弯矩剪力轴力图
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ANSYS绘制弯矩、剪力、轴力图1.绘制弯矩图建立弯矩单元表。
例如梁单元i节点单元表名称为imom,j节点单元表名称为jmom,ETABLE,NI,SMISC,1 !单元I点轴力ETABLE,NJ,SMISC,7 !单元J点轴力ETABLE,QI,SMISC,2 !单元I点剪力ETABLE,QJ,SMISC,8 !单元J点剪力ETABLE,MI,SMISC,6 !单元I点弯矩ETABLE,MJ,SMISC,12 !单元J点弯矩plls,MI,MJ2.标注弯矩图PLOTCTRLS>>NUMBERING>>SVAL ON即可在画出弯矩图的同时在图上标出弯矩值的大小3.调整弯矩图如果弯矩图方向错误,则绘制弯矩图命令为plls,imom,jmom,-1同一个节点处两边的单元内力有细微差别,导致内力数字标注出现重影。
观察上面整体轴力图也可以发现,一段一段的,好像马赛克,其实上面整体弯矩图也是,不过不是很明显罢了。
这是EULER-BEONOULI梁理论以及ANSYS输出定义造成的(详细原因就不展开了,看看梁理论的书和ANSYS的说明吧)。
为了修正重影和节点两边内力值不一样的问题,遍制了宏文件ITFAVG.MAC命令文件内容如下:!---------------------------------------------------------------------!宏:ITFAVG.MAC(INTERNAL FORCE AVERAGE MACRO)!获取线性单元内力,并对单元边界处的内力进行平衡!输入信息!内力类型:MFORX,MFORY,MFORZ,MMOMX,MMOMY,MMOMZ*ASK,ITFTYPE,'PLEASE INPUT THE TYPE OF INTERNAL FORCE','MMOMY'!需处理的单元包*ASK,EASSEMBLY,'PLEASE INPUT THE COMPONENT NAME OF ELEMENTS TO BE PROCESSED!','EOUTER'!需处理的节点包*ASK,NASSEMBLY,'PLEASE INPUT THE COMPONENT NAME OF NODE TO BE PROCESSED!','NOUTER'!无需处理的节点包*ASK,UNASSEMBLY,'PLEASE INPUT THE COMPONENT NAME OF THE UNCHANGED NODE!(NONE IF THERE'S NO SUCH COMPONENT)','NONE'/POST1!输入信息:内力类型,欲处理单元的集合,欲处理节点的集合!ITFTYPE='MMOMY'!EASSEMBLY='EOUTER'!NASSEMBLY='NOUTER'!按内力类型确定ANSYS输出信息SMISC的编号*IF,ITFTYPE,EQ,'MFORX',THENITFINUM=1ITFJNUM=7*ELSEIF,ITFTYPE,EQ,'MFORY',THENITFINUM=2ITFJNUM=8*ELSEIF,ITFTYPE,EQ,'MFORZ',THENITFINUM=3ITFJNUM=9*ELSEIF,ITFTYPE,EQ,'MMOMX',THENITFINUM=4ITFJNUM=10*ELSEIF,ITFTYPE,EQ,'MMOMY',THENITFINUM=5ITFJNUM=11*ELSEIF,ITFTYPE,EQ,'MMOMZ',THENITFINUM=6ITFJNUM=12*ELSE*ENDIF!对不需平均的节点进行处理*IF,UNASSEMBLY,NE,'NONE',THEN!选出不进行处理的节点包并获取不进行处理节点的数目CMSEL,S,UNASSEMBLY*GET,UNNODNUM,NODE,0,COUNT!定义长度为UNNODNUM的数组(UNNOD),以存放选中单元的单元编号*DIM,UNNOD,ARRAY,UNNODNUM!将选中单元的编号按顺序存入数组UNNOD*DO,I,0,UNNODNUM-1,1UNNOD(I+1)=NDNEXT(I)*ENDDO*ELSEUNNODNUM=0*ENDIF!选出所需的单元和节点包CMSEL,S,EASSEMBLYCMSEL,S,NASSEMBLY!获得当前选中单元总数(存入变量SELELENUM)*GET,SELELENUM,ELEM,0,COUNT!定义长度为SELELENUM的数组(ELENUM),以存放选中单元的单元编号*DIM,ELENUM,ARRAY,SELELENUM!