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标题: 求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤 [打印本页]

作者: ayuan 时间: 2004-6-8 12:54 标题: 求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

各位大侠和编辑，我是做幕墙的，现遇到用ansys计算索膜结构的天棚的问题。非常希望能得到各位的帮助。
1、索膜结构是将索和膜建成整体模型还是分别计算。
2、如果分开计算，先将风等荷载加到膜上，那么膜边界条件是什么？
3、计算结构时，怎么知道结构的边界条件？也就是说膜与结构互相影响，怎么定义荷载和边界条件？
4、能否告诉我计算索膜的比较详细的步骤。
顺便说一下，本人一直用ansys菜单，很少用命令流。对膜结构的问题也是很模糊，渴望得到指点。

作者: ayuan 时间: 2004-6-8 14:36 标题: 求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

怎么没人回答我呀？我的困难主要是对膜结构计算的计算过程还不清楚，它的计算不同于幕墙的计算，有个找形的问题，让我不知如何下手计算。摆脱各位了！

作者: yangfq 时间: 2004-6-11 20:55 标题: 回复：求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

1、索膜结构是将索和膜建成整体模型还是分别计算。
有整体计算的，也有分开计算的，一般分开计算的是用膜结构专业软件EASY找形，荷载分析后得到支坐反力，然后将支坐反力导出，将导出的支坐反力加载在你用别的软件，如SAP2000或者ANSYS或者3d3s再进行钢结构的计算分析。整体计算是在EASY中实现膜的找形，荷载分析，并导入钢结构，然后用EASYBEAM进行分析计算，这种是整体分析，考虑了变形协调，更加准确。但是EASYBEAM并不是很成熟的有限元软件。所以受力分析起来也没有ANSYS方便.
2、如果分开计算，先将风等荷载加到膜上，那么膜边界条件是什么？
    膜的边界就是假设固定支撑。
3、计算结构时，怎么知道结构的边界条件？也就是说膜与结构互相影响，怎么定义荷载和边界条件？
考虑相互影响时候，进行整体分析：不考虑边界影响时候分开分析。荷载是加在膜上，只是前者是自用传递，后者是通过假设的支坐反力传力。
4、能否告诉我计算索膜的比较详细的步骤。
用ANSYS进行过膜结构的找形是很不方便的。为什么这么说呢，如果是专业设计公司，一般不会用ANSYS进行膜结构的分析，因为即使分析了也没有办法用它进行裁剪。你想用ANSYS进行受力分析。那么对于膜的找形的预应力的分布和专业软件之间差别很大。因为不同的软件找形的原理，方法有区别。所以说，如果你知道膜边界的反力，然后将反力导入ANSYS建立的刚结构模型进行分析也是可以的。如果你不知道边界反力，可以用ANSYS找形，然后通过位移修改节点坐标方式获得膜成形图，加如钢结构再进行整体分析。
这些只是我的一点体会，好运！

作者: zyqzzz 时间: 2004-6-12 09:35 标题: 回复：求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

如果将其它索膜专业软件找形结果导入Ansys，而曲面为等应力曲面（最小曲面，与找形软件无关，只和膜预应力、边界条件有关）。然后用Ansys荷载分析如何？
在Ansys中如何对已有的曲面施加均匀应力，曲面又不发生变形呢？

作者: ayuan 时间: 2004-6-16 11:36 标题: re:求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

首先谢谢yangfq的解答。
1、但是我没有专门的计算膜的软件，比如easy，而且也不会这些软件。
2、另外，如果说分开计算，先算膜，那么是不是膜的形状已经找好了，然后才得出支座反力来？如果是这样的话，将这个支座反力加到钢结构上再去计算时，钢结构会有一个比较大的变形，那这个变形与先前算的膜又不一致了，怎么办呢？这个变形对膜无论是内力还是变形都会有比较大影响吧？
3、如果我计算的光棚是用玻璃的，找形的方法与膜结构是否一样呢？

作者: yangfq 时间: 2004-6-24 17:46 标题: 回复：求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

在Ansys中如何对已有的曲面施加均匀应力，曲面又不发生变形呢？
导入ANSYS中的已有的曲面只是一个几何非平衡体系，也就是说不施加预应力，它将是一个非稳定体系，在ANSYS中，也就是说膜的成形，是依靠施加预应力而成形。将已经成形的曲面导进去，然后ANSYS去施加预备应力然后曲面不发生变形好象很难。

另外，如果说分开计算，先算膜，那么是不是膜的形状已经找好了，然后才得出支座反力来？如果是这样的话，将这个支座反力加到钢结构上再去计算时，钢结构会有一个比较大的变形，那这个变形与先前算的膜又不一致了，怎么办呢？

是膜的形状已经找好了，然后你将荷载施加在膜上，那么这种荷载通过我们假设的支坐不变形而之间传递到钢结构上面。这种变形有的时候是很大，不过分开计算时候也只能这样了。

3、如果我计算的光棚是用玻璃的，找形的方法与膜结构是否一样呢？

找形是对没有成形的结构材料而言的，玻璃本身是平衡体系，因为它有维持自己形状的刚度，不需要找形，但是膜由于自身没有刚度，或者说刚度不足以维持其形状，只有通过施加预应力使其产生刚度。

作者: forten32 时间: 2004-7-27 12:55 标题: 回复：求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

索膜结构计算，最好还是进行整体建模分析比较好，它与实际情况相近。而分开建模由于边界条件、受荷方式、变形协调等都与整体建模计算有很大的差别。本我在ANSYS中没有进行过索膜整体分析，因为它不是索膜设计的专业软件。
索膜整体分析的较好软件有EASY、FORTEN。
下面是用FORTEN进行膜结构和钢结构一工程实例：

作者: 浮云流水 时间: 2005-3-28 10:02 标题: 回复：求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

楼上提到的膜结构的整体计算,我有一点疑惑,希望能解答.膜整体计算时候,荷载是施加在膜上面的,那么在软件中是否真的能很好的模拟荷载通过膜传递给骨架?整体计算采用何种软件???FORTEN在膜找形方面还是可以做到,但是计算骨架方面好象还没有达到吧!

