用三维直角坐标系表示，即（x,y,z）。
3. 坐标计算在设计和施工过程中，需要计算每个节点的坐标值。
一般情况下，采用三角函数等数学方法进行计算。
四、迈达斯桁架结构坐标的应用1. 设计过程中的应用在设计过程中，需要根据建筑物的实际情况确定迈达斯桁架结构的位置和姿态，并计算每个节点的坐标值。
这些信息将被用于制定详细的设计方案。
2. 施工过程中的应用在施工过程中，需要按照设计方案进行组装和安装迈达斯桁架结构。
准确的坐标信息可以帮助工人们正确地安装杆件和节点，并保证整个结构具有良好的稳定性和承载能力。
五、总结本文介绍了迈达斯桁架结构坐标的相关知识，包括定义、特点、坐标系、坐标表示和坐标计算等内容。
在设计和施工过程中，准确的坐标信息是非常重要的，它可以帮助我们制定详细的设计方案和正确地安装迈达斯桁架结构。
桁架结构的受力分析与计算桁架结构是一种由各种杆件连接而成的稳定结构，被广泛应用于建筑、桥梁、航天器等领域。
在设计和建造桁架结构时，受力分析和计算是至关重要的步骤。
本文将介绍桁架结构的受力分析方法，并给出相应的计算步骤。
一、桁架结构的受力分析桁架结构由杆件和节点组成，杆件通常是直线段或曲线段，节点是连接杆件的固定点。
在受力分析中，需要确定每个节点和杆件的受力情况。
1. 节点的受力分析节点是桁架结构中的重要连接点，它承受着来自相邻杆件的受力。
对于单个节点，可以利用力平衡原理来进行受力分析。
首先，在水平方向上，所有受力要素的水平分力之和应等于零；其次，在竖直方向上，所有受力要素的竖直分力之和也应等于零。
通过解这两个方程，可以求得节点的受力。
2. 杆件的受力分析杆件是桁架结构中起支撑作用的构件，它们承受着来自外力和节点的受力。
在受力分析中，需要确定每个杆件的受力大小和方向。
根据静力平衡原理，杆件上的受力要满足力的平衡条件，即合力为零。
可以利用力的合成和分解的原理来进行受力分析，将受力分解为水平方向和竖直方向的分力。
通过解这些方程，可以求得杆件的受力。
二、桁架结构的受力计算在桁架结构的受力计算中，需要根据受力分析的结果来进行具体的计算。
主要涉及到以下几个方面。
1. 材料的选择和强度计算桁架结构中的杆件通常采用钢材、铝材等材料制作。
在进行强度计算时，需要考虑材料的强度和安全系数。
根据结构所受力的种类（拉力、压力或剪力），选择适当的强度计算公式和安全系数。
2. 荷载的计算桁架结构在使用过程中会承受各种形式的荷载，如静荷载、动荷载、地震荷载等。
荷载的计算是桁架结构设计的重要一环。
需要根据设计要求和建筑规范，合理计算各种荷载的大小和作用方向，以确定结构的强度和稳定性。
3. 结构的稳定性计算桁架结构在承受荷载作用时，需要保持结构的稳定性，避免产生倾覆和失稳等安全隐患。
在进行结构的稳定性计算时，需要考虑结构的整体平衡和节段局部稳定性问题。
用MIDAS来做稳定分析的处理方法（笔记整理）对一个网壳或空间桁架这样的整体结构而言，稳定会涉及三类问题：A.整个结构的稳定性B.构成结构的单个杆件的稳定性C.单个杆件里的局部稳定（如其中的板件的稳定）A整个结构的稳定性:1. 在数学处理上是求特征值问题的特征值屈曲，又叫平衡分叉失稳或者分支点失稳特征：结构达到某种荷载时，除结构原来的平衡状态存在外，还可能出现第二个平衡态2：极值点失稳特征：失稳时，变形迅速增大，而不会出现新的变形形式，即平衡状态不发生质变，结构失稳时相应的荷载称为极限荷载。
3：跳跃失稳，性质和极值点失稳类似，可以归入第二类。
B构成结构的单个杆件的稳定性通过设计的时候可以验算秆件的稳定性，尽管这里面存在一个计算长度的选取问题而显得不完善，但总是安全的。