将选中单元的编号按顺序存入数组ELENUM*DO,I,0,SELELENUM-1,1ELENUM(I+1)=ELNEXT(I)*ENDDO!获得当前选中节点总数(存入变量SELNODNUM)*GET,SELNODNUM,NODE,0,COUNT!定义长度为SELNODNUM的数组(NODNUM),以存放选中单元的单元编号*DIM,NODNUM,ARRAY,SELNODNUM!将选中单元的编号按顺序存入数组NODNUM*DO,I,0,SELNODNUM-1,1NODNUM(I+1)=NDNEXT(I)*ENDDO!定义所需的线性单元内力ETABLE,节点I的内力存入数组ITNFI,!节点J的内力存入数组ITNFJETABLE,ITNFI,SMISC,ITFINUMETABLE,ITNFJ,SMISC,ITFJNUM!定义所需的结果数组,并将其置零ETABLE,ITNFINEO,SMISC,5SADD,ITNFINEO,ITNFI,,1ETABLE,ITNFJNEO,SMISC,11SADD,ITNFJNEO,ITNFJ,,1*DO,K,1,SELNODNUM,1!处理不需平均的节点INDEX=0*IF,UNNODNUM,GE,1,THEN*DO,J,1,UNNODNUM*IF,NODNUM(K),EQ,UNNOD(J),THENINDEX=1*ELSE*ENDIF*ENDDO*ELSE*ENDIF*DO,J,1,SELELENUM,1!选出和节点K相连的线性单元中,I节点(对线性单元而言)为节点K的单元编号*IF,NELEM(ELENUM(J),1),EQ,NODNUM(K),THENELEI=ELENUM(J)*EXIT*ELSE*ENDIF*ENDDO*DO,J,1,SELELENUM,1!选出和节点K相连的线性单元中,J节点(对线性单元而言)为节点K的单元编号*IF,NELEM(ELENUM(J),2),EQ,NODNUM(K),THENELEJ=ELENUM(J)*EXIT*ELSE*ENDIF*ENDDO*IF,INDEX,EQ,0,THEN*IF,ELEJ,NE,0,THEN !有可能出现ELEJ为0的情况!取出I节点为节点K的单元的I节点端的内力放入参数ETELEI*GET,ETELEI,ELEM,ELEI,ETAB,ITNFI!取出J节点为节点K的单元的J节点端的内力放入参数ETELEJ*GET,ETELEJ,ELEM,ELEJ,ETAB,ITNFJ!平均节点K的单元的I节点端的内力和节点K的单元的J节点端的内力ETAVE=(ETELEI+ETELEJ)/2!将平均后的内力存入结果数组中DETAB,ELEI,ITNFINEO,ETAVEDETAB,ELEJ,ITNFJNEO,ETAVE*ELSE*ENDIF*ELSE*ENDIF*ENDDO/UDOC,1,LOGO,OFFPLLS,ITNFINEO,ITNFJNEO!END OF ITFAVG.MAC(2)对体和面来说,ANSYS默认的结果输出格式是云图格式,而这种彩色云图打印为黑白图像时对比很不明显,无法表达清楚,对于发表文章非常不便。
1、satwe 计算结果中,底层柱墙组合内力的含义及正负号如下规定:
Vx——X向剪力,朝X负方向为正,x正方向为负,单位为kN
Vy——Y向剪力,朝Y负方向为正,Y正方向为负,单位为kN
N ——轴向力,拉力为正,压力为负,单位为kN
Mx——绕X轴弯矩,X负向为正,X正向为负,单位为kN*m
My——绕Y轴弯矩,Y负向为正,Y正向为负,单位为kN*m
弯矩方向为按右手定则确定,即:右手按弯矩转动的方向握去,大拇指所指的方向为弯矩方向。
各力正向如下图所示:
2、基础设计时读取satwe 荷载后,荷载显示中力的含义及正负号如下规定:
Vx——X向剪力,朝X正方向为正,x负方向为负,单位为kN
Vy——Y向剪力,朝Y正方向为正,Y负方向为负,单位为kN
N ——轴向力,压力为正,拉力为负,单位为kN
Mx——绕X轴弯矩,X正向为正,X负向为负,单位为kN*m
My——绕Y轴弯矩,Y正向为正,Y负向为负,单位为kN*m
弯矩方向为按右手定则确定,即:右手按弯矩转动的方向握去,大拇指所指的方向为弯矩方向。
各力正向如下图所示。
验证例题:
1、建一个500x500的柱子,2m高,在柱顶输入活荷载10kN,X正方向;活荷载10kN,Y 正方向,如下图所示:
2、PKPM计算结果,底层柱墙组合内力如下图所示:
3、基础设计时读取satwe 荷载后,显示1.0*恒载+1.0*活载如下图所示。
ANSYS绘制弯矩、剪力、轴力图命令流完全教程1.绘制弯矩图建立弯矩单元表。
