midas在钢管雕塑研究中应用

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1、Midas在钢管雕塑研究中应用摘要：应用Midas软件，通过对弧形钢管雕塑模型的建立，对其进行了受力分析及验算，根据分析结果对局部做了适当加强，可为类似结构有限元分析提供一些借鉴。关键词：Midas弧形钢管雕塑有限元分析1工程概况本钢管雕塑属于景观构筑物，位于盘锦市辽河口生态经济区兴辽路-红海滩大桥东西端两侧。构筑物以风帆造型的抽象化艺术处理为总体轮廓，表面肌理以辽河三角洲湿地植物一一芦苇为装饰元素，予以艺术提炼。共计4组，每组形式、尺寸均相同，分别位于红海滩大桥12、30号桥墩两侧,互为镜像关系。主体结构采用Q235B钢管，基础采用桩基础。总高度约38m

2、,下部支点最大跨度约12.3m。建筑效果如图1所示。2模型建立及分析结果2.1主体钢管结构建模首先对建筑提供的cad图进行简化处理，把表面装饰杆件及装饰面板去除，分别手算作为恒载输入模型。同时根据各个管件中心交叉点的坐标建立3维cad模型，确认无误后利用Midas/gen的导入功能导入Midas中。导入时注意cad模型和Midas模型坐标系及单位的统一。钢管雕塑的各个构件均采用梁单元模拟，其中部分单元需要释放端部约束以便更好地反映真实情况。模型共采用节点188个，梁单元222个。竖向主管件采用钢管P900x25（下段）及P900x20（上段），水平管件及下

3、部斜撑采用钢管P600X16边界条件为：下部各杆件均假设嵌固于基础中，即固端约束，如图2所示。图1整体立面图2主体结构空间有限元模型2.2计算中所采用荷载及参数恒载：管件自重按照程序默认的方式计算，表面装饰杆件及面板重量经手动计算后折算成线荷载在各个水平管上输入。活载：取规范活荷载0.5kN/m2和按照当地气象条件计算的雪载及考虑裹冰情况的较不利值输入。风载：分别按照X及Y向输入，考虑到本雕塑位于河谷,故对风荷载做了适当加大。其他参数按照勘察报告提供数据输入。2.3计算结果①位移：荷载组合作用下的位移见图3。由图3及数据可看出，顶部最大位移为276mm。满

4、足《高耸结构设计规范》1/75的要求。②各工况下组合应力最大值如图4所示，可以看出柱为主受力构件，但应力最大处并不在柱底，而在柱子中部和上部，故柱子变截面位置应避开应力最大处。同时可以看出离得最近的两根柱子应力值较大故在设计时做了适当加强(内部灌了一定髙度的混凝土)。水平杆件和斜撑应力比较符合预期，同时也均满足规范要求。■2.4屈曲分析由于本工程柱子为空间倾斜且为弧形，为了了解整体在恒活及风荷载下的稳定性，故又进行了整体钢架的屈曲分析。屈曲分析时以恒、活、风载为初始荷载，结果如表所示:■可以看出，结构稳定具有较高的储备，满足要求。3结论由于本工程空间造型复

5、杂，无法通过常规的软件进行分析，故采用了Midas/gen有限软件进行了建模和分析。通过分析表明，风荷载为主要控制工况，结构的强度刚度稳定均满足要求，并根据分析结果对有针对性的对受力较大的两根柱子加强。参考文献：[1JGB5007-2003,钢结构设计规范.[21GB50135-2006,高耸结构设计规范.[3]杜振华，钟光忠，胡华万.MIDAS在钢混组合截面计算中的应用[J].四川建筑，2010(01).