Midas中組合截面的實(shí)現(xiàn)

1、-作者xxxx-日期xxxxMidas中組合截面的實(shí)現(xiàn)【精品文檔】聯(lián)合截面施工階段分析方法（針對用戶定義截面）聯(lián)合結(jié)構(gòu)是指由鋼材和混凝土兩種不同材料的構(gòu)件，或者即使是一種材料但強(qiáng)度和材齡（如混凝土）不同的構(gòu)件聯(lián)合所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。從前的分析方法是對聯(lián)合前的各構(gòu)件分別建立不同的模型，聯(lián)合時(shí)對各構(gòu)件進(jìn)行剛性連接。這種方法在進(jìn)行靜力分析時(shí)誤差比較少，但考慮徐變和收縮等進(jìn)行時(shí)間依存性分析時(shí)，就會產(chǎn)生很大的誤差。為了提高考慮材料時(shí)間依存特性時(shí)，對于聯(lián)合截面分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，MIDAS/Civil提供了對聯(lián)合截面進(jìn)行施工階段分析的方法。進(jìn)行聯(lián)合截面施工階段分析時(shí)，定義聯(lián)合截面的方法有兩種，Normal typ

2、e和User type。Normal type是指利用截面數(shù)據(jù)庫中提供的聯(lián)合截面(Composite section)或組合截面(SRC section)等已知聯(lián)合前后各截面特性值的截面來定義的方法。User type是指由用戶來定義任意截面的特性值并將其在不同的施工階段進(jìn)行聯(lián)合的方式。關(guān)于Normal type的分析方法請參照技術(shù)資料工字型鋼混聯(lián)合梁橋的施工階段分析，這里主要介紹一下在使用用戶定義的方式進(jìn)行聯(lián)合截面施工階段分析時(shí)，需要注意的事項(xiàng)和查看結(jié)果的方法。下圖為定義聯(lián)合截面施工階段的對話框。（荷載施工階段分析數(shù)據(jù)施工階段聯(lián)合截面）User typeNormal type 圖1. 定義聯(lián)

3、合截面施工階段的對話框Note! 以上畫面只有在定義了施工階段和截面后才可以顯示。 輸入步驟建模步驟與一般的施工階段分析建模步驟類似，只需在此基礎(chǔ)上再定義聯(lián)合截面的施工階段即可。其定義步驟如下。1. 定義材料和截面2. 定義時(shí)間依存性材料特性 (選項(xiàng))3. 建立結(jié)構(gòu)模型 (幾何形狀、邊界條件、荷載)4. 定義施工階段5. 定義施工階段聯(lián)合截面這里結(jié)合例題重點(diǎn)介紹根據(jù)施工階段定義聯(lián)合截面的方法。 例題例題模型為一由主梁和橋面板構(gòu)成的兩跨連續(xù)梁橋，施工階段如圖2所示由4個(gè)階段組成。 CS1: 建立第一跨主梁時(shí)間 : 12天荷載 : 第一跨主梁自重 CS2: 建立第二跨主梁時(shí)間 : 12天荷載 :

4、第二跨主梁自重 CS3: 建立第一跨橋面板時(shí)間 : 12天荷載 : 第一跨橋面板自重 CS4: 建立第二跨橋面板并在7天后施加二期恒載時(shí)間 : 1000天荷載 : 第二跨橋面板自重 (第一步驟)二期恒載 (第三步驟)二期恒載 : 1tonf/m圖2. 例題的施工階段構(gòu)成 定義材料和截面 材料主梁 : 混凝土 40橋面板 : 混凝土 30 材料輸入對話框如圖3所示定義主梁和橋面板的材料。 圖3. 定義一般材料 截面 截面形式為如圖4所示的由主梁和橋面板所構(gòu)成的聯(lián)合截面。1.0 m0.3 m0.2 m0.6 m橋面板主梁圖4. 截面形狀 截面輸入對話框圖5. 截面輸入對話框如圖5對話框所示，定義4

