midas gen钢结构优化分析及设计

钢结构力学性能分析与设计优化钢结构是一种常用的建筑结构材料，具有高强度、轻质、抗震性能优越等特点，因此得到了广泛的应用。

在钢结构的设计和建造过程中，对其力学性能进行分析和优化是非常重要的。

一、钢结构的力学性能分析钢结构的力学性能主要包括静力性能和动力性能两个方面。

1.1 静力性能分析钢结构在静力荷载作用下的性能分析是设计过程中的关键环节。

通过对结构各部位受力、变形、应力等参数的计算和分析，可以确定结构的安全性能和稳定性。

静力性能分析需要依据相关的力学原理和结构理论，采用数值计算方法进行模拟和分析。

通过刚度矩阵法、有限元法等手段，可以对结构的受力分布、节点位移、应力应变状态等进行详细的分析，从而实现结构的合理设计和优化。

1.2 动力性能分析钢结构在动力荷载下的性能分析主要用于评估结构的抗震性能和动态响应特性。

通过对结构在地震、风荷载等动力荷载下的反应进行模拟和分析，可以判断结构的稳定性、自振频率、不同模态下的动态响应等。

动力性能分析采用动力学理论和振动分析方法，计算和评估结构的模态参数和响应特性。

通过动力荷载的模拟和反应分析，可以确定结构的抗震设计要求，优化结构的刚度、阻尼等参数，提高结构的抗震性能。

二、钢结构设计优化钢结构的设计优化是为了使结构在满足力学性能要求的同时，尽可能节省材料、降低造价、提高工程质量。

设计优化主要包括以下几个方面：2.1 结构材料的选择和优化在钢结构的设计过程中，选择合适的材料是非常重要的。

通过对不同材料的强度、刚度、耐久性、成本等方面进行比较和评估，可以确定最适合的材料。

同时，还可以通过调整材料厚度、截面形状等参数，进一步优化材料的使用。

2.2 结构的几何形状优化钢结构的几何形状对其力学性能有着重要影响。

通过调整结构截面形状、梁柱节点连接方式等参数，可以提高结构的承载能力、刚度和稳定性，减小结构的变形和应力集中，从而优化结构的设计。

2.3 结构构件的优化设计钢结构的各个构件在设计过程中也可以进行优化。

Midas gen在钢结构施工过程中的应用发表时间：2020-12-17T07:52:11.732Z 来源：《建筑学研究前沿》2020年20期作者：刘虹孙晗陆文杰李斯麟[导读] 伴随钢结构在我国建筑层面应用不断深入，其不断创新及发展，使建筑结构日渐复杂，譬如朝高等结构、张拉式结构等，给予建筑实际施工造成严重影响，主要因在实际施工进程中，其构件实际施工与设计施工受力存在偏差，需将施工进程中各构件受力状况予以分析，为设计受力与实际受力保持吻合做以支撑。

中国建筑第四工程局有限公司广东省广州市 510665摘要：伴随经济迅速发展，我国建筑数量及规模不断增加，但大规模建筑建设进程中，产生大量建筑垃圾，对环境造成严重污染，与我国可持续发展理念相悖。

为解决上述矛盾，钢结构建筑与对环境影响较小，为绿色建筑的标志，在我国建筑掀起应用潮流。

Midas系列于2002年入驻我国，凭借自身优势，在国内钢结构建筑中普遍应用，特别为 Midas gen成为工业、民用等建筑首选程序。

本文主要阐述 Midas gen内涵及特征基础上，分析其在钢结构施工中实际应用，力争为钢结构施工做以指引。

关键词：Midas gen；钢结构施工；应用伴随钢结构在我国建筑层面应用不断深入，其不断创新及发展，使建筑结构日渐复杂，譬如朝高等结构、张拉式结构等，给予建筑实际施工造成严重影响，主要因在实际施工进程中，其构件实际施工与设计施工受力存在偏差，需将施工进程中各构件受力状况予以分析，为设计受力与实际受力保持吻合做以支撑。

Midas gen于2002年引入我国之后，拥有人性化建模方式，全方位分析及完善的售后服务功能，被广泛应用于建筑结构设计中，在钢结构实际施工进程中，应用 Midas gen可将施工中钢结构受力状况凸显，进而为钢结构施工提供可靠指导。