C 单个杆件里的局部稳定（如其中的板件的稳定）在MIDAS里面，我想已不能在整体结构的范围内解决了，但是单个秆件的局部稳定可以利用板单元（对于实体现在还专业文档供参考，如有帮助请下载。
．没有办法做屈曲分析）来模拟单个构件，然后分析出整体稳定屈曲系数。
和A是同样的道理，这里充分体现了结构即构件，构件即结构的道理A整个结构的稳定性:分析方法：1：线性屈曲分析（对象：桁架，粱，板）在一定变形状态下的结构的静力平衡方程式可以写成下列形式：(1)：结构的弹性刚度矩阵：结构的几何刚度矩阵：结构的整体位移向量：结构的外力向量结构的几何刚度矩阵可通过将各个单元的几何刚度矩阵相加而得，各个单元的几何刚度矩阵由以下方法求得。
几何刚度矩阵表示结构在变形状态下的刚度变化，与施加的荷载有直接的关系。
任意构件受到压力时，刚度有减小的倾向；反之，受到拉力时，刚度有增大的倾向。
大家所熟知的欧拉公式，对于一个杆单元，当所受压力超过N=3.1415^2*E*I/L^2时，杆的弯曲刚度就消失了，同样的道理不仅适用单根压杆，也适用与整个框架体系通过特征值分析求得的解有特征值和特征向量，特征值就是临界荷载，特征向量是对应于临界荷载的屈曲模态。
2. 桁架分析概述通过下面的例题,比较内部1次超静定桁架和内、外部1次超静定桁架两种结构在制作误差产生的荷载和集中力作用时结构的效应.内部1次超静制作误差5mm内、外部1次超静定制作误差5mm图 2.1 分析模型➢材料钢材类型：Grade3➢截面数据：箱形截面 300×300×12 mm➢荷载1。
节点集中荷载： 50 tonf2。
制作误差 : 5 mm →预张力荷载（141。
75 tonf)P = Kδ = EA/L x δ = 2。
1 x 107 x 0。
0135 / 10 x 0.005 = 141。
75 tonf设定基本环境打开新文件以‘桁架分析。
mgb'为名存档。
设定长度单位为‘m'，力单位为‘tonf’。
文件/ 新文件文件/ 保存( 桁架分析）工具 / 单位体系长度 > m；力〉tonf↵图 2.2 设定单位体系设定结构类型为 X—Z 平面。
模型/ 结构类型结构类型 > X—Z 平面↵定义材料以及截面构成桁架结构的材料选择Grade3（中国标准)，截面以用户定义的方式输入。
模型 / 特性/ 材料设计类型〉钢材规范 > GB（S） ; 数据库〉Grade3↵模型 / 特性 / 截面数据库/用户截面号( 1 ）；形状〉箱形截面 ;名称（300x300x12 ) ; 用户（如图2.4输入数据）↵图2.3 定义材料图 2.4 定义截面建立节点和单元首先建立形成下弦构件的节点。
正面捕捉点（关）捕捉轴线 (关）捕捉节点 (开）捕捉单元(开）自动对齐(开)模型 / 节点/ 建立节点坐标系（x , y， z ）（ 0, 0, 0 ）图 2。
5 建立节点用扩展单元功能建立桁架下弦。
单元类型为桁架单元。
模型 / 单元 / 扩展单元全选扩展类型 > 节点 线单元单元属性 > 单元类型 > 桁架单元材料〉1: Grade3 ; 截面>1： 300x300x12； Beta 角（ 0 ）一般类型〉复制和移动；复制和移动 > 等距离dx， dy, dz ( 6， 0, 0 ) ; 复制次数（ 3 )图 2.6 建立下弦X Z参考在线用户手册的“单元类型”的“框架单元”部分复制下弦建立桁架上弦.模型 / 单元 / 复制和移动单元单元号（开)单选（单元：2 )形式〉复制; 移动和复制〉等距离dx， dy， dz （ 0， 0， 8 ） ; 复制次数（ 1 ）图 2。
