运用PKPM空间建模与分析软件建立复杂空间桁架模型实例

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运用PKPM空间建模与分析软件建立复杂空间

桁架模型实例

陈有

（华油飞达钻采设备有限公司，河北沧州061000）

摘要：空间模型网格及杆件连接都很复杂，利用平面建模程序无法实现，采用SPASCAD并辅以正确的空间分析，则比较容易建立正确的模

型，对此进行了分析。

关键词：PKPM；空间建模；空间桁架1工程中常见空间桁架形态钢结构厂房工程中，为满足大跨使用空间的要求常常运用空间钢桁

图1

架来构成厂房建筑的主要平面承重构件并联系支撑各榀柱、支撑等构件，并组成结构。

常见的空间桁架形式有对称截面形式相同的规则桁架，其截面是三

图2角形或四边形，轴线形状为直线、抛物线或者圆弧等形式。这几种形式都

可以通过利用PKPM中的SPAS模块中的快速建模实现。

但实际工程中还有大量的虽然对称但截面形式却有所变化的的空间桁架如图1所示桁架：此桁架特点为中间高两边低上平，上平面长度

图3比下端杆长。这种类型的桁架就无法采用快速建模进行建模，但利用

SPASCAD的常规建模方法也可以很快捷的建模并分析。3.6点击〈杆件布置〉下〈杆件布置〉根据屏幕提示将各杆件布置在相

2复杂空间桁架建模思路应位置上，点击〈显示控制〉下〈基本显示〉下的〈隐藏杆件〉可以将已布通过上图所示，此空间桁架模型为一个前后左右均对称的组成。由置的杆件隐藏，隐藏后方便下一步的作图。此建模时可以充分利用模型的对称性及软件提供的相应工具即可快速3.7点击〈直线网格〉，根据提示捕捉点（！0，0，0）作为起始点，输入准确完成模型的建立。通过分析，只要建出模型的四分之一即可通过旋（0，0，1000）作为终止点。此线将成为我们下一步将已有四分之一网格线

由图2我们看出模型侧面四分之一的建镜像的辅助线，转或镜像完成全部模型的建立。即镜像所需对称面的线。

立关键在于外围四个点的确定，即我们只需求出此四点的坐标便可勾勒3.8点击〈网格放样〉下的〈网点镜像〉选择好需要镜像的部分，单击出此模型侧面四分之一轮廓。求坐标时，我们可以设其中任意一点为原右键确认选择然后选择上步所作的网格线及与之相连的下弦网格线作点，其他三点的绝对坐标值均为相对此原点的相对坐标值。如图3所示为镜像的平面，根据提示将镜像出与已有网格线前后对称得（即关于我们设左下角点为坐标原点，那么根据此空间桁架的尺寸及空间位置我YOZ平面对称）的部分网格。们求出了其他三点的坐标：软件规定以！为前缀表示的坐标即为绝对坐3.9上步已完成了二分之一侧面网格线的建立及杆件布置，可以点标。由此可知，左下角点的绝对坐标为（！0，0，0），则由此推算出左上角点击〈显示杆件〉查看杆件布置情况，接着来布置上弦网格线及杆件。的绝对坐标为（！1500，-1500，3500），而右上角点的绝对坐标为（！3.10先利用〈视窗变换〉将模型放置于〈侧立面〉，点击〈选择显示〉选1500，28500，2000），右下角点的绝对坐标为（！0，27000，0），得到四点坐出上弦杆所在的平面，将视窗切换至平面对模型进行操作。标后，我们前期的分析工作即可告一段落。接下来我们可以完成腹杆的3.11点击〈直线网格〉做出一根上弦平行杆，然后如前法布置杆件，网格线，从图上我们可以看到上弦杆被等分为十份而下弦杆被分为九布置完毕后点击〈路径复制〉根据提示做出上弦平面的所有平行杆。份，我们可以利用网格分割的命令轻松实现，分割完毕后我们用折线网3.12点击〈折线网格〉连出两根上弦斜杆，布置杆件，点击〈网格复格的命令将各网点连接起来就可以完成模型四分之一侧面网格线的建制〉复制出其它部分的上弦斜杆。立。完成四分之一侧面的网格线的建立后，我们先不要急于完成全部网3.13点击〈直线网格〉为完成模型的另外二分之一的镜像做出辅助格线的建立，我们接下来要做的是根据桁架侧面各杆件受力差异布置模线。选择已有一点（！1500，-1500，3500）作起始点，输入终止点坐标（0，0，

在后面进行镜像或复-1000型侧面网格线上的各杆件。这样处理的优势在于，）即完成了为下一步镜像所需要对称平面的一条线。对已有的部分

制等操作时，复制的将不仅仅是网格线，还包括了其上的杆件布置。同进行镜像，步骤同8。镜像后在各视图中检查一下模型进行查漏补缺然时，此时的网格线较少，关系看的清楚，布置杆件时就不容易出现漏布或后就完成了全部模型的建立。此时，必须完成最后一步即删掉前面第7

然后有选择的将各和13步为镜像所做辅助线，者错布的现象。杆件的布置首先定义所需要的杆件，为后续的计算做好准备。

杆件布置在相应位置上。杆件布置完毕，此时再将模型网格线其余的四3.14点击〈荷载布置〉下〈荷载定义〉首先对结构所承受的荷载进行分之三通过镜像完成，此时不仅复制了网格线，网格线上的杆件也被复定义然后再点击〈荷载布置〉将定义好的荷载布置在相应的位置。

即完成上弦杆网格线的连制完成了。我们还需要完成建模的最后一步，3.15点击〈约束布置〉根据桁架实际支撑情况，将柱或支撑简化为约

接及杆件布置。同建立侧立面模型的思路一致，我们也是先画出具有代束布置在相应的节点上，即可接力后面的计算程序对桁架进行内力分表性的几个网格线并布置好相应的构件后利用路径复制或网格复制等析。或者，也可以将柱构件或者支撑构件建立起来，整体结构进行整体分命令实现模型的最终完成。析也可。

3建立模型的实际操作过程3.16点击〈结构计算〉下<模型检查>可以利用程序对建立好的空3.1建立一个新工程，程序默认显示为透视图视窗，在此可以看到明间模型进行检查，检查无误后，利用〈设计参数〉菜单设置相应的计算参确X、Y、Z的方向。数。

3.2点击〈网格编辑〉下〈折线网格〉根据屏幕左下角的提示输入四个合理的参数填好后，点击〈结构计算〉下〈PMSAP数据〉，形成完毕后角点的坐标值，形成桁架侧面网格线的轮廓。程序提示PMSAP计算分析文件生成完毕，可以进行计算分析!点击〈结

3.3点击〈网格编辑〉下〈网格分割〉分别将上弦杆等分10份，下弦杆构计算〉下〈PMSAP计算〉计算完毕后，点击〈结构计算〉下〈结果显示〉便等分9份。可看到本结构的相关结果文件。

3.4继续点击〈折线网格〉按照顺序连接好桁架侧面的腹杆网格线。4结论3.5点击〈杆件布置〉下〈杆件定义〉根据屏幕界面所示定义好本工程空间模型网格及杆件连接都很复杂，利用平面建模程序无法实现，所需要全部杆件。采用SPASCAD并辅以正确的空间分析，则比较容易建立正确的模型。