一、Midas gen有限元程序软件特征当前已有的大型商业化结构有限元分析软件，其不仅需耗费较高成本，而且具有复杂的英文界面，实际使用进程中流程较为繁琐，给予相关技术人员带来挑战，降低其软件良好应用成效。

midas gen 反应位移法
Midas Gen 反应位移法是一种在结构工程中常用的分析方法。

该方法通过计算结构在加载过程中由于外力或其它因素引起的位移，以评估结构的安全性和可靠性。

反应位移法的基本原理是根据力的平衡条件和材料的本构关系，建立结构的刚度方程，然后利用边界条件和加载条件求解出结构的反应位移。

根据解出的反应位移，可以判断结构是否满足设计要求，进而进行合理的调整和改进。

Midas Gen 反应位移法的应用范围广泛，包括建筑物、桥梁、塔楼等各类工程结构的设计和分析。

这种方法在结构设计和高效分析中起着重要的作用，为工程师提供了有力的支持。

通过使用Midas Gen 反应位移法，工程师可以更加准确地评估结构的性能，并根据分析结果进行优化设计，提高结构的安全性和稳定性。

在地下结构分析中的应用北京迈达斯技术有限公司某地铁车站整体分析设计广州地铁某车站钢结构抗震分析某地铁车站盾构井分析设计某地铁车站结构分析设计某地铁车站出入口实体细部分析某地铁4号线明挖施工分析某地铁车站端部分析设计丰富的单元类型及塑性本构midas Gen提供了除常规的梁单元、板单元外还提供用于模拟土体的平面应变单元、实体单元方便用于模拟土体材料。

当考虑塑性模拟时，midas Gen提供了摩尔-库伦、德鲁克-普拉格等本构。

方便的土体约束施加方法可采用软件内置的“连接”边界条件，用与土体等刚度的弹性边界元（俗称土弹簧）来模拟结构周边的土体，并与结构共同作用，可进行地下结构的反应谱分析和动力时程分析。

Excel与模型联动在施加土体强制位移及按照有限元法确定土体弹簧时，利用Excel与软件表格功能实现快速处理模型。

Excel粘贴土弹簧自动考虑单元尺寸修正midas Gen在定义土体弹性边界时，仅需定义土体的基床系数及弹簧方向，软件自动考虑单元尺寸确定土体弹簧刚度，且能考虑土体的仅受压性质。

荷载施加方便除了与excel联动方便施加土体强制位移，对梁及板还可以方便的施加如土压力、水压力等均布或者三角形、梯形荷载。

丰富的结果输出midas Gen提供了丰富后处理结果。

包含位移、内力、应力及局部方向内力合力等结果。

方便进行配筋设计及生成报告。

输出钢筋混凝土平法配筋简图、配筋率简图、面积简图输出满足国内外规范要求的中英文构件计算书平法配筋输出和中英文构件程序内包含有钢结构、钢筋砼、钢骨混凝土设计功能可对钢管混凝土构件、型钢混凝土构件进行设计和验算单体构件设计和验算结果专业的技术支持分公司技术支持、总公司技术部、开发部共同参与官方技术支持论坛：/bbs 常见问题月刊：“结构帮”及时倾听和解决客户问题，用户满意度高完善的技术服务1.超长混凝土地下结构组合应力弹塑性时程分析-中国建筑科学研究院建筑结构研究所目录①组合结构弹塑性时程分析②地下结构温度裂缝分析③地铁抗震分析④地下结构抗震分析⑤地下贮液池抗震分析⑥深基坑围护结构优化分析⑦桥头堡桩基设计⑧地铁站主体结构设计⑨车站施工阶段分析⑩地铁车站梁柱节点设计地下结构后浇带布置超长混凝土地下结构整体模型1.超长混凝土地下结构组合应力弹塑性时程分析-中国建筑科学研究院建筑结构研究所目录①组合结构弹塑性时程分析②地下结构温度裂缝分析③地铁抗震分析④地下结构抗震分析⑤地下贮液池抗震分析⑥深基坑围护结构优化分析⑦桥头堡桩基设计⑧地铁站主体结构设计⑨车站施工阶段分析⑩地铁车站梁柱节点设计1.超长混凝土地下结构组合应力弹塑性时程分析-中国建筑科学研究院建筑结构研究所目录①组合结构弹塑性时程分析②地下结构温度裂缝分析③地铁抗震分析④地下结构抗震分析⑤地下贮液池抗震分析⑥深基坑围护结构优化分析⑦桥头堡桩基设计⑧地铁站主体结构设计⑨车站施工阶段分析⑩地铁车站梁柱节点设计1.超长混凝土地下结构组合应力弹塑性时程分析-中国建筑科学研究院建筑结构研究所目录①组合结构弹塑性时程分析②地下结构温度裂缝分析③地铁抗震分析④地下结构抗震分析⑤地下贮液池抗震分析⑥深基坑围护结构优化分析⑦桥头堡桩基设计⑧地铁站主体结构设计⑨车站施工阶段分析⑩地铁车站梁柱节点设计结论：组合应力弹塑性时程分析时，假定在各计算时段内，混凝土收缩变形、混凝土变形模量、重力荷载效应、各浇筑段边界约束条件为常量，在总计算时长内这些参数均为时间的函数。

