YJK在復雜結(jié)構(gòu)設計中的應用T82

2013.11.12YJK在復雜結(jié)構(gòu)設計中的應用工程簡介工程特點軟件選擇結(jié)構(gòu)分析及比較中震下YJK分析結(jié)果關(guān)鍵節(jié)點有限元分析現(xiàn)場施工情況

目錄一、工程簡介

哈爾濱萬達文化旅游城位于哈爾濱市松北新區(qū)，該項目包括室內(nèi)步行商業(yè)街、娛樂樓、超市、滑雪場、滑冰場、電影樂園等業(yè)態(tài)?？偨ㄖ娣e33.7萬平米，其中滑雪場是世界上最大的室內(nèi)滑雪場，建筑面積8萬平方米，長度接近500米。一、工程簡介一、工程簡介一、工程簡介

西區(qū)中區(qū)東區(qū)158米151米173米一、工程簡介二、工程特點跨度大多種材料混合—鋼結(jié)構(gòu)+混凝土結(jié)構(gòu)異形結(jié)構(gòu)—非常規(guī)樓層工程超限—性能化設計預應力設計二、工程特點跨度大滑雪場的跨度超過100米，最大跨度達150米。二、工程特點多種材料混合—鋼結(jié)構(gòu)+混凝土結(jié)構(gòu)西區(qū)中區(qū)混凝土鋼結(jié)構(gòu)二、工工程特特點東區(qū)二、工工程特特點工程超超限—性能化化設計計東區(qū)西區(qū)二、工工程特特點預應力力設計計二、工工程特特點西區(qū)預應力力梁三、軟軟件選選擇主軟件件輔助軟軟件三、軟軟件選選擇主軟件件MIDAS—鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)部分分YJK—鋼筋混混凝土土部分分ABAQUS、ANSYS—節(jié)點分分析輔助軟軟件SAP2000—鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)部分分PKPM——鋼筋混混凝土土部分分四、結(jié)結(jié)構(gòu)分分析及及比較較模型轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換計算結(jié)結(jié)果對對比預應力力設計計基礎設設計四、結(jié)結(jié)構(gòu)分分析及及比較較模型轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換本項目目初期期是用用MidasGen建模計計算，，施工工圖時時，由由Midas轉(zhuǎn)入YJK進行進進一步步的深深化設設計及及施工工圖出出圖。。本工程程利用用YJK開發(fā)的的MidasGen接口，，全面面地實實現(xiàn)計計算模模型與與計算算參數(shù)數(shù)的相相互轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換，，內(nèi)容容涵蓋蓋：材材料、、截面面、工工況、、計算算單元元、荷荷載、、邊界界條件件等。。導入設設置四、結(jié)結(jié)構(gòu)分分析及及比較較YJK三維模模型四、結(jié)結(jié)構(gòu)分分析及及比較較四、結(jié)結(jié)構(gòu)分分析及及比較較MIDAS三維模模型四、結(jié)結(jié)構(gòu)分分析及及比較較四、結(jié)結(jié)構(gòu)分分析及及比較較MidasGen模型導導入YJK后的計計算結(jié)結(jié)果可可能與與MidasGen的結(jié)果果不一一致，，通常常是因因為兩兩個軟軟件在在計算算上的的一些些設置置差異異造成成的，，不一一致時時應作作如下下排查查：剛性樓樓板假假定設設置是是否一一致樓板自自重計計算方方式是是否一一致材料容容重是是否一一致是否有有彈性性支座座丟失失MidasGen中方向向向上上的荷荷載會會轉(zhuǎn)換換成質(zhì)質(zhì)量，，而YJK中方向向向上上的荷荷載會會被自自動過過濾，，不會會轉(zhuǎn)換換為結(jié)結(jié)構(gòu)質(zhì)質(zhì)量。。MidasGen中定義義的梁梁端剛剛域，，對應應YJK中的梁梁端柱柱端剛剛域，，暫時時未能能轉(zhuǎn)入入。MidasGen中定義義的墻墻剛度度系數(shù)數(shù)，對對應YJK中連連梁梁剛剛度度折折減減系系數(shù)數(shù)，，暫暫時時未未能能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入入。。模型型轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換注注意意事事項項四、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析及及比比較較YJK與MidasGen的主主要要振振型型對對比比MIDAS振型型1計算算結(jié)結(jié)果果對對比比YJK振型型1振型型1~振型型6：四、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析及及比比較較YJK振型型2MIDAS振型型2四、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析及及比比較較YJK振型型3MIDAS振型型3四、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