单线铁路下承式栓焊支钢桁梁桥空间分析计算目录第一章计算资料 (1)第一节基本资料 (1)第二节计算内容 (1)第二章桁架梁桥空间模型 (2)第一节调整后的构件截面尺寸 (2)第二节空间模型 (3)第三章恒载和活载作用下竖向变形 (3)第一节恒载作用下的竖向变形 (4)第二节活载作用下的竖向变形 (4)第四章主力和各项附力单独作用下的受力 (5)第一节主力单独作用下的受力 (5)第二节横风荷载单独作用下的受力 (8)第三节制动力单独作用下的受力 (12)第五章主力和各项附力组合作用下的受力 (13)第一节主力和横向附力组合作用下的受力 (13)第二节主力和纵向附力组合作用下的受力 (17)第六章自振特性计算 (19)第一节一阶振型计算 (19)第二节二阶振型计算 (20)第三节三阶振型计算 (20)第四节四阶振型计算 (21)第五节五阶振型计算 (22)第七章总结 (22)第一章计算资料第一节基本资料1、设计规范：铁路桥涵设计基本规范（TB10002D1-2005），铁路桥梁钢结构设计规范（TB10002D2-2005）。
2、结构轮廓尺寸：计算跨度 L= 106.5m，钢梁分10个节间，节间长度 d=L/10=10.65 m，主桁高度 H=11d/8= 14.64 m，主桁中心距 B=5.75 m，纵梁中心距 b= 2.0m，纵联计算宽度 B0= 5.30 m，采用明桥面，双侧人行道。
3、材料：主桁杆件材料 Q345q，板厚≤40mm，高强度螺栓采用 40B，精致螺栓采用 BL3，支座铸件采用 ZG35Ⅱ,辊轴采用 35 号锻钢。
4、活载等级：中—活荷载。
5、恒载：结构自重根据实际计算，明桥面恒载、横向力、纵向力均按照《铁路桥涵设计基本规范（TB10002D1-2005）》6、连接：工厂采用焊接，工地采用高强度螺栓连接，人行道托架采用精致螺栓，栓径均为 22mm，孔径均为 23mm．高强度螺栓设计预拉力 P=200KN,抗滑移系数μ0=0.45。
midas钢结构优化分析及设计例题3 钢框架结构分析及优化设计M I D A S/G e n1例题钢框架结构分析及优化设计2 例题2. 钢框架结构分析及优化设计概要本例题通过某六层带斜撑的钢框架结构来介绍MIDAS/Gen的优化设计功能。
MIDAS/Gen提供了强度优化和位移优化两种优化⽅法。
强度优化是指在满⾜在相应规范要求的强度下，求出最⼩构件截⾯，即以结构重量为⽬标函数的优化功能。
位移优化是针对钢框架结构，在强度优化设计前提下，增加了以侧向位移为约束条件的⾃动设计功能。
本⽂主要讲述强度优化设计功能。
此例题的步骤如下:1.简要2.建⽴及分析模型3.设置设计条件4.钢构件截⾯验算及设计5.钢结构优化设计例题钢框架结构分析及优化设计1.简要本例题介绍MIDAS/Gen的优化设计功能。
例题模型为带斜撑的六层钢框架结构。
(该例题数据仅供参考)基本数据如下：轴⽹尺⼨：见图1柱: HW 200x204x12/12主梁：HM 244x175x7/11次梁：HN 200x100x5.5/8⽀撑：HN 125x60x6/8钢材： Q235层⾼：⼀层 4.5m⼆～六层 3.0m设防烈度：8o（0.20g）场地： II类设计地震分组：1组地⾯粗糙度；A基本风压：0.35KN/m2；荷载条件：1-5层楼⾯，恒荷载 4.0KN/m2，活荷载2.0KN/m2；6层屋⾯，恒荷载 5.0KN/m2，活荷载1.0KN/m2；1-5层最外圈主梁上线荷载4.0KN/m；6层最外圈主梁上线荷载1.0KN/m；分析计算考虑双向风荷载，⽤反应谱分析法来计算双向地震作⽤3例题钢框架结构分析及优化设计4图1. 分析模型图2. 结构平⾯图例题钢框架结构分析及优化设计5图3. ①，③轴线⽴⾯图图4. ①，④轴线⽴⾯图图5. ○B ，○C 轴线⽴⾯图图6. ○A ，○D 轴线⽴⾯图例题钢框架结构分析及优化设计6 2.建⽴及分析模型建⽴模型并进⾏分析运算。