钢结构设计优化钢结构设计在建筑工程中扮演着重要的角色，其优化设计可以有效提高结构的安全性、经济性和美观性。

本文将探讨钢结构设计的优化方法，以及在实际工程中如何有效地实施这些方法，从而达到最佳的设计效果。

1. 结构优化设计原则钢结构设计的优化首先要遵循一些基本原则，包括承载力充分、材料利用率高、施工方便等。

在设计过程中，要结合建筑类型、荷载特点及使用功能等因素，合理确定结构体系、截面尺寸等参数，以满足结构的强度和刚度要求，并在经济允许范围内尽量减小结构自重和减小节点连接数量，降低施工难度。

2. 结构参数优化对于钢结构而言，截面尺寸、横截面形状、材料强度等参数都是影响结构性能的重要因素。

通过合理选择这些参数，可以达到结构的最佳设计效果。

在实际工程中，可以采用有限元分析等先进技术手段，对结构进行详细的受力计算和优化设计，从而优化结构形式、减小结构重量、提高结构整体性能。

3. 节点设计优化节点是结构中承载荷载的重要部位，其设计优化至关重要。

在节点的设计中，要考虑节点的承载性能、连接形式、变形控制等因素，确保节点连接牢固可靠、变形合理有利于整体结构的稳定性。

在节点设计中，还要考虑节点的施工便利性和维修性，确保工程实用性和经济性。

4. 施工过程优化在钢结构施工中，施工过程的优化也是优化设计的重要环节。

合理的施工工艺和流程可以提高工程进度，减少施工成本，保证结构的质量和安全。

因此，在进行钢结构设计时，要考虑到施工过程中的各种因素，优化结构形式和参数，以便于施工实施。

5. 结构维护优化钢结构在使用过程中需要进行定期维护和检修，结构的维护优化也是设计的重要内容。

在结构设计中，要考虑结构的易维护性和耐久性，合理安排设备的排布和便利的维修通道，确保结构的长期稳定性和安全性。

结语钢结构设计的优化是一个复杂而综合的工程，需要设计师在结合工程实际情况的基础上，综合考虑结构的各种因素，采用先进的设计方法和技术手段，不断探索创新，才能实现结构设计的最佳效果。

浅谈Midas Civil在桥梁施工临时设施结构中的优化设计摘要：随着我国经济的腾跃式发展，为有效提高国民出行速度，桥梁在交通领域建设中起到的作用越来越重要。

因此，桥梁在交通建设比重越来越多，伴随着桥梁施工经验不断积累，其施工技术与手段也在不断完善成熟，桥梁临时设施结构在桥梁施工阶段扮演着举足轻重的角色，大临结构设计的强度、刚度、稳定涉及桥梁施工每一个安全细节。

文章就采用Midas Civil结构计算软件，对海南省万宁市港北大桥边跨现浇段落地钢管桩支架结构进行优化设计进行阐述，利用该软件建模，对优化的大临结构关键部位进行不同荷载组合受力分析，根据受力计算结果，验证以大截面型钢代替贝雷梁片结构的可行性。

关键字： Midas Civil 落地钢管装支架优化设计1.引言悬臂现浇连续梁桥在我们现实生活中是一种常见的桥梁，其边跨现浇段施工根据过渡墩高度不同，临时结构常见有两种，一种是墩身高度较低（一般是≤20m）时，采用落地钢管桩支架，这种情况对地基承载力是有相关要求的，另外一种就是墩身高度很高（一般是＞20m），如果采用落地钢管桩，将致使钢管桩很长，不但造成结构不稳而且浪费资源与施工工期，在此种情况下，只能采取在墩柱上部合适的位置预埋预埋件，制作成固结在墩身上的托架，本文通过优化连续梁桥边跨现浇段施工落地钢管装支架结构设计，为以后相似工程临时设施结构的设计提供一些新思路。

2.结构电算优势随着设计、施工技术水平的提高，跨江、海大桥的建设越来越多，其施工环境也越来越复杂，对于比较低次超静定结构，其手算计算功效及精确度尚能满足工程需求。