例如梁单元i节点单元表名称为imom,j节点单元表名称为jmom,ETABLE,NI,SMISC,1 !单元I点轴力ETABLE,NJ,SMISC,7 !单元J点轴力ETABLE,QI,SMISC,2 !单元I点剪力ETABLE,QJ,SMISC,8 !单元J点剪力ETABLE,MI,SMISC,6 !单元I点弯矩ETABLE,MJ,SMISC,12 !单元J点弯矩plls,MI,MJ2.标注弯矩图PLOTCTRLS>>NUMBERING>>SVAL ON即可在画出弯矩图的同时在图上标出弯矩值的大小3.调整弯矩图如果弯矩图方向错误,则绘制弯矩图命令为plls,imom,jmom,-1同一个节点处两边的单元内力有细微差别,导致内力数字标注出现重影。
观察上面整体轴力图也可以发现,一段一段的,好像马赛克,其实上面整体弯矩图也是,不过不是很明显罢了。
这是EULER-BEONOULI梁理论以及ANSYS输出定义造成的(详细原因就不展开了,看看梁理论的书和ANSYS的说明吧)。
为了修正重影和节点两边内力值不一样的问题,遍制了宏文件ITFAVG.MAC命令文件内容如下:!---------------------------------------------------------------------!宏:ITFAVG.MAC(INTERNAL FORCE AVERAGE MACRO)!获取线性单元内力,并对单元边界处的内力进行平衡!输入信息!内力类型:MFORX,MFORY,MFORZ,MMOMX,MMOMY,MMOMZ*ASK,ITFTYPE,'PLEASE INPUT THE TYPE OF INTERNAL FORCE','MMOMY'!需处理的单元包*ASK,EASSEMBLY,'PLEASE INPUT THE COMPONENT NAME OF ELEMENTS TO BE PROCESSED!','EOUTER'!需处理的节点包*ASK,NASSEMBLY,'PLEASE INPUT THE COMPONENT NAME OF NODE TO BE PROCESSED!','NOUTER'!无需处理的节点包*ASK,UNASSEMBLY,'PLEASE INPUT THE COMPONENTNAME OF THE UNCHANGED NODE!(NONE IF THERE'S NO SUCH COMPONENT)','NONE'/POST1!输入信息:内力类型,欲处理单元的集合,欲处理节点的集合!ITFTYPE='MMOMY'!EASSEMBLY='EOUTER'!NASSEMBLY='NOUTER'!按内力类型确定ANSYS输出信息SMISC的编号*IF,ITFTYPE,EQ,'MFORX',THENITFINUM=1ITFJNUM=7*ELSEIF,ITFTYPE,EQ,'MFORY',THENITFINUM=2ITFJNUM=8*ELSEIF,ITFTYPE,EQ,'MFORZ',THENITFINUM=3ITFJNUM=9*ELSEIF,ITFTYPE,EQ,'MMOMX',THENITFINUM=4ITFJNUM=10*ELSEIF,ITFTYPE,EQ,'MMOMY',THENITFINUM=5ITFJNUM=11*ELSEIF,ITFTYPE,EQ,'MMOMZ',THENITFINUM=6ITFJNUM=12*ELSE*ENDIF!对不需平均的节点进行处理*IF,UNASSEMBLY,NE,'NONE',THEN!选出不进行处理的节点包并获取不进行处理节点的数目CMSEL,S,UNASSEMBLY*GET,UNNODNUM,NODE,0,COUNT!定义长度为UNNODNUM的数组(UNNOD),以存放选中单元的单元编号*DIM,UNNOD,ARRAY,UNNODNUM!将选中单元的编号按顺序存入数组UNNOD*DO,I,0,UNNODNUM-1,1UNNOD(I+1)=NDNEXT(I)*ENDDO*ELSEUNNODNUM=0*ENDIF!选出所需的单元和节点包CMSEL,S,EASSEMBLYCMSEL,S,NASSEMBLY!获得当前选中单元总数(存入变量SELELENUM)*GET,SELELENUM,ELEM,0,COUNT!定义长度为SELELENUM的数组(ELENUM),以存放选中单元的单元编号*DIM,ELENUM,ARRAY,SELELENUM!将选中单元的编号按顺序存入数组ELENUM*DO,I,0,SELELENUM-1,1ELENUM(I+1)=ELNEXT(I)*ENDDO!获得当前选中节点总数(存入变量SELNODNUM)*GET,SELNODNUM,NODE,0,COUNT!定义长度为SELNODNUM的数组(NODNUM),以存放选中单元的单元编号*DIM,NODNUM,ARRAY,SELNODNUM!