用 MIDAS 学习结构力学1. 连续梁分析概述：比较连续梁和多跨静定梁受均布荷载和温度荷载（上下面的温差）时的反力、位移、内力。
3跨连续两次超静定3跨静定3跨连续1次超静定图 1.1 分析模型➢材料钢材: Grade3➢截面数值 : 箱形截面 400×200×12 mm➢荷载1. 均布荷载 : 1.0 tonf/m2. 温度荷载 : ΔT = 5 ℃ (上下面的温度差)设定基本环境：打开新文件，以‘连续梁分析.mgb’为名存档。
单位体系设定为‘m’和‘tonf’。
文件/ 新文件文件/ 存档(连续梁分析 )工具 / 单位体系长度> m ; 力 > tonf↵图 1.2 设定单位体系设定结构类型为 X-Z 平面。
模型 / 结构类型结构类型> X-Z 平面↵设定材料以及截面：材料选择钢材GB（S）（中国标准规格），定义截面。
模型 / 材料和截面特性 / 材料名称( Grade3)设计类型 > 钢材规范> GB(S) ; 数据库> Grade3 ↵模型 / 材料和截面特性 / 截面截面数据截面号( 1 ) ; 截面形状 > 箱形截面;用户：如图输入 ; 名称> 400×200×12 ↵图 1.3 定义材料 图 1.4 定义截面建立节点和单元：为了生成连续梁单元，首先输入节点。
正面, 捕捉点 (关), 捕捉轴线 (关) 捕捉节点 (开), 捕捉单元 (开), 自动对齐模型 / 节点 / 建立节点坐标 ( x, y, z ) ( 0, 0, 0 )图 1.5 建立节点选择“数据库”中的任意材料，材料的基本特性值（弹性模量、泊松比、线膨胀系数、容重）将自动输出。
参照用户手册的“输入单元时主要考虑事项”用扩展单元功能来建立连续梁。
模型 / 单元/ 扩展单元全选扩展类型 > 节点 线单元单元属性> 单元类型 > 梁单元材料 > 1:Grade3 ; 截面> 1: 400*200*12 ;Beta 角 ( 0 )生成形式> 复制和移动 ; 复制和移动 > 任意间距 方向> x ; 间距 ( 3@5/3, 8@10/8, 3@5/3 ) ↵图 1.6 建立单元输入边界条件3维空间的节点有6个自由度 (Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz)。
钢桁架吊装midas计算书钢桁架自重重（约 240T），几何尺寸大，并且由于周边地理条件筑物尺寸限制，不能用大型汽车吊来完成起吊工作。
为确保能安全、万无一失的完成钢桁架整体安装任务，经多次研究，对各种起吊方案进行比较，我们选用 xx 起重机起吊桁架片。
本吊装工程验算分为两部分，一为吊装过程中桁架的整体稳定性验算，二为吊机安装位置钢柱稳定性验算。
一、吊装过程中桁架的整体稳定性验算吊装桁架采用通用有限元分析软件 midas-GEN 进行计算分析，如图 1 所示，吊点标高位于桁架第三层，标高为 78.850,吊点距离轴线 C 及轴线G 的距离为 2.75 米，距离桁架 DFG 为 1.85米，在距离吊点及吊点内侧 2.125 米处设置桁架的竖向临时固定系杆，系杆的截面为HM390X300X10X16(Q345B),系杆与桁架 SXG ZXG XXG 均刚性连接。