5、個(gè)截面。前兩個(gè)截面(Span-1, Span-2)是在建立單元時(shí)需要指定的，故必須定義。由于例題中的第一跨和第二跨是在不同的施工階段施工的，所以盡管兩個(gè)截面的特性值相同，但在這里分別進(jìn)行了定義。就是說即使是擁有相同截面特性的單元，若在不同的施工階段施工，則需要定義相應(yīng)數(shù)量的截面。本例題分為4個(gè)施工階段，但結(jié)構(gòu)的變化分為兩個(gè)階段(1st span, 2nd span)，所以這里定義兩個(gè)截面。此時(shí)給各單元賦與的截面特性值并不用于分析，只是在消隱處理時(shí)能夠反映截面的形狀。因此在使用“數(shù)值”方式定義截面時(shí)，只需輸入截面尺寸即可，不必輸入具體的特性值。 圖6. 定義聯(lián)合前各截面的特性值3號主梁截面和4號

6、橋面板截面可以不必輸入，但為了在后面定義聯(lián)合截面施工階段時(shí)輸入各組成截面特性值的方便，可在這里事先進(jìn)行定義。 賦與時(shí)間依存性特性時(shí)間依存性特性采用的是CEB-FIP code，其內(nèi)容如圖7、8所示。 徐變和收縮 圖7. 定義徐變和收縮對話框 強(qiáng)度發(fā)展圖8. 定義抗壓強(qiáng)度發(fā)展的對話框 建立結(jié)構(gòu)模型l 跨度 : 220ml 單元數(shù) : 20l 節(jié)點(diǎn)數(shù) : 21l 邊界條件 : 節(jié)點(diǎn)1 : DX,DY,DZ,RX,RZ 節(jié)點(diǎn)11、21 : DY,DZ,RX,RZ第二跨第一跨圖9. 結(jié)構(gòu)模型 定義施工階段施工階段如圖2所示分為4個(gè)階段。CS1CS3各施工階段的持續(xù)時(shí)間皆為12天，最終階段CS4的持續(xù)時(shí)

7、間為1000天。圖10. 定義施工階段對話框 圖11. 定義第一個(gè)施工階段CS1圖12. 定義第二個(gè)施工階段CS2圖13 定義第四個(gè)施工階段CS4這里將第四個(gè)施工階段的持續(xù)時(shí)間1000天分成了10個(gè)步驟。另外二期恒載將在該階段的第7天開始施加。 定義聯(lián)合截面施工階段在荷載施工階段分析數(shù)據(jù)施工階段聯(lián)合截面 對話框定義聯(lián)合截面的施工階段。圖14所示為該對話框，所輸入的內(nèi)容為第一跨的聯(lián)合截面數(shù)據(jù)。圖14. 定義聯(lián)合截面施工階段對話框?qū)υ捒騼?nèi)容的說明如下。 激活施工階段選擇單元被激活的施工階段，即構(gòu)件最初生成的施工階段。 截面在已經(jīng)輸入的截面中，選擇要進(jìn)行聯(lián)合截面施工階段定義的截面。選擇截面后，與截面

8、相對應(yīng)的單元號會自動(dòng)顯示于單元列表中。 聯(lián)合形式在截面選擇欄中所選擇的截面如果是截面數(shù)據(jù)庫中的聯(lián)合截面(Composite section)或者組合截面(SRC section)，則會顯示為Normal，否則就會顯示為User。 單元列表與在截面 中所選截面相對應(yīng)的單元號會自動(dòng)顯示于單元列表中。 位置號指定聯(lián)合截面的組成部分的個(gè)數(shù)。例題的聯(lián)合截面是由主梁和橋面板兩部分構(gòu)成的，故位置數(shù)為2。如果對于一個(gè)預(yù)應(yīng)力箱型截面要分成幾個(gè)部分進(jìn)行澆筑的話，可指定相應(yīng)數(shù)量的位置號來進(jìn)行分析。 施工順序在這里定義各位置號相應(yīng)單元的特性值（分析用）和各截面相對位置（形心）。 材料類型，材料在這里定義各位置的材料，

