复杂空间模型的输入和计算文档格式.docx
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复杂空间模型的输入和计算文档格式.docx
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建模程序以逐层建模方式为主,同时提供空间建模方式,并使二者密切结合。
这是因为设置了复杂空间结构的建筑工程,其大部分仍设置了楼层,对楼层部分按照逐层建模方式效率高得多。
完全依靠空间建模方式建模的实际工程很少。
有的软件系统另外设置了单独的空间建模程序,但这样的程序以三维操作为主,操作方式和楼层方式差别太大,需要另外学习。
由于一般建筑结构中的复杂空间结构只占很少部分,大部分仍属楼层模型,把楼层模型用三维操作建模显然效率太低。
因此这样单独的空间建模程序很难普及应用。
用户应在逐层建模操作完成,并楼层组装后,再操作空间模型菜单补充输入空间模型部分。
为了空间模型的定位,空间建模应以已有的楼层模型为参照,空间建模是在已有的楼层模型上补充输入。
软件要求至少设置1个普通楼层,如果这个楼层上没有构件的布置,可把空间结构相关的平面节点网格设置在这个普通楼层上。
3.空间建模时“参照楼层”的作用是什么?
除了完全没有设置平面楼层的建筑,一般的空间建模时,应首先选择参照的楼层自然层。
参照的楼层可以是一个楼层,比如需在顶层设置空间桁架时就选择顶层作为参照的楼层;
还可以选择多个楼层,如需在某几个楼层之间搭建空间模型。
可以看出,参照楼层确定了空间结构的空间定位。
空间网格线输入时,可在参照楼层上捕捉、或参照定位,参照楼层上的网格轴线可作为空间网格线的捕捉对象或者参照对象。
参照楼层上的构件只起显示参照作用,不能作为捕捉对象。
由于经过全楼组装后的自然层的空间位置已经确定,这样输入的空间网格也随之确定。
当楼层组装修改后自然层空间位置发生变化后,空间模型也将随之变化。
因此可以看出,参照楼层的主要作用是把输入的空间结构在三维模型中准确定位。
空间模型还可以建在已有楼层的内部,比如古建的大屋顶,可将大屋顶的柱和屋面梁部分作为普通的楼层建模,将屋顶下的多重檩架部分按照空间模型输入,软件计算时可将多重檩架作为屋顶层的子结构自动连接处理。
类似这类形式的的还有层顶的桁架结构。
如果同时在多个楼层布置了桁架,可在多个已有楼层将空间模型同时输入,软件可将布置在多个楼层的桁架作为各个楼层的子结构自动连接处理。
导入已有的空间网格时,也应首先选择参照的自然楼层,将导入的模型用鼠标动态移动,布置到已有的楼层上。
4.空间轴线输入要点
空间建模的核心是输入三维的网格轴线。
程序设置了“节点”、直线两个菜单,输入空间的线和节点。
按照楼层输入方式时,输入的点、线等图素只限于水平面上,空间建模菜单下取消这一限制,可以随意绘制空间任意的点、线。
因此,空间点的坐标输入是三维的,需要输入它的X、Y、Z的三个值。
比如输入空间直线时,其第一点确定后,第二点的定位需要输入相对于第一点的X、Y、Z方向的三个值。
绘制出的空间线将以黄绿色显示,以便和平面楼层的红色网格线区别开来。
绘出的空间线将在互相相交处自动打断成分段的网格和节点。
节点输入菜单有三项:
节点、定数等分、定距等分。
节点输入菜单
节点:
直接输入空间节点,可以连续输入。
定数等分:
在一条已有的空间直线上等分输入节点,等分数量由用户输入。
定距等分:
在一条已有的空间直线上按照用户输入的距离输入节点。
5.工作基面的应用
工作基面是绘制空间线的重要工具。
当需要绘制的图素位于空间某同一平面内时,可以将这一平面事先定义为工作基面,随后绘制图素的操作将锁定在工作基面内进行。
这样用户可以像绘制二维图素一样方便地绘制三维图素。
在工作基面内,将基面的Z方向锁定,鼠标只能在基面内绘制,绘制的方式、使用的的各种工具和在普通平面上同样。
由于大部分的空间线是处在某一平面内的,如空间桁架的杆件处在X-Z或Y-Z的竖向平面内,可以将某一X-Z或Y-Z的竖向平面定义成工作基面,再在上面绘制桁架轴线就很方便了。
定义工作基面的操作是:
逆时针方向选择已有的空间三个点确定工作基面,选择基面的原点,定义基面的X轴方向。