边界条件：平台梁、支撑杆铰接模拟荷载工况：恒载（D）—自重作用，由程序自动计算，考虑连廊主体、节点板、提升器、吊具等重量，自重系数取 1.4；连廊在提升过程中有可能出现不同步的情况，为保证提升过程中的安全可靠，现通过软件来模拟这种不同步现象，模拟时考虑不同步差值为 50mm，分两种情况：不同步情况 1：吊点 1、3 与吊点 2、4 不同步；不同步情况 2：吊点 1、2、3 与吊点 4 不同步；不同步情况 3：吊点 1、2 与吊点 3、4 不同步；不同步情况 4：吊点 1 与吊点 2、3、4 不同步；同步情况：吊点 1、2、 3、4 同步；计算模型如以下图 2 ~6 所示下：各模型计算结果：结论：对以上四种情况进行对比可知，对提升平台来讲，情况 2 最为不利，说明单点不同步比两点及三点不同步影响更不利，而同步提升最为安全，对结构本身来讲，情况 2 产生的附加应力较其他情况要大。
二、吊装过程中固定架的整体稳定性验算如图 7 所示桁架吊装吊机位置图，在 DFG 及 GZ1 标高 83.2m 向上1.2m 处设置悬挑梁安装起重机，起重机钢丝绳距 DFG 中心线为 1.85m。
最近将阳光论坛上的几个常见的问题整理了一下，与大家共勉。
1.在midas中横向计算问题.在midas中横向计算时遇到下列几个问题,请教江老师.1.荷载用"用户定义的车辆荷载",DD,FD,BD均取1.3m,P1,P2为计算值,输入时为何提示最后一项的距离必须为0?2.同样在桥博中用特列荷栽作用时,计算连续盖梁中中支点的负弯距相差很大.其他位置相差不多.主要参数:两跨2X7.5m,bXh=1.4X1.2m,P1,P2取100midas结果支点活载负弯矩-264.99kn.m桥博结果支点活载负弯矩-430kn.m通过多次尝试及MIDAS公司的大力支持，现在最终的结果如下：肯定是加载精度的问题，可以通过将每个梁单元的计算的影响线点数改成6，或者，将梁单元长度改成0.1米，就能保证正好加载到这一点上。
由这个精度引起的误差应该可以接受的，如果非要消除，也是有办法的。
2.梁板模拟箱梁问题腹板用梁单元，顶底板用板单元，腹板和顶底板间用什么连接，刚性？用这个模型做顶底板验算是否合适？在《铁道标准》杂志的“铁道桥梁设计年会专辑”上有一篇文章，您可以参考一下：铁四院康小英《组合截面计算浅析》里面讨论组合截面分别用MIDAS施工阶段联合截面与梁+板来实现，最后得出结论是用梁+板的结果是会放大板的内力。
可能与您关心的问题有相似的地方。
建议您可以先按您的想法做一个，再验证一下，一定要验证！c3.midas里面讲质量转换为荷载什么意思！是否为“荷载转为质量”？在线帮助中这么写：将输入的荷载(作用于整体坐标系(-)Z方向)的垂直分量转换为质量并作为集中质量数据。
该功能主要用于计算地震分析时所需的重力荷载代表值。
直观的理解就是将已输入的荷载，转成质量数据，不必第二次输入。
一般用得比较多的是将二期恒载转成质量。
另外，这里要注意的是，自重不能在这里转换，应该在模型--结构类型中转换。
准确来讲，是算自振频率时（特征值分析）时用的，地震计算时需要各振形，所以间接需要输入质量。
用MIDAS来做稳定分析的处理方法（笔记整理）对一个网壳或空间桁架这样的整体结构而言，稳定会涉及三类问题：A.整个结构的稳定性B.构成结构的单个杆件的稳定性C.单个杆件里的局部稳定（如其中的板件的稳定）A整个结构的稳定性:1. 在数学处理上是求特征值问题的特征值屈曲，又叫平衡分叉失稳或者分支点失稳特征：结构达到某种荷载时，除结构原来的平衡状态存在外，还可能出现第二个平衡态2：极值点失稳特征：失稳时，变形迅速增大，而不会出现新的变形形式，即平衡状态不发生质变，结构失稳时相应的荷载称为极限荷载。
3：跳跃失稳，性质和极值点失稳类似，可以归入第二类。
B构成结构的单个杆件的稳定性通过设计的时候可以验算秆件的稳定性，尽管这里面存在一个计算长度的选取问题而显得不完善，但总是安全的。
C 单个杆件里的局部稳定（如其中的板件的稳定）在MIDAS里面，我想已不能在整体结构的范围内解决了，但是单个秆件的局部稳定可以利用板单元（对于实体现在还没有办法做屈曲分析）来模拟单个构件，然后分析出整体稳定屈曲系数。
