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例题3 钢框架结构分析及优化设计 MIDAS/Gen 例题3. 钢框架结构分析及优化设计 概要 本例题通过某六层带斜撑的钢框架结构来介绍MIDAS/Gen的优化设计功能。MIDAS/Gen提供了强度优化和位移优化两种优化方法。强度优化是指在满足相应规范要求的强度下，求出最小构件截面，即以结构重量为目标函数的优化功能。位移优化是针对钢框架结构，在强度优化设计前提下，增加了以侧向位移为约束条件的自动设计功能。本文主要讲述强度优化设计功能。 此例题的步骤如下: 简要 建立及分析模型 设置设计条件 钢构件截面验算及设计 钢结构优化设计  1.简要 本例题介绍MIDAS/Gen的优化设计功能。例题模型为带斜撑的六层钢框架结构。(该例题数据仅供参考) 基本数据如下： 轴网尺寸：见图1 柱: HW 200x204x12/12 主梁：HM 244x175x7/11 次梁：HN 200x100x5.5/8 支撑：HN 125x60x6/8 钢材： Q235 层高：一层 4.5m 二～六层 3.0m 设防烈度：8o（0.20g）II类 设计地震分组：1组 地面粗糙度：A 基本风压：0.35KN/m2； 荷载条件：1-5层楼面，恒荷载 4.0KN/m2，活荷载2.0KN/m2 ； 6层屋面，恒荷载 5.0KN/m2，活荷载1.0KN/m2； 1-5层最外圈主梁上线荷载4.0KN/m； 6层最外圈主梁上线荷载1.0KN/m； 分析计算考虑双向风荷载，用反应谱分析法来计算双向地震作用 图1. 分析模型 图2. 结构平面图 图3. ①，③轴线立面图 图4. ①，④轴线立面图 图5. ，轴线立面图 图6. ，轴线立面图 2. 建立及分析模型 建立模型并进行分析运算。 主菜单选择 模型材料和截面特性材料： 添加 材料号：1； 名称：Q235； 规范：GB03(S) ； 数据库：Q235； 材料类型：各向同性。 主菜单选择 模型材料和截面特性截面： 添加：添加梁、柱截面尺寸。 主菜单选择 模型结构建模助手框架： 利用建模助手建立梁框架 输入：添加x坐标，距离2.5，重复6； 添加y坐标，距离4，重复3； 编辑： Beta角90度，材料选择Q235，截面选择主梁截面，生成框架； 插入：插入点：0，0，0；Alpha：-90。 运用选择及拖放操作，将次梁截面赋予模型。 主菜单选择 模型单元扩展：建立框架柱 扩展类型：节点—线单元； 单元类型 ：梁单元； 材料： Q235； 截面：柱截面； 输入复制间距：dz=-4.5； 选择生成柱的节点，建立框架柱。 主菜单选择 模型单元建立：建立支撑 单元类型：桁架单元； 材料：Q235； 截面：支撑截面。 主菜单选择 建筑物数据复制层数据: 复制次数：5； 距离：3，添加； 在模型窗口中选择要复制的单元。 主菜单选择 建筑物数据生成层数据： 点击生成层数据。 主菜单选择 模型边界条件一般支承： 定义边界条件 在模型窗口中选择柱底嵌固点。 主菜单选择 荷载静力荷载工况： 建立荷载工况 DL：恒荷载；LL：活荷载； WX：风荷载；WY：风荷载。 主菜单选择 荷载自重：添加自重 荷载工况：DL；自重系数：Z=－1。 主菜单选择 荷载定义楼面荷载类型：定义楼面荷载 名称：楼面荷载：DL 4.0，LL 2.0，添加； 屋面荷载：DL 5.0，LL 1.0，添加。 主菜单选择 荷载分配楼面荷载： 楼面荷载类型：楼面荷载； 分配模式：双向； 荷载方向：整体坐标系Z； 复制楼面荷载：方向Z，距离4@3； 在模型窗口指定加载区域节点。 主菜单选择 荷载连续梁单元荷载： 荷载工况：DL； 选择：添加； 荷载类型：均布荷载； 荷载作用单元：两点间直线； 荷载方向：整体坐标系Z； 数值：W=-4； 复制荷载：方向Z，距离4@3。 重复步骤13和14输入屋面荷载及梁单元荷载。 主菜单选择 荷载横向荷载风荷载：添加X方向风荷载 荷载工况：WX； 风荷载设计标准： GB50009-2001； 基本风压：3.5； 阻尼比：0.02； 其它数据使用默认值； 风荷载方向系数：X轴方向系数1，Y轴方向系数 0。 重复步骤1，输入Y向风荷载WY，注意此时风荷载方向系数X轴方向系数0，Y轴方向系数1。 主菜单选择 荷载反应谱分析数据反应谱函数：添加反应谱函数: 设计反应谱：GB50011-2001； 设计地震分组：1； 地震设防烈度：8o（0.20g）； 场地类别：Ⅱ； 地震影响：多遇地震； 阻尼比：0.02。 主菜单选择 荷载反应谱分析数据反应谱荷载工况： 特征值分析控制频率数量（振型数）：6； 振型组合方法：C