定义工作基面完成后,将在工作基面的原点处出现一个较小的坐标轴。
随后的绘制图素的操作将锁定在该工作基面内,直到点取“取消工作基面”菜单。
6.空间建模中的构件输入和荷载输入
在空间建模中,构件截面定义、荷载定义是和楼层建模统一的,输入方式类似。
软件设置了布置柱、斜杆、梁的菜单,没有设置墙和楼板的布置菜单。
可以在空间网格上布置柱、斜杆和梁构件。
定义柱、斜杆和梁截面的方式和前面的楼层建模时相同,布置斜杆和梁时,没有设置偏心的内容。
程序将空间布置的杆件按照其截面宽向下的整体坐标考虑。
原来的斜杆布置,设置了按照“节点”的布置方式和按照“网格”的布置方式。
在空间建模下布置斜杆时,程序隐含按照“网格”方式布置。
柱只能在垂直的轴线上布置,布置时可输入柱相对于节点的偏心和转角,其偏心值和转角值都是相对于整体坐标系的数值。
荷载分为恒荷载、活荷载的输入,每种荷载下设置了“梁间荷载”和“节点荷载”两种荷载的输入。
7.参数化输入空间桁架、网架、网壳、平面桁架
在空间建模菜单下设置了参数化生成空间模型的菜单,可用参数化方式输入空间桁架、网架、网壳、平面桁架,实现快速建模。
自动生成的类型共几十种。
参数化不仅可以生成空间网格,还可以同时布置构件。
空间直线桁架参数:
空间弧线桁架参数:
空间网架参数:
可则自动生成的网架类型:
网壳参数:
可自动生成的部分网壳类型:
单榀桁架参数:
可生成的桁架类型有梯形屋架、三角形屋架、托架
三、通过多种导入方式完成空间结构建模
1.导入Autocad轴网
可以导入已有的在Autocad中建立的空间轴网。
程序将Autocad轴线转化成本程序识别的空间网格线,并布置到已输入的楼层上。
这是空间模型的辅助的输入方式之一。
导入前也应选择参照的楼层,操作时用鼠标动态拖动转化好的空间网格,使其和参照楼层的节点捕捉定位。
需要注意原有Autocad图画图的长度单位,在YJK输入的单位应是mm,如果Autocad图的单位是m,应将转图对话框上的比例设置为1000。
导入AutoCAD空间网格线实例-音乐厅
楼层模型部分
空间模型部分
1)切换到空间结构,参照楼层选1-8层:
2)点命令,打开工程目录下的音乐厅幕墙cad图,选择轴线,设置基点(根据普通层模型与将要导入的cad图的空间位置选择一个合适的定位点作为基点):
完成后,点“生成模型”命令,将设置的基点与普通层对应的节点进行连接,导入cad图过程中可以拖拽基点到合适的位置,拖拽过程中清晰直观的显示了待导入的cad模型的轮廓线(白色线),可以帮助操作者准确的把模型定位到合适的位置:
根据命令行提示选定好插入点后回车完成导入cad,完成后的模型如下图所示,模型中部分空间轴网与普通层之间缺少连接,需要手工增加网格来进行调整:
调整完成后定义并布置相关构件,完成空间结构部分的模型,最终模型如下图所示:
2.接口方式导入其它软件模型到空间层
通过接口导入其它软件的模型到盈建科的空间结构中:
如空间结构中的、
yjk软件启动界面的Midas接口等多种接口方式,将在其它流行软件中建立的空间结构模型直接转入盈建科的空间结构中:
接口导入实例:
带有空间网架及桁架的模型
工程1:
下部混凝土工程由PKPM建模,通过PKPM接口转入yjk:
工程2:
屋顶网架:
由Midas建模,通过Midas接口转入yjk空间层
工程3:
空间桁架:
在3D3S中建模
拼装过程:
1)工程3为3D3S模型,目前yjk软件没有做该软件的接口,需在3D3S中先转成madisgen模型,然后将gen模型转成yjk模型,转模型中选全空间层,将该gen桁架转为yjk的空间桁架:
将拼装完成的空间桁架切换到空间结构中,保存退出:
2)用同一个yjk版本分别打开工程1与工程2,确定拼装方案及拼装位置。
保存退出。
3)新建工程“空间网架+空间桁架拼装模型”,该工程即为以上三个工程拼装后的整体模型。
4)拼装工程1:
在新建工程中切换到楼层组装-工程拼装,参数
将工程1“下部混凝土部分”拼装进来。
5)切换到第4层,拼装工程2“屋顶网架”,拼装方案选择“合并顶标高相同的标准层”(目前对于空间结构不支持“楼层表叠加方式”):
设置左下顶点为定位基点,旋转角为0,将空间网架拼装到yjk空间结构中:
切换到空间结构,参照楼层选4-4,用移动命令将网架移动到第4层层顶:
移动后的效果:
6)拼装工程3:
空间桁架
切换到楼层组装-工程拼装,打开空间桁架模型,按默认的“合并顶标高相同的标准层”方式,该空间层在工程拼装对话框中不显示,故无法确定准确的对位基点,可以直接点确定将桁架拼装到yjk空间层。
切换到空间结构,参照楼层选3-3层,用移动命令将空间桁架移动到3层顶:
最终的模型:
四、导到楼层菜单的应用
软件自动将空间结构菜单建立的模型放到最后一个自然层,但是当空间结构同时分布在多个自然层时,分布在各层的构件对各层的楼层指标计算都是有影响的,在结构计算时把这些构件放到最后一个自然层,可能导致楼层相关的各项指标计算不全面。
【导到楼层】菜单的作用,是把空间建模的杆件、荷载导到普通楼层中,这常常是为了结构计算中楼层指标的正确计算。
对空间结构进行导到楼层的操作时,可以在对话框中同时输入多个需要导到的自然层号,各楼层号之间用逗号分开。
对于连续的楼层可输入起始层号和终止层号,并在其间加“-”,例如输入1,3,6-10,表示将选择的构件根据标高分别导到1、3、6、7、8、9、10层中。
空间结构的杆件归到某一自然层的原则是,杆件的某一端或者两端节点的标高处在该自然层范围内,框选需要导到楼层的空间结构杆件时,软件按照这样的规则将空间杆件分别导到不同的自然层中,同时从空间层删除。
如果构件标高不在要求的楼层范围内,则构件不导入,仍留在空间模型中不变。
当有些复杂空间结构构件布置在普通楼层上,用标准层平面建模方式不易输入时,可将这样的构件用空间建模方式输入,然后再用【导到楼层】菜单将它们转到普通楼层。
因此,利用【空间结构】菜单,可以大大扩充普通楼层的形式,可以对包含任意复杂结构形式的普通楼层建模,从而适应复杂多样的结构形式的设计需要。
实例一:
复杂标准层例1-22408
图4.1
带复杂结构高层建筑
该高层建筑113层,第112层(也是112标准层)结构复杂,有大量斜杆、层间梁。
该楼层建模必须依靠【空间结构】菜单才能完成,如图4.1所示。
对于这样的楼层,虽然依靠【空间结构】菜单可以全部完成该层的建模,但是更有效率的操作是普通层建模和空间菜单建模的结合使用,因为该标准层中大部分构件是横平竖直的构件,对于这类横平竖直的构件按普通楼层的建模方式就可以输入。
因此该层的建模分为如下的3步进行:
(1)对该楼层中可用普通楼层建模方便完成的部分,先用普通楼层方式输入,如图4.2所示;
图4.2
在普通层中输入常规构件
(2)进入【空间结构】菜单,以该普通楼层为参照楼层,输入斜杆、层间梁等内容;
(3)使用【导到楼层】菜单,将【空间结构】菜单输入的内容导回到普通楼层。
实例二:
复杂标准层例2-31485
图4.3
带桁架工程实例
该工程共2层,第2层(也是2标准层)结构复杂,其平面桁架部分由斜杆、层间梁组成,如图4.3所示。
该楼层建模应采用普通层和【空间结构】菜单相结合方式才能完成。
通过观察可以看出,第2标准层虽然形式复杂,但该层大部分构件组成了一个坡屋面结构。
对于坡屋面部分,用普通楼层的建模方法就可以输入。
仅对坡屋顶下面的桁架部分,才需要使用【空间结构】菜单进行输入。
对于第2标准层,我们也分为如下的3步完成建模:
(1)对该楼层中可用普通楼层建模方便完成的部分,先用普通楼层方式输入,如图4.4所示;
图4.4
(2)进入【空间结构】菜单,以该普通楼层为参照楼层,输入桁架部分等内容;
(3)使用【导到楼层】菜单,将【空间结构】菜单输入的内容导回到普通楼层,如图4.5所示。
图4.5
将空间层构件导回到普通层后效果
实例三:
复杂空间层导到楼层例详解-36513
1.用户问题
这是一个复杂栈桥模型,该模型由STAAD软件转换到YJK的,由于是一个全空间结构的工程,不好分层,于是全部转到空间结构菜单下,由于规模较大,直接用YJK软件计算不稳定。
模型如下图所示:
2.解决方法
用yjk空间结构中的“导入楼层”命令,最终将该工程拆分成14个普通楼层,操作步骤如下:
1)在普通层中建立对应空间层标高的空的标准层
该工程为全空间层,需要把他分为多个普通楼层,空间层导入普通层的原则是空间层的构件在普通层的竖向标高范围内,或杆件两端至少有一个在普通层的层高范围内。