析及及比比較較YJK振型型4MIDAS振型型4四、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析及及比比較較YJK振型型5MIDAS振型型5四、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析及及比比較較YJK振型型6MIDAS振型型6四、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析及及比比較較周期MidasYJK誤差12.232.397.2%22.092.236.6%31.952.002.6%41.691.774.7%51.691.68-1.0%61.511.595.2%西區(qū)區(qū)、、中中區(qū)區(qū)MidasGen與YJK周期期對對比比四、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析及及比比較較東區(qū)區(qū)周期MidasYJK誤差12.502.52-1.04%21.791.84-2.84%31.541.67-8.69%41.361.37-0.85%51.141.17-3.28%60.930.920.27%四、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析及及比比較較MidasYJK誤差總質(zhì)量3199423344594.5%MidasGen與YJK總質(zhì)質(zhì)量量、、總總反反力力對對比比總質(zhì)質(zhì)量量四、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析及及比比較較總反反力力節(jié)點編號MidasYJK誤差D+LDLD+L100013044262124528666.2%10003485546475385184-6.3%100055572480560954142.9%10007547951536415794-5.4%100095321443557750116.2%10011610357848186601-7.5%四、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析及及比比較較結(jié)論論：：MIDAS與YJK的計計算算結(jié)結(jié)果果高高度度一一致致。四、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析及及比比較較西區(qū)區(qū)、、中中區(qū)區(qū)上上部部鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)對對下下部部砼砼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生生巨巨大大推推力力，，需需要要對對砼砼部部分分設設置置預預應應力力。。設計計要要點點：：設設計計中中應應進進行行預預應應力力施施工工模模擬擬考慮慮混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的施施工工順順序序，，在在下下部部混混凝凝土土預預應應力力梁梁完完成成張張拉拉并并且且灌灌漿漿后后，，才才會會進進行行上上部部鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的提提升升。。下下部部砼砼梁梁、、柱柱配配筋筋需需要要兩個模型型計算后后取包絡。。四、結(jié)構(gòu)構(gòu)分析及及比較預應力設設計四、結(jié)構(gòu)構(gòu)分析及及比較施加預應應力后鋼鋼結(jié)構(gòu)提提升前的的模型，，此模型型不包括括鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)層四、結(jié)構(gòu)構(gòu)分析及及比較施加預應應力后鋼鋼結(jié)構(gòu)提提升后的的模型，，此模型型包括鋼鋼結(jié)構(gòu)層層KZZ-B8(框支)Shear-XShear-YAxialMx-BtmMy-BtmMx-TopMy-Top(DL)(1)51.7187.3-2937.1-877.61994.646.11739.4(DL)(2)-45.0205.8-8655.1-977.11027.937.71249.8KZ-B104Shear-XShear-YAxialMx-BtmMy-BtmMx-TopMy-Top(DL)(1)642.2-203.8-1100.0583.63343.5-37.81385.4(DL)(2)411.2-173.4-6556.1498.31468.2-30.4214.5四、結(jié)構(gòu)構(gòu)分析及及比較其中的兩兩根柱子子，內(nèi)力力結(jié)果比比較表西、中區(qū)區(qū)樁基計計算結(jié)果果及樁基基布置圖圖四、結(jié)構(gòu)構(gòu)分析及及比較基礎設計計模型導入入YJK后，直接接計算樁樁基礎，，計算結(jié)結(jié)果如下下：樁基布置置圖：四、結(jié)構(gòu)構(gòu)分析及及比較四、結(jié)構(gòu)構(gòu)分析及及比較東區(qū)巨柱柱基礎樁樁反力、、筏板基基礎配筋筋圖基礎樁反反力四、結(jié)構(gòu)構(