但是对于高次超静定结构，由于边界条件较为复杂，各种构件的连接比较繁琐，简化其结构计算模拟起来不但困难，且计算工作量极大，效率低，已经渐渐不适合现在工程高效率，高标准的需求。

因此，寻求更精确，更简便，效率更好的结构计算方法是很有必要的。

本论文所论述的Midas Civil 结构计算软件可以很好的解决该问题。

例题6 转换梁分析和设计1例题转换梁分析和设计2例题. 转换梁分析和设计概要此例题将介绍利用midas Gen进行框架结构转换梁分析和设计的整个过程。

工程中为了简便，有时将转换深梁直接用梁单元模拟。

本例题中为了对比，对转换梁分别采用三种单元（梁单元、板单元和实体单元）进行模拟，以揭示转换深梁与一般浅梁的区别。

此例题的步骤如下:1.简介2.设定操作环境及定义材料和截面3.用建模助手建立模型4.生成框架柱5.楼层复制及生成层数据6.定义边界条件7.输入楼面荷载8.施加横向荷载9.定义结构类型10.定义质量数据11.运行分析12.查看结果例题转换梁分析和设计1.简介本例题介绍使用midas Gen进行转换深梁的分析设计方法。

例题模型为三层钢筋混凝土框架结构。

(该例题数据仅供参考)基本数据如下：1.轴网尺寸：见平面图2.柱: 500mmx500mm3.主梁： 200mmx600mm4.混凝土： C305.层高：一层：4.0m 二～三层：3.5m6.设防烈度：7º（0.10g）7.场地：Ⅱ类图1 分析模型3例题转换梁分析和设计4 2.设定操作环境及定义材料和截面在建立模型之前先设定环境及定义材料和截面1.主菜单选择文件>新项目2.主菜单选择文件>保存:输入文件名并保存3.主菜单选择工具>设置>单位系:长度 m, 力 kN图2 定义单位体系4.主菜单选择特性>材料>材料特性：添加：定义C30混凝土材料号：1 名称：C30 规范：GB10(RC)混凝土：C30 材料类型：各向同性5.主菜单选择特性>截面>截面特性值：添加：定义梁、柱截面尺寸注：也可以通过程序右下角随时更改单位。

例题转换梁分析和设计图3 定义材料图4 定义梁、柱截面6.主菜单选择特性>截面>厚度：添加：定义板厚度，面内和面外：0.25例题转换梁分析和设计6图5 定义板厚度3.用建模助手建立模型主菜单选择结构>建模助手>基本结构>框架：输入：添加x坐标，距离3，重复2；添加z坐标，距离3，重复2；编辑： Beta角，90度；材料，C30；截面，200x600；生成框架；插入：插入点，0，0，0；Alpha，-90。

基于 Midas-Gen对角钢塔设计的模拟分析2.中冶京诚置业长春有限公司长春 130118摘要：随着通信4G、5G逐步普及，各个运营商天线逐渐增加，对原有角钢塔承载能力影响增大。

角钢塔主要承受来自于风荷载产生的水平力，其对风荷载效应的响应随着天线面积的增加而增大。

本文利用Midas-Gen有限元软件模拟风荷载对角钢塔的影响，提出有效的改造方案，为通信工程新基建的建设提供一定参考，防止出现通信角钢塔倒塌事件。

关键词：角钢塔；Midas Gen；风荷载1 概述传统通信塔以角钢塔为主，是一种典型的高耸结构，作用通信工程的基础建设，其成本在基站建设中占比比较大，占基站建设成本的50%以上，角钢塔挂载天线多，若发生结构破坏，将导致区域性通信瘫痪，甚至发生人身安全事故，造成严重的经济损失。

近些年，由于4G、5G技术的迅猛发展，原有的通信系统需要重新改造，添加设备满足升级要求，导致原有角钢塔承载能力不能满足新的使用需求，本文通过Midas-Gen软件模拟在天线荷载增加情况下，对角钢塔的影响，进而确定角钢塔能否继续使用。

Midas-Gen结构分析软件，能够迅速完成角钢塔结构的设计与分析，可对塔桅结构模型的建立过程按阶段进行查看，并可将输出结果直接转换成文本形式。

Midas-Gen软件的优势在于其可充分干预结果的外部条件[1，对于结构分析过程的“可视化”较强，在通信行业结构分析中被广泛应用。

2Midas-Gen有限元模型方式Midas Gen的分析过程分为3个阶段[2]：前处理（模型建立）、分析计算、后处理。

前处理，即建立模型，在此阶段，通过运用节点、单元建立几何模型，定义材料属性及截面尺寸，给予边界约束条件，施加荷载（恒载和活载），对已建立的模型进行有限元单元划分，分析计算（采用运行分析中多波前稀疏高斯求解器），后处理即为计算结果的分析处理（包括应力、变形、反力等），分为云图和表格两种表达形式。