将选中单元的编号按顺序存入数组NODNUM*DO,I,0,SELNODNUM-1,1NODNUM(I+1)=NDNEXT(I)*ENDDO!定义所需的线性单元内力ETABLE,节点I的内力存入数组ITNFI,!节点J的内力存入数组ITNFJETABLE,ITNFI,SMISC,ITFINUMETABLE,ITNFJ,SMISC,ITFJNUM!定义所需的结果数组,并将其置零ETABLE,ITNFINEO,SMISC,5SADD,ITNFINEO,ITNFI,,1ETABLE,ITNFJNEO,SMISC,11SADD,ITNFJNEO,ITNFJ,,1*DO,K,1,SELNODNUM,1!处理不需平均的节点INDEX=0*IF,UNNODNUM,GE,1,THEN*DO,J,1,UNNODNUM*IF,NODNUM(K),EQ,UNNOD(J),THENINDEX=1*ELSE*ENDIF*ENDDO*ELSE*ENDIF*DO,J,1,SELELENUM,1!选出和节点K相连的线性单元中,I节点(对线性单元而言)为节点K的单元编号*IF,NELEM(ELENUM(J),1),EQ,NODNUM(K),THENELEI=ELENUM(J)*EXIT*ELSE*ENDIF*ENDDO*DO,J,1,SELELENUM,1!选出和节点K相连的线性单元中,J节点(对线性单元而言)为节点K的单元编号*IF,NELEM(ELENUM(J),2),EQ,NODNUM(K),THENELEJ=ELENUM(J)*EXIT*ELSE*ENDIF*ENDDO*IF,INDEX,EQ,0,THEN*IF,ELEJ,NE,0,THEN !有可能出现ELEJ为0的情况!取出I节点为节点K的单元的I节点端的内力放入参数ETELEI *GET,ETELEI,ELEM,ELEI,ETAB,ITNFI!取出J节点为节点K的单元的J节点端的内力放入参数ETELEJ *GET,ETELEJ,ELEM,ELEJ,ETAB,ITNFJ!平均节点K的单元的I节点端的内力和节点K的单元的J节点端的内力ETAVE=(ETELEI+ETELEJ)/2!将平均后的内力存入结果数组中DETAB,ELEI,ITNFINEO,ETAVEDETAB,ELEJ,ITNFJNEO,ETAVE*ELSE*ENDIF*ELSE*ENDIF*ENDDO/UDOC,1,LOGO,OFFPLLS,ITNFINEO,ITNFJNEO!END OF ITFAVG.MAC(2)对体和面来说,ANSYS默认的结果输出格式是云图格式,而这种彩色云图打印为黑白图像时对比很不明显,无法表达清楚,对于发表文章非常不便。
摘要本工程为三层钢框架超市设计,长64.00m,宽30.00m,层高为4.5m,建筑高度为14.4m,建筑面积5760.00m2,综合运用所学专业知识,进行了钢结构建筑设计和结构设计。
主体采用钢框架结构,钢筋混凝土现浇楼板。
首先确定结构方案并进行荷载统计、梁柱截面选择及刚度验算,计算恒载、活载作用下的框架内力,然后计算风载、地震作用下的框架内力,经内力组合后得出构件的最不利组合内力,最后进行梁、柱截面验算、节点设计、楼板、楼板配筋计算,绘制施工图。
计算竖向荷载效应时采用分层法,计算水平荷载效应时采用D值法;在荷载组合时。
考虑以可变荷载效应控制的组合和以永久荷载效应控制的组合方式;在活荷载计算过程中,采用满布荷载法;框架节点设计采用栓焊混合的连接方式。
关键词:建筑设计;钢框架;内力分析;节点设计ABSTRACTBased on the professional knowledge for learned,the building was designed. The works include two parts: architecture design and structure design.This project is commercial building of 3-floors,steel structure,which is located in Xi An. It is 64.00m long, 30.00m wide. The height of story are 4.5m and5m. The height of the whole building is 14.4m.The total area is 5760.00m2.Architecture design tries hard for simple and clear,which has the ages feels and assort with