gòu)分析及及比較筏板配筋筋結(jié)果基礎配筋筋圖四、結(jié)構(gòu)構(gòu)分析及及比較五、中震震下YJK分析結(jié)果果東區(qū)中震震彈性計計算結(jié)果果五、中震震下YJK分析結(jié)果果西、中區(qū)區(qū)小震、、中震、、預應力力、地下下計算結(jié)結(jié)果說明：所所有1800x1800的框柱（（框支柱柱）均按按小震工工況、中中震工況況、預應應力工況況包絡設設計五、中震震下YJK分析結(jié)果果五、中震震下YJK分析結(jié)果果五、中震震下YJK分析結(jié)果果五、中震震下YJK分析結(jié)果果五、中震震下YJK分析結(jié)果果五、中震震下YJK分析結(jié)果果五、中震震下YJK分析結(jié)果果六、關(guān)鍵鍵節(jié)點有有限元分分析典型節(jié)點點1東區(qū)樓面面主桁架架上弦節(jié)節(jié)點典型節(jié)點點2東區(qū)樓面面主桁架架下弦節(jié)節(jié)點典型節(jié)點點3西區(qū)屋面面主桁架架上弦節(jié)節(jié)點典型節(jié)點點4西區(qū)中部部鋼管柱柱與屋面面桁架下下弦節(jié)點點典型節(jié)點點5西區(qū)門式式鋼架上上弦節(jié)點點典型節(jié)點點6西區(qū)門式式鋼架下下弦轉(zhuǎn)角角處節(jié)點點典型節(jié)點點1六、關(guān)鍵鍵節(jié)點有有限元分分析東區(qū)樓面面主桁架架上弦節(jié)節(jié)點六、關(guān)鍵鍵節(jié)點有有限元分分析非抗震工工況：控制荷載載工況：：1.35恒+0.98活最大應力力：節(jié)點1應力最大大值159MPa。(節(jié)點1周圍桿件件應力比比如下圖圖）應力最大大值點位位置：次桁架斜斜腹桿與與主桁架架豎腹桿連接接處，其其余位置置的應力力水平均均低于116MPa。由上圖可可知，節(jié)節(jié)點1周圍桿件件應力比比較其他他桿件應應力比大大的多。。六、關(guān)鍵鍵節(jié)點有有限元分分析地震工況況：大震荷載載工況：：1.2恒+0.6活荷載+0.5豎向地震震+1.3水平地震震最大應力力：在桿件的的角部產(chǎn)產(chǎn)生應力力集中，，最大為為189MPa，節(jié)點區(qū)區(qū)域內(nèi)部部應力最最大值137MPa。地震工況況不起控控制作用用六、關(guān)關(guān)鍵節(jié)節(jié)點有有限元元分析析典型節(jié)節(jié)點2東區(qū)樓樓面主主桁架架下弦弦節(jié)點點六、關(guān)關(guān)鍵節(jié)節(jié)點有有限元元分析析六、關(guān)關(guān)鍵節(jié)節(jié)點有有限元元分析析非地震震工況況：控制荷荷載工工況：：1.35恒+0.98活節(jié)點1應力最最大值值239MPa。應力最最大值值點位位于次次桁架架斜腹腹桿與與主桁桁架豎豎腹桿桿連接接處，，其余位位置的的應力力水平平均低低于173MPa。六、關(guān)關(guān)鍵節(jié)節(jié)點有有限元元分析析六、關(guān)關(guān)鍵節(jié)節(jié)點有有限元元分析析地震工工況：：大震控控制工工況：：1.2恒+0.6活荷載載+0.5豎向地地震+1.3水平地地震節(jié)點1應力最最大值值276MPa,應力最最大值值位置置與非非地震震工況況相同同，大大小與與非地地震工工況也也相當當。大震不不起控控制作作用。。其余位位置的的應力力水平平均低低于201MPa。六、關(guān)關(guān)鍵節(jié)節(jié)點有有限元元分析析六、關(guān)關(guān)鍵節(jié)節(jié)點有有限元元分析析典型節(jié)節(jié)點3西區(qū)屋屋面主主桁架架上弦弦節(jié)點點六、關(guān)關(guān)鍵節(jié)節(jié)點有有限元元分析析非地震震工況況：1.35恒+0.98活荷載載最大值值：節(jié)節(jié)點應應力最最大值值312MPa。（超限限）位置：：出出現(xiàn)在在H型鋼腹腹板處處及圓圓鋼管管與H型鋼翼翼緣板板相交交處。。六、關(guān)關(guān)鍵節(jié)節(jié)點有有限元元分析析三種方方式對對節(jié)點點3進行加加強：：第一種種方式式增增加水水平加加勁第二種種方式式增增加豎豎向加加勁以上兩兩種方方式，，最大大應力力并沒沒有變變化，，即并并沒有有改善善節(jié)點點的受受力狀狀態(tài)?。×?、關(guān)關(guān)鍵節(jié)節(jié)點有有限元元分析析第三種種方式式增增加加局部部封板板成箱箱型H型鋼腹腹板處處及圓圓鋼管管與H型鋼翼翼緣板板相交交處的的應力力由312MPa降到219MPa。六、關(guān)關(guān)鍵節(jié)節(jié)點有有限元元分析析地震工工況：：大震控控制工工況：：1.2恒+0.6活荷載載+0.5豎向地地震+1.3水平地地震節(jié)點2應力最最大值值215MPa,應力最最大值值位置置與非非地震震工況況相同同，小于非非地震震組合合工況況下的的最大大應力力（219MPa）大震不不起控控制作作用。。六、關(guān)關(guān)鍵節(jié)節(jié)點有有限元元分析析局部封封板成成箱型型抗震震工況況應力力云圖圖六、關(guān)關(guān)鍵節(jié)節(jié)點有有限元元分析析西區(qū)中中間鋼鋼管柱柱與