9、有單元和材料兩種定義方法。選擇單元，則所定義的材料與在截面選擇欄中所選截面的材料相同。選擇材料，則右側(cè)的材料選擇欄會被激活，用戶可在這里選擇相應(yīng)的材料。例題中對于主梁部分如圖14所示使用了選擇單元的方法，若使用選擇材料的方法則如圖15所示。圖15. 定義施工順序?qū)υ捒?聯(lián)合階段 指定各位置的構(gòu)件產(chǎn)生的施工階段。例題中位置1是在第一個(gè)施工階段CS1產(chǎn)生的，故選擇CS1或選擇激活施工階段。激活施工階段是指在圖14上方的激活施工階段欄中所選擇的階段。位置2的形成階段為CS3，故選擇CS3。 材料輸入各位置的材齡。初期強(qiáng)度、徐變系數(shù)、收縮特性等與這里所輸入的材齡有關(guān)，所以模型若要考慮材料的時(shí)間依存性，

10、對該部分的輸入需要特別注意。一般輸入開始承受荷載的材齡，即徐變開始時(shí)的材齡即可。像鋼材等不考慮時(shí)間依存特性的材料輸入任何值都沒有關(guān)系，我們一般輸入0。如圖14、15所示，主梁的初期材齡為5天，橋面板的初期材齡為0天。就是說對于在CS1所作用的恒荷載，主梁是以5天的材齡所具備的剛度來承擔(dān)的，而對于在CS3中作用的橋面板的自重，則不考慮橋面板的剛度。如果。 在定義施工階段時(shí)，也有輸入材齡的選項(xiàng)（圖16），其功能是相同的。但若定義了聯(lián)合截面的施工階段，則程序會以定義聯(lián)合截面施工階段中所輸入的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)來進(jìn)行分析。對于定義了聯(lián)合截面施工階段的模型，在此輸入任何數(shù)值，都不會對分析結(jié)果產(chǎn)生影響。圖16. 定

11、義施工階段對話框 Cy, Cz在這里定義各組成部分的相對位置。User type和Normal type的差異就在這里。對于Normal type(使用聯(lián)合截面(Composite Section)或組合(SRC Section)時(shí))，在定義截面時(shí)各位置的相對位置已被自動(dòng)輸入，因此沒有在這里重新輸入的必要。對于User type，需要輸入各位置的形心到聯(lián)合后截面左下角的距離。（參照圖17）1.0 m0.3 m0.2 m0.6 m聯(lián)合后截面的左下角圖17. 定義各位置的形心位置 剛度指定了各位置的形心位置后，現(xiàn)在輸入各位置截面的特性值。在這里輸入的截面特性將用于進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算，而如前所述在定

12、義截面時(shí)所輸入的特性值則沒有意義。使用Normal type時(shí)，各位置的截面特性值會被自動(dòng)輸入，但使用User type時(shí)，則需如圖18所示由用戶直接輸入。由于一一輸入各項(xiàng)特性值會十分不方便，故用戶可以提前在截面對話框中定義各位置的截面，并在這里利用輸入功能將其導(dǎo)入。本例題也使用了將提前定義好的截面3、4的數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入的方法。 圖18. 定義各位置的特性值 系數(shù)需要對剛度系數(shù)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，可使用此項(xiàng)功能，其默認(rèn)值為1。第二跨的聯(lián)合截面的定義順序與前面相同，請參考下圖。圖19. 定義CS2聯(lián)合截面的對話框圖20. 聯(lián)合截面施工階段的最終輸入狀態(tài) 分析結(jié)果 變形形狀圖21. CS1 First step的變形形狀圖22. CS2 first step的變形形狀圖23. CS3 first step的變形形狀圖24. CS4 first step的變化形狀圖25. CS4 third step的變形形狀 內(nèi)力圖26. CS4 last step的彎矩圖(荷載工況