surroundings environment.Steel frame and reinforce concrete floor were used in the structure. Firstly,the size of the beam and column was determined by the type of the structure and the calculation of the loads. Secondly,the inner forces of the frame under the wind load and earthquake load,the dead load,and the living loads were analyzed separately. By the combination of the inner forces,the most dangerous forces can be got,and then the steel beam,steel column,the frame connections and reinforce concrete floor can be designed. After these,the drawing can be made. In the progress of inter force analysis,the vertical forces are calculated by the layer-wise method,and the horizontal forces are calculated by the D method. In the process of the live load calculation,full load is used. Mixed connection with welding and bolts was used in steel frame,and independent foundation under column was adopted.Key Words:architecture design; steel frame; internal force analysis; connection design目录前言 (1)第1章建筑设计 (2)1.1设计任务和设计要求 (2)1.1.1设计任务 (2)1.1.2设计要求 (2)1.2建筑物所处的自然条件 (2)1.2.1气象条件 (2)1.2.2地形、地质及地震烈度 (2)1.2.3水文 (3)1.3建筑物功能与特点 (3)1.3.1平面设计 (3)1.3.2立面设计 (3)1.3.3防火 (3)第2章结构设计 (4)2.1结构方案选型及布置 (4)2.1.1柱网布置 (4)2.1.2结构形式选择 (4)2.1.3楼板形式选择 (4)2.2荷载计算 (4)2.2.1恒荷载标准值 (5)2.2.2活荷载标准值 (5)2.2.3风压标准值 (5)2.2.4雪荷载标准值 (6)2.2.5地震作用 (6)2.3竖向荷载计算 (6)2.3.1屋面恒荷载 (6)2.3.2楼面恒荷载 (6)2.3.3屋面活荷载 (7)2.3.4楼面活荷载 (7)2.4风荷载计算 (8)2.5内力分析 (9)2.5.1截面初选 (9)2.6内力计算 (12)2.6.1竖向荷载标准值作用下 (12)2.6.2风荷载作用下的内力计算 (18)2.7水平地震作用下结构各层的总重力荷载代表值计算 (20)2.7.1墙自重 (20)2.7.2梁,柱重力荷载标准值汇总 (21)2.7.3集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi (22)2.7.4水平地震作用下框架内力合侧移的计算 (22)2.7.5水平地震作用下框架内力计算 (25)2.8内力组合 (28)2.9结构构件验算 (33)2.9.1框架柱的验算 (33)2.9.2框架梁的验算 (37)2.10框架连接设计 (39)2.10.1主梁与中柱Z-1的连接: (39)2.10.2次梁与主梁的铰接连接 (40)2.11柱脚设计 (42)2.11.1中柱柱脚的设计 (42)2.11.2边柱柱脚的设计 (44)2.12楼板计算 (47)总结 (49)参考文献 (50)致谢词 (51)前言本次毕业设计是大学教育培养目标实现的重要步骤,是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教学成果的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。