2.1模型建立Midas Gen软件拥有丰富的单元库，可以模拟各种各样的实体模型，角钢塔主要承受的荷载为结构自重引起的压力和风荷载引起的剪力、弯矩，根据角钢塔体的受力特征，可采用塔结构进行角钢塔模拟。

总结了一下MIDAS软件2021-11-2800:05:50|分类：软件|举报|字号订阅Midas系列软件是基于有限元理论的分析和设计软件。

早在1989年，浦项制铁集团就成立了CAD/CAE研发机构，并开始开发Midas系列软件。

信息技术有限公司于2000年9月正式成立。

目前，MIDAS系列软件包括建筑（Gen）、桥梁（民用）、岩土隧道（GTS）、机械（MEC）、地基（SDS）、有限元网格生成（FX+）等多种软件。

midas系列软件发展及功能简介一、midas/gen简介1．发展历程Midas/Gen——建筑结构通用有限元分析与设计软件1989年韩国浦项制铁集团(posco)研发机构开始开发，1996年发布windows版本2000年，我们进入国际市场（中国、美国、加拿大、日本、印度、台湾、中国等）2002年midas/gen完全中文化，并加入2002年新结构规范2021年1月通过建设部评估鉴定2022年11月，它与荷兰和TNODIANA建立了战略联盟，以加强技术领域的合作。

2022年底，在中国，中国建筑工程研究院建筑技术公司、北京研究所、广东研究所、广东研究所等数百家设计、施工、科研院所参与了中国的各种土木工程领域。

上海建工、东北电力学院、东南电网、浙江精工、清华大学、同济大学、东南大学等高校科研机构成为Midas的用户。

对国内外近万个实际大中型工程项目进行了优秀的分析和设计。

2．成功案例：1）上海齐中国际网球中心：中国第一个开放式和封闭式屋顶，上海建筑设计研究院有限公司2)奥运会主体育场（鸟巢）：钢结构优化设计，中国建筑设计研究院3)国家游泳中心（水立方项目）：中建国际设计顾问公司4)北京国际机场扩建：北京建筑设计院5)广东佛山体育馆：广东省建筑设计院6）大连国际贸易中心：大连建筑设计院（超高：348m）7）北京电视台：（北京院-巨型钢框架柱桁架支撑结构体系）8）江苏利港煤仓：东北电力设计院（特殊结构：高50m，直径40m）9）成功应用于2002年韩日世界杯8座体育场馆和5000多个大中型实用项目3。

• 4•通信塔桅是属于一种具有极为明显高耸结构的典型信号塔，其也是实现通信工程中信号传输的重要基础组成部分。

通常通信塔桅的基站建设中土建部分较多，通信塔桅结构占整体基站土建部分的超过50%近60%，通信塔桅结构的稳定性是直接影响其覆盖区域内通信息号传输稳定的重要载体，如果通信塔桅的结构遭到破坏则必然会影响到通信信号传输的质量，影响用户的正常使用，为通信运营商带来很大的经济损失。

甚至会因整体结构的破坏而带来严重的人身安全威胁。

近年来，城市化建设规模不断扩大，而且对于通信的需求也越来越多，很多地区的城市现有的通信塔已经逐渐无法满足当前的通信需求。

因此在经济发展和城乡建设以及建设环境的转变推动下，通信塔的数量和通信技术以及覆盖范围等方面也在不断的升级，无论是原有的通信塔还是新通信塔的建设都需要在整体结构体系上进行细致的研究，尤其原有的通信系统要想改造就必须要添置一些现代的先进设和通信设施。

而原有的通信塔本身的塔桅结构已经无法提供更多的承载力来满足新设备要求的负载，因此需要对已有的通信塔进行升级改造，也需要进行新的通信塔桅结构设计。

这也是处于通信工程建设成本的有效节约考虑。

因此需要重新进行通信塔安全性评估，采用先进的评估方法和设计软件进行就旧塔材的结构加固改造和新通信塔结构在原设计图纸上进行优化，以此来促进经济成本的节约和避免材料成本的浪费。

文章将通过在通信塔桅结构设计上所采用的迈达斯有限元分析软件对旧塔身和原有设计图纸上的结构模型进行还原并在新的荷载标准要求下做出应力分析，进而得出通信塔桅结构设计和塔身材料安全稳定性以及如何进行塔身加固和结构合理性优化的方案。