作者: zyqzzz 时间: 2005-3-28 11:24 标题: 回复：求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

1、FORTEN没有用过不太了解，但就整体分析（膜、索、钢结构）来说。EASY Beam可以计整体计算；3D3S通过不断的调整，现在已经做得很好了，完全可以满足实际需要。下图是几个用整体找形、结构计算的工程。
2、尤其对于边界刚度不太大的膜结构（张拉膜；骨架式，但边界刚度不足简化固定边界的），最好整体分析，这样结构更加符合实际情况；往往结构用钢量更省一些。
3、EASY BEAM仅能够进行结构内力计算（预先假定杆件截面刚度），得出杆件内力，无法进行结构设计。3D3S可以进行结构设计，截面优化。
4、任何一个有限元软件在计算某个特定工程时，都会可能遇到不收敛的情况。这需要设计师具有一些有限元分析方面的知识，不断的调整结构，合理简化、优化结构模型，使结构计算在经济和技术方面的到平衡。

作者: zyqzzz 时间: 2005-3-28 11:28 标题: 回复：求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

1、张弦梁、壳体、张拉膜、平面桁架拱

作者: zyqzzz 时间: 2005-3-28 11:28 标题: 回复：求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

2、张拉膜、飞杆

作者: 山水 时间: 2005-4-7 10:10 标题: 回复：求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

膜结构需要整体进行整体荷载分析，以更加符合实际情况。
但找形分析如何做到整体分析呢？

作者: blessli 时间: 2005-4-7 13:08 标题: 回复：求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

"但找形分析如何做到整体分析呢？ "
可以这样：在Ansys中先固定膜边界初找型，当找形应力比较均匀而且比较接近设计膜应力后，释放膜边界所有约束，然后约束钢架支座，再降温整体找形，找到满意的形之后（这时钢结构就具有安装后的初始应力），然后Solution-->Analsys Type --> restart 然后接着找形后的LOADSTEP SUBSTEP 输入下一步，然后加荷载。
初找形目的为了利于成形和收敛。

作者: 山水 时间: 2005-4-8 13:39 标题: 回复：求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

按照上面整体找形（包含钢结构），整体找形后能够做到应力均匀吗？整体找形后的应力还是初步找形的应力吗？

作者: blessli 时间: 2005-4-8 14:40 标题: 回复：求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

1.一般来说这样先初步找形然后将膜的约束去掉将其和钢架联合起来，这时由于钢结构的变形膜应力会损失。所以如果初步找形的应力稍大一点，在第二步损失应力之后依然和要求的设计应力接近就可以了。这种方法难以使膜面应力均匀。但是钢架在找形后虽然有变形，只要不 UPCOORD钢架变形就不会反映到 Node坐标的变化。然后Solution-->Analsys Type --> restart 进行荷载分析可以得到相对于找形之前没变形的钢架的位移。
2.另一种方法是在初步找形后将膜与钢架联合起来找形，每找完一遍就循环更新坐标，释放不平衡应力，这样就能得到应力非常均匀的膜面，但是这样钢架的节点坐标也变化了，接下来的荷载分析得到的钢架位移是基于刚才变形后的钢架的相对位移。

作者: 山水 时间: 2005-4-8 16:51 标题: 回复：求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

对于第一种方法：并不是实际意义上的整体找形分析，只不过是在膜初步找形后，再考虑支承构件，得到膜内考虑支承结构条件下的应力状况；若应力状况不满意，就调整初步找形，然后再考虑支承结构，直到满意为止。
对于第二种情况：可以说是整体找形，但按这个方法，结构在反复迭代中最终是无法收敛的，也就是说第二种方法是行不通

作者: blessli 时间: 2005-4-8 23:06 标题: 回复：求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

“对于第二种情况：可以说是整体找形，但按这个方法，结构在反复迭代中最终是无法收敛的，也就是说第二种方法是行不通”
请问：结构在反复迭代中为何会不收敛？是某个算例的结果如此还是都是这样的结果？还是结构刚度不足引起不收敛？原因何在？

作者: 山水 时间: 2005-4-9 08:22 标题: 回复：求助用ansys计算索膜结构的天棚步骤

你在整体找形过程中，每次迭代时都给膜面同样的均匀应力，在膜面应力作用下支承结构在每次迭代中都要变形，每次迭代都更新所有的节点，将导致支承构件反复的变形，只要迭代一次，就要变形一次，由于每次迭代施加到膜面的应力都是一样的，那么每次迭代支承结构的变形也是基本一样的，所以随着迭代过程，支承结构的变形并不会改变，最后导致整个支承结构严重变形，最后无法收敛

上面的“支承结构的变形并不会改变”，是指支承构件会按照基本相同的变形量逐渐变形下去，无法收敛，而单纯膜找形，在每次迭代过程中，变形逐渐减小，最后收敛。

如果支承刚度很大，按照整体找形，由于支承结构刚度大，每次迭代找形支承构件变形很小，膜面应力容易均匀，但如果反复迭代，一直迭代下去，支承构件形状改变越来越大，最后还是无法收敛。因为每次迭代过程中，支承构件变形量都是差不多的，并没有随迭代。变形量明显减小。
同样，若支承结构刚度很大，按照纯膜找形，然后考虑支承结构，两者的应力是差不多的。

所以，我认为按照上述方法进行整体找形是行不通的。

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