工业厂房设计中Midas的应用-精品文档.docx

工业厂房设计中Midas的应用摘要：本文以工业厂房为例，利用有限元分析软件MidasGen建立三维空间模型，通过进行模态、反响谱和弹塑性分析，得到地震影响、风荷载下的构造内力、位移、变形，以及构造动力响应，验证Midas能够合理知足工程设计所需，同时又能解决复杂构造设计软件的束缚。关键词：有限元；MidasGen；三维空间；工程设计自上世纪90年代起，计算机科学的飞速进步给诸多行业的发展开拓了一条新的出路，工程建设亦是如此，计算机不仅成功替代了设计人，解决了繁琐的手算难题，并且让计算精度得到保障，随即国内涌现出pkpm、盈建科等优秀的构造设计软件，而随着国内外构造形式趋于多样化、建筑高度也一次次刷新人类记录，人们对工程建设中模型的要求也越来越苛刻，大规模、高精度和高效率成为摆在全世界工程设计人员面前的一道难题，由此，有限元分析技术应运而生并得到迅速壮大，有限元技术能否能真实准确的反响构造荷载下的振动响应，以及怎样正确在工程实例中利用有限元技术成为所有软件开发团队和工程人员合作的焦点。目前国内市场，基于pkpm推出时间最早80年代，软件开发相对最为完善，操作简捷的优势，使其仍处于不可撼动的垄断地位，其不合理、不方便之处，将成为阻碍中国构造设计发展的一道鸿沟，为此，越来越多的设计部门利用etabs、sap2000或midas对pkpm的计算结果进行二次复核，本文就针对常见的工业厂房设计中pkpm二维pk建模的问题，利用midas三维建模进行比拟。1工程大概情况厂房檐沟位置高度：10m，屋脊位置高度：11.7m，单坡屋面，放坡9%，吊车梁位置高度：7.2m，沿厂房纵向通常布置，厂房纵向总长54m分9跨，柱距6m，横向跨度21m。2设计根据（建筑工程抗震设防分类标准）GB50223-2008，（建筑构造荷载规范）GB50009-2012，（建筑抗震设计规范）GB50011-2010，（钢构造设计规范）GB50017-2003，（门式钢架轻型房屋钢构造技术规范）GB51022-2015。3前处理所有钢材均选用Q235B，钢柱HM588x300x12x20，H牛腿变截面600x300x6x10250x300x6x10，两端H钢梁变截面600x300x10x14400x300x10x14，中间段H钢梁400x300x10x14，吊车梁HM340x250x9x14，屋面水平支撑160x5钢管。比照pkpm可知，使用Midas能够将牛腿建在模型中，计算更贴合实际。4设计地震反响谱结合厂房地勘报告，采用加速度反响谱法的抗震分析方法，严格根据（建筑抗震设计规范）GB50011-2010制定出反响谱函数图5。阻尼比0.01，地震分组第1组，地震设防烈度6度0.05g，场地类别类，地震影响系数0.04，场地特征周期0.35s。由此可根据反响谱法计算得到构造的位移、变形情况图6，与pkpm的satwe计算结果相比，能够整体显示构造的变形，且位移与变形可同时显示，便于用户做出判定。MidasGen对工业厂房进行分析计算时，能够将PKPM的PK二维建模以三维的形式合理体现，同时，又能解决pkpm无法在satwe排架构造建模的弊端，尤其对特种构造具有普遍性。将所有影响因素放在一个模型里考虑，考察钢构造厂房多遇地震下弹性或弹塑性变形及振动响应，且计算结果与PKPM相差甚微。由此可见，MidasGen虽进入中国时间不长，但凭借其丰富的功能性、计算的准确性、有好的界面，逐步被国内工程设计人员所接纳，为复杂多样的工业设计带来安全可靠的帮助。