1 关于Midas-Gen的概念和应用优势1.1 Midas-Gen概念Midas-Gen 有限元结构分析设计软件是一款能够提高和迅速完成结构上的分析与设计的现代化计算机软件。

目前在建筑行业尤其针对土木结构的建筑工程项目当中应用极为广泛，其能够针对结构模型的建立过程进行逐步的阶段性查看，并将最终的数据输出结果以文字的形式呈现。

midasGen-平板网架的分析设计1例题平面网架的分析设计2 例题. 平面网架的分析设计概要此例题将介绍利用midas Gen做平面网架的分析设计过程，以及查看结果的方法。

此例题的步骤如下:1.简介2.设定操作环境及定义材料和截面3.建立网架的一个锥体4.形成平面网架5.生成柱6.定义边界条件7.加荷载8.输入反应谱分析数据9.将荷载转换为质量10.运行分析11.荷载组合12.查看振型形状及各振型所对应的周期13.查看反力、位移及内力14.一般设计参数15.钢构件截面验算16.查看钢构件设计结果简图17.查询及材料统计例题平面网架的分析设计31.简介本例题介绍使用midas Gen 进行平面网架结构的分析和设计的方法。

基本数据如下：上弦：P140×4.5 ? 下弦: P102×3.5 ? 腹杆：P50×2.5 ? 柱：HW200×204×12/12 ? 钢材： Q235 ? 柱高： 5m设防烈度：8o（0.20g ）场地：Ⅱ类图 1 平面图图 2 立面图例题平面网架的分析设计4图3 标准视图2.设定操作环境及定义材料和截面在建立模型之前先设定环境及定义材料和截面1.主菜单选择文件>新项目2.主菜单选择文件>保存:输入文件名“平板网架”并保存3.主菜单选择工具>设置>单位系:长度 m, 力 kN例题平面网架的分析设计5图4 定义单位体系4．主菜单选择特性>材料>材料特性值添加：定义Q235钢材材料号：1 名称：Q235 设计类型：钢材规范：GB03(S) 数据库：Q235 材料类型：各向同性点击确认按钮注：也可以通过程序右下角随时更改单位图5 定义材料注：也可以通过程序左侧树形菜单“模型>材料和截面特性>材料”来定义材料。

同样，其他操作也可通过左侧树形菜单实现。

例题平面网架的分析设计65．主菜单选择特性>截面>截面特性值添加：定义上弦、下弦和腹杆、柱截面尺寸上弦：P140×4.5下弦: P102×3.5腹杆：P50×2.5柱：HW200×204×12/12图6定义截面注：快捷键可通过主菜单“工具>用户自定义>自定义>键盘”实现。

w w w.M i d a s U s e r.c o m钢结构安装过程施工阶段分析2钢结构安装过程施工阶段分析1、分析背景 (1)2、实际案例 (1)3、建模要点 (2)4、施工过程分析 (3)5、分析结果 (6)钢结构施工过程施工阶段分析钢结构安装过程施工阶段分析1、分析背景合理的施工方案和科学分析是保证结构安全经济的重要手段。

空间结构在世界范围内得到广泛应用的同时，其体系越来越新颖、形式越来越复杂，跨度也越来越大，对施工技术相应提出了越来越高的要求。

空间结构的施工过程是一个伴随结构形态和受力状态不断变化的动态过程，会出现体系转换、施工荷载加载和卸载等情况，这些都会大大影响结构内力，因此结构的最危险状态往往出现在施工过程中，传统的分析设计方法以使用阶段的结构作为研究对象，不考虑施工过程的影响，不能反映施工阶段真实的受力特点。

《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91第5.1.7条规定：“安装方法选定后，应分别对网架施工阶段的吊点反力、挠度、杆件内力、提升或顶升时支承柱的稳定性和风载下网架的水平推力等项进行验算，必要时应采取加固措施。