因此,当把空间层某一部分转化成普通楼层时,首先需要建立一个普通层,并使他从下到上的标高和要转化的空间结构对应。
把某部分空间结构转成普通层的操作步骤分为四步:
一)测量待转换空间层的底部高度a和从下到上的总高度h。
二)退出空间结构菜单,建立一个新的标准层,并在“本层信息”菜单下将该标准层的层高设置成待转换的空间结构的高度h;
该标准层初始状态应为一个没有任何构件的空的标准层。
三)在楼层组装菜单下加入该标准层,假设新增的自然层号为N,对该楼层的底标高准确输入a值,注意需关闭楼层组装表上的自动形成楼层底标高功能;
四)进入空间结构菜单,点“导入楼层”菜单,输入导入的楼层号为N,选取待转换空间结构的全部构件,然后这些构件将在空间菜单消失,只剩下空的网格节点。
如果选取的杆件不能消失,说明他们和新建的普通楼层在高度上不能对应。
这种转换形成的普通楼层一般采用广义层的概念,即这些楼层不一定像一般楼层那样的从下到上的顺序,他们的楼层号随意的,例如某一部分空间结构可以转到第1自然层,也可以转到第5自然层,真正决定他们楼层关系的,是他们在楼层组装表中的标高和空间位置。
下面以支架1转换为楼层2的过程为例说明。
一)在空间结构菜单菜单下测量待转换的支架1的底部高度a=-1200mm,从下到上的总高度h=11800mm。
二)退出空间结构菜单,建立一个新的标准层2,并在“本层信息”菜单下将该标准层的层高设置成支架1的高度h=11800;
三)在楼层组装菜单下加入该标准层,新增的自然层号为1,对该楼层的底标高准确输入a值为-1.2m,注意需关闭楼层组装表上的自动形成楼层底标高功能;
四)进入空间结构菜单,点“导入楼层”菜单,输入导入的楼层号为1,选取待转换支架1的全部构件,然后这些构件将在空间菜单消失,只剩下空的网格节点。
退出空间结构菜单,切换到普通层的第一标准层,导入的第一层如下:
下面用图解的方式详细说明该工程空间层的拆分过程。
将空间层左边第一部分拆分为4层,对应普通层的第1、第2、第7、第8标准层(也是自然层):
空间层第二部分拆分为3层,对应普通层的第3、第9、第10标准层:
空间层第三部分拆分为3层,对应普通层的第4、第11、第12标准层
空间层第四部分拆分为4层,对应普通层的第5、第6、第13、第14标准层
3)最终模型
根据以上方法,在普通层建立了14个对应空间层分层的标准层,最后的楼层组装表如下:
空间层全部导入到普通层后的最终模型如下:
经过上述操作后,空间层的构件全部导入到了普通层,该工程可以正常计算、正常出施工图,满足了用户要求。
实例四:
可将佛像部分转成普通层(52926)
您好,我有个工程,5层混凝土结构底座,上面是钢结构空间桁架佛像骨架,模型计算通过,但总是感觉钢结构竖向荷载没有传递给下层混凝土梁板,麻烦请您抽空帮我看看,是不是哪里设置有误?
万分感谢!
我们把大佛部分导到17个标准层,只留圆环部分在空间结构。
这样便于用户控制模型,便于管理。
应仔细检查新增的、从空间模型导过来的12-33标准层的楼面布置与荷载布置的状况。
计算结果的各荷载工况的位移动画。
五、导到空间菜单的应用
YJK在【构件布置】菜单下设置了【导到空间】菜单,他的作用是把普通楼层中已经布置好的杆件、荷载导到空间结构中去,正好和【空间结构】菜单下的【导到楼层】菜单的作用相反。
【导到空间】菜单的用处主要两点:
1、复杂结构标准层的修改对于结构复杂的普通标准层一般是依靠【空间结构】菜单建模、再导到普通楼层中的。
如果对复杂结构部分需要进行修改,使用普通楼层的菜单进行修改会很不方便。
因此可把他们先导回到【空间结构】菜单下,用空间三维方式修改后,还可以再导回到普通楼层。
2、普通标准层的合并与拆分对普通标准层建模并组装好的楼层,如果需要对标准层进行合并或者拆分的操作,可以把他们先导到【空间结构】菜单下,在楼层组装表中删除原来的标准层,建立新的合并或拆分后的标准层,并进行楼层组装,最后参照新的标准层,把空间结构中的内容再导回普通层,相关杆件就会自动合并到新的标准层中,从而实现杆件在新标准层中的合并或者拆分。
【导到空间】菜单不能把墙、楼板及其上布置的荷载导出到空间菜单。
该命令目前不支持弧形梁导出到空间层。
43096(斜撑应导到上层)
1.
