软件小讲堂 | Karamba建筑力学分析（3）：结构分析
HELLO小伙伴们，又到了每周一次的软件小讲堂。在上一期教程中，我们完成了悬臂梁结构分析的前期设置，简单的了解了关于几何参数，材料，荷载，支撑设置的相关知识。
链接：软件小讲堂 | Karamba建筑力学分析（2）：前期设置
STEP 1
对于常规的结构计算，karamba提供了四种不同的方法。
这里面的no-linear建筑设计我们是一般用不到的，因为对于建筑结构优化与选型而言，我们基本不会考虑结构损害时的状态，并且这个运算器本身也只是一个测试功能。
Large deformation这个东西蛮有意思的，它其实并不是一个标准的力学分析，而可以被视作是一个简化版本的kangaroo，对于我们当前案例同样用不到。
但是这里面analysis1和analysis2都是用于小变形分析的，也就是在现实建筑结构使用过程中会出现的变形，所以在这我要和大家详细说一下这两个运算器的区别.
它们本质的区别就是second order normal force对于结构硬度的影响是否考虑。也就是是否考虑轴力的二阶效应。对于很多构件而言，二阶效应有的时候也叫 P-△效应。
所谓轴力的二阶效应指的是，在轴向压力（无论是水平方向还是竖直方向）作用下，会产生侧向位移，这样就会产生一个附加弯矩，这个弯矩通常叫二阶弯矩（二阶效应），从而降低结构强度。
当然对于一般建筑师而言，其实你也不用知道这个所谓的轴力二阶相应，因为对于建筑而言通常只有高层钢结构，不满足《高规》5.4.1条的高层混凝土结构和部分柱结构比如偏心受压住才需要考虑二阶效应。所以一般情况下的结构计算，我们用第一个就行。第一个计算出来的结构强度会高于第二个。
当然在karamba里面我们除了常规的这四种结构分析之外还可以分析一些比较特殊的情况，就是algorithm里面的buckling，eigen modes和natural vibration.
buckling我们一般指的是屈曲，就是大家如果压一个比较细长的杆件的话会发现随着力的增大构件会突然折断，这就是所谓屈曲，或者说失稳破坏。而拉伸一个细长杆件或者压一个比较粗壮的杆件是不会发生屈曲现象的，这也就导致了对于细长构件而言，即使材料本身的抗压强度和抗拉强度差不多，比如钢材构成的细管，由于屈曲现象，抗压强度和抗拉强度会差很多，所以如果大家的结构分析涉及到很多细长受压构件的话需要使用到它，来进行结构的分析
Eigen mode模态分析和Natural Viberation都是正对于震动的分析，这个就一般不是我们常规建筑设计结构分析会涉及到的领域了，据我所知这两个主要是在桥梁设计分析过程中会用的比较多。特别是一些要通过重型车辆的桥梁会用到这个进行计算。
那对于当前这个例子，我们就用第一个。计算完成之后在D端就能看到结构的最大位移，这个其实就可以用于评价结构了，相同荷载和边界条件下，位移越小结构强度越高。G端为其收到的最大重力，而Energy为结构内部的变形能量。
而更细致的结果分析则需要通过beam view来进行观察。
STEP 2
将beam view model的输入端连接到analysis的model输出端，在section force这一栏里面了我们可以观察不同力的图示。
比如对于当前这个模型我们可以显示其弯矩和剪切力，点击对应的My和Vz即可。
Number和filled就是是否显示填充和数字。scale是控制整体图像缩放的，图像的高低不具有实际的物理意义，数字大小是具有物理意义的。
render setting 这里面我们可以选择不同的预览设置，crosssection就是观察构件本身的造型，这个造型是和我们前期设置的截面参数完全相同的。
Axis stress是显示轴力大小，我们可以在这使用legend进行观察,蓝色为tension红色为compression。那么大家如果想对构件进行强度判定就可以把这里面分析的轴力同材料最大强度进行对比。
utilization的物理含义指的是构件种每一点法向应力同该材料屈服强度的百分比。
因为对于建筑材料而言，我们一般都使用屈服强度作为材料的抗力指标，比如典型的建筑钢材以屈服强度作为设计应力的依据，因此大家其实就可以把utilization当作当前受力和材料最大强度的比值，换句话说就是大家可以使用它表示材料的利用率。也就是在当前尺寸材料支撑和荷载情况下，结构构件有多少起到了真正的结构作用。那么很明显对于结构来说，utilization的数值最好情况下是要无限的趋向于100%但是绝对不能超过100%。因为超过100%表示超过了结构的极限强度，而过小的话则表示结构很多材料都发生了浪费，那我们可以看到对于我们的这根钢梁而言，在只收自重作用下只要7.2的部分起到了结构作用，所以出现了很大的材料浪费。
所以借助utilization这个数值，建筑师即使是在对于结构受力一窍不通的情况下，也可以非常直观的对于不同的结构方案进行评价。
不过虽然utilization这个数值非常好用，它也是有些不足的，不足之处就是由于它计算的是法向应力，utilization并没有考虑到剪切和屈曲。所以如果大家要求比较高的话还需要看下剪切力是否满足，对于细长构件，要用buckling分析会不会出现结构的失稳。但是大部分情况下，utilization这个数值都可以满足我们对于结构的评价。
displacement则表示结构的位移大小，这同样可以作为我们结构判定的依据，像悬臂梁我记得它的悬挑段是有一个最大位移公式的，可以将我们分析的数值于其进行对比。