和A是同样的道理，这里充分体现了结构即构件，构件即结构的道理A整个结构的稳定性:分析方法：1：线性屈曲分析（对象：桁架，粱，板）在一定变形状态下的结构的静力平衡方程式可以写成下列形式：(1)：结构的弹性刚度矩阵：结构的几何刚度矩阵：结构的整体位移向量：结构的外力向量结构的几何刚度矩阵可通过将各个单元的几何刚度矩阵相加而得，各个单元的几何刚度矩阵由以下方法求得。
几何刚度矩阵表示结构在变形状态下的刚度变化，与施加的荷载有直接的关系。
任意构件受到压力时，刚度有减小的倾向；反之，受到拉力时，刚度有增大的倾向。
大家所熟知的欧拉公式，对于一个杆单元，当所受压力超过N=3.1415^2*E*I/L^2时，杆的弯曲刚度就消失了，同样的道理不仅适用单根压杆，也适用与整个框架体系通过特征值分析求得的解有特征值和特征向量，特征值就是临界荷载，特征向量是对应于临界荷载的屈曲模态。
第三章 MIDAS/CIVIL钢桁梁桥建模及分析3.1概述易学易用，能够迅速、准确地完成类似结构的分析和设计是MIDAS的独到之处。
MIDAS/Civil是针对土木结构，特别是分析预应力箱型桥梁、悬索桥、斜拉桥等特殊的桥梁结构形式，同时可以做非线性边界分析、水化热分析、材料非线性分析、静力弹塑性分析、动力弹塑性分析。
本教程手把手教你如何使用MIDAS/Civil，以64m下承式铁路简支钢桁梁桥为例，详细介绍设定操作环境、建立模型、定制分析选项和查找计算结果的完整过程，旨在引导初学者快速熟悉和掌握MIDAS/Civil的基本操作和使用注意事项。
本教程使用软件版本为2006，为了适应不同习惯的读者，该教程在尽可能多的地方给出了菜单和工具栏两种操作方式；为了使读者快速全面地掌握MIDAS的实际操作，本教程对同样的操作功能在不同的地方给出了尽可能多的实现方法，如对不同选择方式的操作。
本教程中64m下承式铁路简支钢桁梁桥共8个节间，节间长度8m，主桁高11m，基本尺寸如图3. 1所示。
图3. 1 64m下承式铁路简支钢桁梁桥结构的基本尺寸3.2 设定操作环境3.2.1 启动MIDAS/Civil安装完成后，双击桌面上或相应目录中的MIDAS/Civil的图标打开程序，启动界面如图3.2所示，分为主菜单、图标菜单、树形菜单、工具条、主窗口、信息窗口、状态条等部分。
图3.2 MIDAS/Civil的启动界面3.2.2 创建新项目通过选择主菜单的文件→新项目(或者点击工具条按钮)创建新项目，之后选择文件→保存菜单(或者)设置路径保存项目。
3.2.3 定制工具条图3.3 定制菜单对话框选择主菜单的工具→用户定制→用户定制…调出如图 3.3所示定制工具条对话框，在Toolbars选项卡下，通过勾选复选框可以定制符合自己风格的工具条，该教程采用默认选项，点击按钮，关闭对话框。
3.2.4 设置单位体系(1) 在主菜单中选择工具→单位体系，打开单位体系设置对话框，如图XN.4所示。
2. 桁架分析
概述
通过下面的例题，比较内部1次超静定桁架和内、外部1次超静定桁架两种结构在制作误差产生的荷载和集中力作用时结构的效应。
内部1次超静
制作误差5mm
内、外部1次超静
制作误差5mm
图 2.1 分析模型
材料
钢材类型 : Grade3
截面
数据 : 箱形截面 300×300×12 mm
荷载
1. 节点集中荷载 : 50 tonf
2. 制作误差 : 5 mm →预张力荷载(141.75 tonf)
P = Kδ = EA/L x δ = 2.1 x 107 x 0.0135 / 10 x 0.005 = 141.75 tonf
设定基本环境