用户问题
ETABS模型由YJK模型导入,阵型、周期两者一致。
但对比YJK及ETABS和MIDAS(结果与ETABS接近)支撑计算结果,发现YJK计算结果内力偏大。
找不到原因。
原始模型中斜撑均布置在本层平面楼板的上方,形成悬臂:
2.利用yjk的“导到空间”命令将斜撑导到空间层
切换到构件布置菜单,标准层选斜撑所在的层14层,点“导到空间”命令,根据命令行提示“用光标选择目标”,用下框选的方式只选择斜撑,选中后斜撑变成红色,点右键确认。
切换到空间层,可以看到14层的斜撑已导入到了空间层:
用同样的方式,将第26层(标准层13层)的斜撑导到空间。
3.利用yjk的”导入楼层”命令,将空间层的斜撑导入到原楼层的上一层
切换到空间结构,点“导入楼层”命令,将原来分别在自然层14层、26层位置的斜撑分别导到对应的上一层15层、27层:
经过以上操作后,原模型上斜撑的位置均调整到了上一层,但保持了他们在整楼模型上位置不变:
调整后的模型计算后,斜撑内力结果正确,用户问题得到了解决。
30688-重新分层例
模型检查出错,无法进入求解模块。
该模型从其他软件转过来后没有进行处理,只分了两个标准层,其中第2层层高23631,且存在多层梁,楼层划分明显不合理,导致该模型无法完成数数据检查和计算。
2.利用“导到空间”将第2层导到空间菜单
在构件布置菜单,运行“导到空间”命令,框选第2标准层的全部构件,将他们全部导到空间菜单下:
导入到空间层后在空间菜单下的效果:
3.利用“导入楼层”命令将空间层模型重新进行分层
将空间层模型切换到前视图,从前视图的梁柱分布情况可以看出,该空间层大致可以分为4层,用测量命令测出每层的高度:
根据上述测量结果,原来的第2层层高23631需要拆成4个高度,分别为5000、5000、4850、9020,根据这4个高度需要在普通层建立对层高的空的标准层,并进行组装,楼层表如下:
在空间结构中,用“导入楼层”命令,将空间层对应标高的构件分别导入到普通层的2-5层,导入后的效果如下图所示:
经过以上操作,该工程可以通过数捡并能正常计算,解决了用户问题。
下图为设计结果中的三维阵型图:
复杂空间层重新分层例-38885
1.用户问题
该用户的工程一定是从其他结构软件转过来的模型,分成2个结构标准层,第一层只包含地下室的一个局部,而第二层是一个完整的类似体育场馆的模型,既包含各层看台部分,又包含顶部的复杂空间网架部分。
用户用这样的模型直接计算,但是计算不下去。
经查为第二层的梁的数量超界。
建议用户对第2层进一步细分为几个楼层。
改造该模型的步骤如下。
2.改1层层高为5400mm
原有的楼层组装关系如下图所示,可见第一层悬在网格线上很多,第二层的底标高为-0.7m,第二层上存在700高的一段墙,该部分应该和一层合并。
对第一标准层修改层高从原来的7800改为5400,相当于合并了原来在第2层的700高的墙。
改所有墙底标高、墙顶标高、柱底标高、上节点高都为0。
修改楼层组装表:
3.将2层网架以下部分分为5层
1)现将第2层网架以下的看台部分“导到空间”
现将第2层网架以下的看台部分利用“导到空间”菜单,导到空间菜单下。
进入“空间结构”菜单,可以查看导到这里的网架下的看台部分。
使用测量菜单测出各层层高,可将看台部分分为5个标准层,层高分别为5.4m、4.5m、5.1m、5.4m、8.643m。
2)将现有第1层层高范围部分导到1层
使用导入楼层菜单,在如下对话框中填入1,框选如下图中的第一层部分,这部分层高5.4m,与现有1层高度相同,将这部分导入现有的第一
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