”因此，在实际施工过程，我们对结构施工过程中的内力、挠度进行观测，将实测值与理论仿真分析的结果作比较，如果发现较大偏差可采取有效措施进行调整。

这样才能保证结构施工的安全性，保证结构施工满足设计的要求。

2、实际案例本例中，钢结构大屋盖施工安装采用高空拼装、等标高直线累计滑移技术，其中桁架下弦面设置滑移通道。

工程分6榀桁架逐一拼装，顺次滑移进行安装，主要荷载为自重。

同时考虑千斤顶临时支点的布置和释放对钢结构安装过程进行模拟计算。

1钢结构安装过程施工阶段分析2图1 基本模型3、建模要点：（1）定义结构组图2 施工组1 图3 施工组2图2：第一榀桁架单元赋给一个结构组“施工组1”（自命名）； 图3：第二榀桁架单元赋给另一个结构组“施工组2”； 以此类推，6榀桁架单元分别赋给6个结构组；变壁厚水池分析与设计3（2）定义边界组图4 滑移步1 图5 滑移步2图4：第一榀桁架架设在滑道上，将边界约束赋给一个边界组“滑移步1”（一端约束X 、Y 、Z 向位移，另一端约束Z 向位移）；图5：第二榀桁架与第一榀桁架对接时，对接节点由千斤顶顶起至设计标高，相应支点约束采用结构变形前的支承位置，约束Z 向位移；以此类推，千斤顶的布置与释放通过边界约束来实现，同时分别赋给不同的边界组。

主要计算参数在midas Gen中的设置和重要设计指标的输出midas Gen是针对结构体系和构件来设置设计参数，不同于SATWE中参数集中输入的方式。

刚使用midas Gen时，有时会不清楚设置参数的位置。

本文简要总结了主要计算参数、设计指标在midas Gen中的实现，供参考。

设计中关注的要点如下：1 周期折减系数2 计算振型数3 梁刚度放大系数4 连梁刚度折减系数5 梁端弯矩调幅系数6 框剪结构的0.2Q0调整7 周期比8 位移比9 剪重比10 层刚度比11 刚重比12 楼层受剪承载力13 层构件剪力比-----------------------------------------------------------------------------------------------------1、周期折减系数高规强条 3.3.16要求计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑非承重墙体的刚度影响。

由于建模时不建立填充墙，造成结构的刚度偏小，因为计算得到的自振周期较实际的偏长，按这一周期计算得到的地震力偏小。

故周期折减系数对计算的自振周期进行折减，从而对地震力进行放大考虑。

midas Gen实现：在定义反应谱荷载工况的对话框中，可进行输入。

如图1。

图1 周期折减系数2、计算振型数高规5.1.13条“……且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%”。

midas Gen中实现：在分析->特征值分析控制中设置，选择分析类型，输入振型数量。

如图2。

图2 计算振型数量计算完毕后，在结果->分析结果表格->周期与振型中查看振型参与质量，看是否X和y向平动，z向扭转参与质量合计超过90%。

如超过，则说明振型数量足够，否则需加大振型数量。

有时，会遇到子空间迭代法算很多阶振型，振型参与质量仍不满足大于90%的要求，这时可改为Lanczos法或多重Ritz向量法，会容易达到要求。

利用Midas-Civil 优化钢栈桥结构设计杨闯邵刚漆涛乔志娜李臣发布时间：2023-05-28T08:59:54.006Z 来源：《建筑实践》2023年6期作者：杨闯邵刚漆涛乔志娜李臣[导读] 本文以漩水沱岷江特大桥钢栈桥为例，建立Midas-Civil 有限元模型，模拟分析实体结构受力，并通过分析有限元模型得出的数据，优化初始设计方案。

经实际施工证明，Midas-Civil 的预测数据与实际检测数据大致相符，为判断钢栈桥结构设计合理性提供有力依据，优化结果具有良好的经济效果。

(中国建筑一局（集团）有限公司，成都 610023)[摘要]：本文以漩水沱岷江特大桥钢栈桥为例，建立Midas-Civil 有限元模型，模拟分析实体结构受力，并通过分析有限元模型得出的数据，优化初始设计方案。

经实际施工证明，Midas-Civil 的预测数据与实际检测数据大致相符，为判断钢栈桥结构设计合理性提供有力依据，优化结果具有良好的经济效果。

[关键词：] Midas-Civil；钢栈桥；有限元模型；结构优化引言钢栈桥施工简洁方便，结构安全可靠，计算模型简单，因此被广泛运用在水上桥梁施工中。

作为大型临建，钢栈桥需要平衡安全、经济两大问题，利用 Mi⁃ das-Civil 建立有限元模型模拟实际受力情况，可以为以上问题的解决提供新思路[1- 3]。

在保证钢栈桥安全稳定的前提下，最大程度的进行结构形式简化，避免材料浪费，提高经济实用性。

本文以漩水沱岷江特大桥钢栈桥为例，在 Midas-Civil 中建模分析，优化其结构设计，对具有类似地质情况地区的钢栈桥结构设计具有借鉴意义。

1 工程概述漩水沱岷江特大桥位于乐山市，是连接岷江两岸的特大桥工程。

本项目起点为 K2+717.457，终点为 K4+018.457。

为规划河堤预留桥孔，牟子镇岸引桥跨径加大，采用6×25m 预应力砼简支T 梁+10×40m 预应力砼简支T 梁+3×40m 现浇预应力砼连续箱梁。

w w w.M i d a s U s e r.c o m工业厂房分析设计目录工业厂房分析设计 (2)概述 (2)1、简要 (3)2、建模要点 (4)3、荷载组合说明 (6)4、一般设计参数定义及说明 (6)5、钢构件设计参数定义及说明 (8)6、钢构件设计验算 (10)1工业厂房分析设计2 工业厂房分析设计工业厂房分析设计31、简要此例题介绍使用MIDAS/Gen 对工业厂房的分析设计的方法。