打开新文件以‘桁架分析.mgb’为名存档。
设定长度单位为‘m’, 力单位为‘tonf’。
文件/ 新文件
文件/ 保存( 桁架分析 )
工具 / 单位体系
长度 > m ; 力> tonf↵
图 2.2 设定单位体系
设定结构类型为 X-Z 平面。
模型/ 结构类型
结构类型 > X-Z 平面↵
定义材料以及截面
构成桁架结构的材料选择Grade3（中国标准），截面以用户定义的方式输入。
模型 / 特性/ 材料
设计类型 > 钢材
规范 > GB(S) ; 数据库 > Grade3↵
模型 / 特性 / 截面
数据库/用户
截面号( 1 ) ; 形状 > 箱形截面 ;
名称(300x300x12 ) ; 用户（如图2.4输入数据）↵
图2.3 定义材料图 2.4 定义截面建立节点和单元
首先建立形成下弦构件的节点。
正面捕捉点 (关) 捕捉轴线 (关)
捕捉节点 (开) 捕捉单元(开) 自动对齐(开)
模型 / 节点/ 建立节点
坐标系 (x , y, z ) ( 0, 0, 0 )
图 2.5 建立节点
用扩展单元功能建立桁架下弦。
单元类型为桁架单元。
模型 / 单元 / 扩展单元
全选
扩展类型 > 节点 线单元
单元属性 > 单元类型 > 桁架单元
材料>1: Grade3 ; 截面>1: 300x300x12 ; Beta 角( 0 )一般类型 > 复制和移动 ; 复制和移动 > 等距离
dx, dy, dz ( 6, 0, 0 ) ; 复制次数( 3 )
图 2.6 建立下弦
X Z
参考在线用户手册的“单元类型”的
“框架单元”部分
复制下弦建立桁架上弦。
模型 / 单元 / 复制和移动单元
单元号(开)
单选(单元: 2 )
形式 > 复制; 移动和复制> 等距离
dx, dy, dz ( 0, 0, 8 ) ; 复制次数( 1 )
图 2.7 建立上弦
输入倾斜杆和竖向杆件。
模型 / 单元 / 建立单元
单元号(关), 节点号 (开)
单元类型 >桁架单元
材料>1: Grade3 ; 截面>1: 300x300x12
交叉分割 > 单元 (关)
节点连接(1, 5) (5, 2) (2, 6) (5, 3) (6, 3) (6, 4)
图 2.8 输入斜杆以及竖向杆件
输入边界条件
3维空间里节点有6个自由度(Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz)。
但结构类型为 X-Z 平面，所以只剩3个自由度 (Dx, Dz, Ry)。
铰支座约束自由度Dx, Dz, 滚动支座约束自由度Dz 。
模型 / 边界条件 / 一般支承
单选 ( 节点 : 1 )
选择 > 添加; 支承条件类型 > Dx, Dz (开) ↵
单选 ( 节点 : 4 ) ; 支承条件类型 > Dz (开) ↵
图 2.9 输入支撑条件
关于支座条件的详细事项参照在线帮助手册的 “自由度约束条件”部分
输入荷载
定义荷载工况
荷载 / 静力荷载工况
名称 ( 节点荷载 ) ; 类型 > 用户定义的荷载（USER）
名称 ( 制作误差 ) ; 类型 > 用户定义的荷载（USER）
图 2.10 输入荷载工况
输入节点荷载
在节点2输入集中荷载50 tonf。
荷载 / 节点荷载s
单选 ( 节点 : 2 )
荷载工况名称> 节点荷载 ; 选择 > 添加
节点荷载 > FZ ( -50 )
图 2.11 输入节点荷载
输入制作误差
长度小了 5 mm 的构件在实际施工时会产生拉力。
为了把这个反映在模型当中,把制作误差换算为初拉力荷载输入到对应的杆件中。
P = Kδ = EA/L x δ = (2.1 x 107 x 0.0135 / 10) x 0.005 = 141.75 tonf
