软件小讲堂 | AxisVM建筑力学分析(2):前期设置

HELLO小伙伴们,又到了每周一次的软件小讲堂。上期文章我们了解了AxisVM的基础介绍,那本期教程我们就要借助案例正式开始对于AxisVM软件使用的讲解。首先还是完成一个简单梁的分析。

STEP 1

几何设置

类似于karamba,在AxisVM中,对于结构分析,第一步我们仍要完成基本几何体的设置。那对于当前案例,我们可以使用Geometry中的Line绘制一个长度为3米的线段,然后再使用Elements里面的line element将其定义为悬臂梁。

但是因为悬臂梁属于比较简单的建筑元素,其实并不需要这么麻烦,大家可以使用Elements中的draw objects directly直接绘制需要分析的建筑构件。
不同于karamba只有beam和shell这两个分类,AxisVM里面的构件分类就详细和科学很多了,有柱,水平梁,斜梁,墙,区间和空洞。

并且当你选择某一种元素进行绘制的画,AxisVM会在元素下侧提供不同的绘制方法,对于柱子你还可以设置从上部绘制还是下部绘制,对于墙体还可以设置居左居右还是居中绘制。

那在这我们选择水平梁,确定类别之后首先它会让我们选择截面,截面的设置和karamba一样,也是有两种方法,调取库和自行设置,先看下库。

大家可以发现这里面就有非常多的预设参数让你设置了,甚至还有中国的标准,这可以说是AxisVM相较于Karamba一个比较大的优势。在这简单说一下AxisVM构件库的分类逻辑。

首先最上面这块是截面的基本几何分类。

下部则是该几何类型下不同的规范分类。点击过滤器,可以对于规范进行区域筛选。

右边则是该规范下,不同的尺寸细分,点击过滤器可以进行大小范围的筛选

最右边则当前选择类型对应的物理参量,和图示预览。

自行创建就稍微简单一些了,选择你要的几何形状然后设置参数即可。

那除了这两种设置截面的方法,大家也可以点击这个截面的图标,在这个截面编辑器中自行创建。不过因为AxisVM本身的构造库非常的齐全,建筑师很少会遇到要使用这种方法绘制截面。

STEP 2

材料选取

完成几何属性设置之后了就需要选取材质,点击material选项可以进行相关设置。

相较于Karamba,AxisVM的材质预设同样更加丰富一些,并且再右侧AxisVM可以实时的显示你选择的材质对于的属性参数,对于当前的悬臂梁,我们就先选择一个低强度混凝土。

并且AxisVM还有一个相较于Karamba的优点就是它可以设置变截面的线性结构构件。

勾选允许变截面,可以给与线性构件不同的开始截面与终止截面,不过考虑到大部分的常规结构构件采用的还是定截面设计,对于这个例子我们就不使用变截面了。

后面的朝向和Z轴参考基本上我们会保持默认。

对于beam的端口我们也可以设置对应的固定类型,是刚节点还是铰接点,以及对于特定方向移动的控制,这个实际上和karamba里面support控制支撑点在某个方向是否可以移动是一样的。

下面这部分控制的是不同的绘制方法,直线,多段线,多边形边缘和圆弧一般我们用的最多的是polyline。

绘制的时候按住shift就可以锁定方向。各位如果随便点击的话,其实是不确定这个构件具体有多大,而实际结构构件的尺寸都是有确定数值的,所以下面了就要和大家说一下如何在AxisVM里面进行定量绘制。

不同于Rhino是在对话框中输入长度,AxisVM的尺寸是在右下角这里面输入。

这里有两个D,实际上就表示两种不同的坐标计算方法,一个是XYZ+长度坐标,还有个是极坐标——半径角度和高度。这里面默认情况下(D为蓝色背景)的数值都是相对坐标,也就是相对于前一个点的xyz坐标数值或者极坐标数值。

如果点击下这个d,让其从蓝色变为灰色。这里面的数值就都变成绝对坐标,也就是相对于坐标原点的数值。

在这如果我们想获取一个三米长的梁的话,可以使用相对坐标。

那获取梁之后了,因为AxisVM在绘制element这一步就已经赋予的材质和截面,所以我们后面就需要添加support和荷载。

STEP 3

支撑荷载

支撑同样在element中进行设置。

AxisVM除了提供Karamba的单点固定之外,还提供有线性固定,面固定和边缘铰接,这些本质上还是对于点的固定,只不过是帮你提取了一个线一个面上所有的点进行处理。不过对于当前这个单梁的分析就用一个单点固定即可。

选择端点确定之后就会弹出对于支撑点的设置。

上部的方向设置类似于之前在(软件小讲堂 | Karamba建筑力学分析(3):结构分析)文章中对于方向的介绍。下部则是对于自由度的设置,六个自由度,上面三个是位移,下面三个是旋转。

数值只有两个选项,e10表示固定,e0表示可以移动,对于当前案例,暂定为固结,六个自由度都为Rigid。

之后就是设置荷载,这里面的荷载选项数量非常多但其实和karamba里面的大同小异,对于设计师来说最重要还是那四个力——点线面自重,温度应力等其他作用力分析频率稍低些。

那对于梁假设我们添加一个延线分布的力。

方向这三个选项和karamba是完全一样的。

但是下面这块就比较重要了,AxisVM里面提供了多种力参数的控制。首先三种基本的类型。在这我们可以选择type1进行演示。

Type1通过图标我们可以看出来它的两个大小力的渐变,A0和A1表示这两个力在构件的作用位置。

当position选择的是是ratio的话,0就表示构件的开始点,1就表示构件的终止点。如果使用默认的0和1就表示当前的力作用于整个构件,那如果各位只想力作用在部分构件只需要改变这两个参数即可,比如设为0.5-1则表示力只作用于构件的后半段。

Position设为length的话就是依据绝对长度,比如之前杆件是10米的话,中点就是5米。A1=0,A2=5,则表示力只作用于构件的前半段。

而下面xyz控制就是力的大小和方向,如果两者设置不同的数值就可以获得一个变化的荷载,当然对当前这个栗子我们就用一个均布的力

设置完荷载之后,还需要进行精度的控制,类似于其他有限元软件,AxisVM也是作用在顶点,而顶点的数量通过mesh栏进行控制控制。

它可以做定数的等分或者定长的等分。

到此为止我们就在AxisVM中完成了所有结构分析所需的前期设置,考虑到文章长度,对于后续具体的计算和结果的预览将留到下一期教程进行讲解,敬请期待。

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