例题模型为钢结构单层的门式刚架厂房。

(该例题数据仅供参考)图1 某门式钢架厂房 基本数据如下：材料： Q235柱截面： HM 488x300x11/18 吊车粱截面： HM 340x250x9/14 变截面刚架粱截面： 538~400x280x6/10 牛腿截面： 600~250x300x6/10 支撑截面： P160x5 系杆截面： P194x12 柱距： 6 m 厂房跨度： 21 m 柱高： 10m 钢梁夹角： 9度设防烈度： 7º（0.10g ） 场地： Ⅱ类吊车参数： 吊车跨度19.5 m ，最大轮压7.9吨，最小轮压2.95吨，吊车轨道高0.134 m ，无制动梁，水平刹车系数0.1，吊车摆动系数0.1工业厂房分析设计42、建模要点1 变截面粱的输入主菜单选择模型>材料和截面特性>截面>添加>变截面，如图2所示：图2 截面2 主菜单选择风荷载的输入对于钢结构厂房，风荷载的输入方法有以下2种：一：人工折算出来，然后分配到粱或者节点上。

二：采用建立虚面的方法，利用给虚面施加压力荷载的方法来替代风荷载。

本模型采用第一种方法，如图3所示：注：模型中变截面有牛腿以及门式刚架粱。

注：虚面是指厚度比较薄以及弹性模量很小的面，仅仅是为了导荷载。

工业厂房分析设计5图3 风荷载输入3 吊车荷载的输入方法以及说明主菜单选择 荷载>吊车荷载分析数据，如图4所示图4 输入吊车荷载数据注：用节点建立车道时要把布置车道的每个节点都点击一次。

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。

钢结构的静力分析与优化设计钢结构作为一种常见的工程结构形式，在现代建筑和桥梁领域中得到广泛应用。

静力分析与优化设计是钢结构设计过程中至关重要的步骤，可以确保结构的安全性、经济性和可持续性。

本文将从分析和设计两个方面，探讨钢结构的静力分析与优化设计。

一、静力分析静力分析是钢结构设计的基础，旨在确定结构在各种荷载作用下的受力情况和变形状态。

在分析过程中，通常采用有限元法、弹性力学原理等方法进行模型建立和受力计算。

静力分析需要考虑以下几个方面：1. 荷载分析：首先需要确定各种荷载的大小和作用位置，如自重荷载、活载、风载、地震荷载等。

通过合理的荷载分析，可以计算出结构在不同荷载组合下的受力情况。

2. 结构模型建立：钢结构通常采用三维空间模型进行分析。

在模型建立过程中，需要考虑结构的几何形态、材料性质以及节点和连接方式等因素，确保模型的准确性和可靠性。

3. 受力计算：结构在荷载作用下会出现一系列受力情况，如轴力、弯矩、剪力等。

通过受力计算，可以确定各个构件的受力大小，并进一步评估结构的安全性和稳定性。

二、优化设计在钢结构设计中，优化设计旨在使结构达到最佳的性能要求，同时尽可能减少材料的使用量和建设成本。

优化设计需要考虑以下几个方面：1. 结构布局设计：优化结构布局是实现结构性能最佳化的关键。

通过合理的布局设计，可以有效减小结构的自重、提高结构刚度和稳定性，进而减少不必要的荷载传递和变形。

2. 截面选型优化：钢结构中的构件截面选择直接关系到结构的受力性能和成本。

通过合理的截面选型优化，可以在满足强度和刚度要求的前提下，减小结构的材料用量，降低工程成本。

3. 连接设计优化：钢结构中的连接方式对于结构的整体性能具有重要影响。

通过优化设计连接方式，可以提高连接的强度和刚度，增强结构的整体稳定性和抗震性能。

4. 结构参数调整：在结构设计过程中，通过调整一些关键参数，如构件尺寸、截面形状等，可以实现结构性能的最佳组合，从而达到优化设计的目的。