荷载 /预应力荷载/初拉力荷载
单选(单元: 8 )
荷载工况名称> 制作误差
选择 > 添加; 初拉力荷载( 141.75 )↵
8
图 2.12 输入初拉力荷载
复制单元
复制模型 1来建立模型 2. 为了同时复制输入在模型 1的节点荷载、初拉力荷载和边界条件，利用复制节点属性和复制单元属性功能来完成。
模型 / 单元 / 复制和移动单元
全选
形式 > 复制; 复制和移动 > 等距离
dx, dy, dz ( 0, 0, -14 ) ; 复制次数 ( 1 )
复制节点属性 (开), 复制单元属性 (开)
图 2.13 复制单元
模型1
模型2
更改边界条件
为了把模型 2改为外部1次超静定的结构，定义为滑动铰支座的节点的支撑条件修改为限制X方向移
动的铰接条件。
显示
边界条件 >一般支承 (开) ↵
模型 /边界条件/ 一般支承
单选( 节点 :10 )
选择 > 添加
支承条件类型> Dx (开) ↵
图 2.14 变更支座条件
运行结构分析
运行结构分析.
分析/ 运行分析
查看分析结果
反力
比较外部静定结构（模型1）和外部超静定（模型2）的外部节点荷载引起的反力。
可以看出模型 1发生水平 (X축)方向反力。
节点号 (关)
显示
边界条件 > 一般支承 (关) ↵
结果 / 反力 / 反力
荷载工况/荷载组合> ST:节点荷载 ; 反力 > FXYZ
显示类型> 数值 (开), 图例 (开) ↵
数值
小数点以下位数 ( 3 ) ; 指数型(关) ; 适用于选择确认(开↵
图 2.15 对节点荷载的反力
内部初拉力荷载在外部静定的模型 1的情况不产生反力，但模型 2的情况的X 方向的位移自由度被约束而会产生水平方向的反力(FX)。
结果 / 反力 / 反力/弯矩
荷载工况/荷载组合> ST:制作误差 ; 反力 > FXYZ
显示类型 > 数值 (开), 图例 (开) ↵
模型1 模型2 模型1
模型2
图 2.16 初拉力荷载下的反力
查看变形图
查看节点荷载的引起的变形图。
DXZ=22DZ DX +.
结果 /位移/ 位移形状
消隐 (开)
荷载工况/荷载组合> ST:节点荷载 ; 成分> DXZ
显示类型 > 变形前 (开), 数值 (开), 图例 (开) 数值
小数点以下位数 ( 1 ) ; 指数型(开) ; 适用于选择确认时(开) ↵
图 2.17 节点荷载引起的变形图
模型1
模型2
查看内力
首先查看节点荷载产生的轴力（axial force ）。
查看相同荷载作用下的模型1和模型2的内力之差。
结果 / 内力 / 桁架单元内力
荷载工况/荷载组合> ST:节点荷载 ; 选择内力 > 受拉
显示类型 > 变形 (开), 数值 (开), 图例 (开)
数值
小数点以下位数 ( 1 ) ; 指数型(关) ; 显示角度 (关)
适用于选择确认时 (关) ↵
数值的输出位置> 最大值 ↵
图 2.18 节点荷载产生的轴力
选择内力选择 “受拉”则只输出受拉构件的轴力, 选择“受压”则只输出受压构件轴力，选择“全部”则输出全部构件的轴力。
在初拉力荷载下模型1的支座处不产生反力, 所以连接在支座处的构件不产生轴力。
结果 / 内力/ 桁架单元内力
荷载工况/荷载组合> ST:制作误差
选择内力> 全部
显示类型 > 变形 (开), 数值 (开), 图例 (开)
数值的输出位置 > 最大值
模型1
图 2.19 初拉力荷载下的轴力
习题
1.比较下面结构物产生的压力以及拉力情况。
（材料和截面与例题相同）
2.求下面结构在节点荷载和制作误差作用下的各个构件的轴力。
（材料和截面与例题相同）
制作误差。
