MIDAS連續(xù)梁橋建模詳細(xì)介紹

1、該過(guò)程是將三垮橋的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)進(jìn)行有限元分析， 下面介紹了本人在對(duì)模型模擬的 主要步驟，若中間出現(xiàn)的錯(cuò)誤，請(qǐng)讀者朋友們指出修改。注：“，”表示下一個(gè)過(guò)程“（）”該過(guò)程中需做的內(nèi)容一結(jié)構(gòu)1. 單元及節(jié)點(diǎn)建立的主桁 ： 因?yàn)闃蛎婢哂幸欢v坡，故將橋跨布置圖的橋面 線復(fù)制到節(jié)段劃分圖對(duì)應(yīng)橋跨位置，然后進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑瑢⒃摼€段存入新的 圖層，以便下步導(dǎo)入，將文件保存為 .dxf 格式文件。2. 打開 midas 運(yùn)行程序，將程序里的單位設(shè)置成節(jié)段劃分圖的單位，這里為 cm。導(dǎo)入上步的 .dxf 文件。將節(jié)點(diǎn)表格中的 z坐標(biāo)與 y 坐標(biāo)交換位置（ midas中 的 z 與 cad 中的 y 對(duì)應(yīng)）。結(jié)構(gòu)建立完

2、成。模型如圖：二特性值1. 材料的定義：在特性里面定義 C50的混凝土及 Strand1860（添加預(yù)應(yīng)力鋼筋使用 ）2. 截面的賦予：1）.在截面尺寸和預(yù)應(yīng)力束錨固圖里，做出截面輪廓文件，保存為 .dxf 文件2）.運(yùn)行 midas，工具，截面特性計(jì)算器，統(tǒng)一單位 cm。導(dǎo)入上步的 .dxf 文件 先后運(yùn)行 generate， calculate property，保存文件為 .sec文件，截面文件完成3）運(yùn)行 midas，特性，截面，添加， psc，導(dǎo)入 .sec 文件。根據(jù)圖例，將各項(xiàng)特性 值填入 ;驗(yàn)算扭轉(zhuǎn)厚度為截面腹板之和；剪切驗(yàn)算，勾選自動(dòng)；偏心，中上部4）變截面的添加： 進(jìn)入添加

3、截面界面， 變截面，對(duì)應(yīng)單元導(dǎo)入 i 端和 j 端（ i 為左， j 為右）；偏心，中上部；命名 （ 注：各個(gè)截面的截面號(hào)不能相同 ）5）變截面賦予單元：進(jìn)入模型窗口，將做好的變截面拖給對(duì)應(yīng)的單元。注： 1.建模資料所給的預(yù)應(yīng)力束錨固圖的 0-0和 14-14截面與節(jié)段劃分 圖有出入，這里采用截面尺寸做這兩個(gè)截面，其余截面按照預(yù)應(yīng)力束錨固 圖做2. 定義材料先定義混凝土，程序自動(dòng)將 C50賦予所建單元（ C50是定義的第一個(gè) 材料，程序?qū)⒆詣?dòng)賦予給所建單元）三邊界條件1.打開斷面圖，根據(jù) I、 II 斷面可知，支座設(shè)置位置。根據(jù)途中所給數(shù)據(jù)， 在模型窗口中建立支座節(jié)點(diǎn)（ 12 點(diǎn)）2.點(diǎn)擊節(jié)點(diǎn)

4、，輸入對(duì)應(yīng)坐標(biāo)，建立 12 個(gè)支座節(jié)點(diǎn)3. 建立彈性連接：模型，邊界條件，彈性連接，連接類型（剛性） ，兩點(diǎn)（分別 點(diǎn)擊支座點(diǎn)與橋面節(jié)點(diǎn)） 共 12 個(gè)彈性連接4. 邊界約束：中間橋墩，約束 Dx,Dz；Dx ，Dy ，Dz；Dx,Dz,兩邊橋墩，約束 Rx，Dz； Rx， Dy，Dz；Rx，Dz 如表節(jié)點(diǎn)DxDyDzRxRyRz200100030110005001000200010002101100023001000491010005011100052101000670010006801100070001000四添加預(yù)應(yīng)力鋼筋1.定義鋼束特性：打開預(yù)應(yīng)力筋布置及材料表 、預(yù)應(yīng)力束幾何要素 。

5、荷載， 預(yù)應(yīng)力荷載， 鋼束特性值， 根據(jù)材料表中鋼筋的規(guī)格及根數(shù)填入相關(guān)數(shù)據(jù) （松弛 系數(shù)： 0.3；導(dǎo)管直徑： 10cm）2.鋼束布置形狀：荷載，預(yù)應(yīng)力荷載，鋼束布置形狀，以T1 為例：1）打開預(yù)應(yīng)力束幾何要素 ，建立以中心點(diǎn)為原點(diǎn)的局部坐標(biāo)系，為方便，在excel 里建立好關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)，2）鋼束布置形狀（鋼束特性值：鋼束 1；分配給單元： 15to18；輸入類型： 3-D；標(biāo)準(zhǔn)鋼束： 6 束；無(wú)應(yīng)力場(chǎng)長(zhǎng)度：自動(dòng)計(jì)算；布置形狀：將建好的局部坐標(biāo)復(fù)制在表格中，生成對(duì)稱鋼束；鋼束布置插入點(diǎn)：在模型窗口拾取對(duì)應(yīng)點(diǎn)）如圖五靜力荷載1. 荷載命名：荷載，靜力荷載工況（名稱：結(jié)構(gòu)自重；類型：恒荷載，名稱

6、：橋面鋪裝層；類型：恒荷載，名稱：鋼筋張拉值；類型：預(yù)應(yīng)力，名稱：整體升溫；類型：溫度荷載，名稱：整體降溫；類型：溫度荷載， 名稱：正溫梯；類型：溫度梯度， 名稱：負(fù)溫梯；類型：溫度梯度， 名稱：橫隔板；類型：恒荷載） 如圖2. 自重：荷載，自重（自重系數(shù)， z： -1.04，添加）3. 橋面鋪裝層：荷載，梁?jiǎn)卧奢d（荷載工況名稱：橋面鋪裝層，（ 數(shù)值：x1:0,x2:1,w:-25.92kn/m） ,全選，適用4. 鋼筋張拉值：荷載，預(yù)應(yīng)力荷載，鋼束預(yù)應(yīng)力荷載（荷載工況名稱：鋼筋張拉 值，將預(yù)應(yīng)力鋼束除 TK 外拖入到已選鋼束欄目里，張拉力：應(yīng)力、兩端張拉、 1395N / mm2 ,注漿：

7、 0），添加，如表鋼束名稱荷載工 況張拉類 型張拉位 置結(jié)束點(diǎn)應(yīng)力（KN/CM2）開始點(diǎn)應(yīng)力（KN/CM2）B1鋼筋張 拉值應(yīng)力兩端13950001395000N1鋼筋張 拉值應(yīng)力兩端13950001395000N1'鋼筋張 拉值應(yīng)力兩端13950001395000T1鋼筋張 拉值應(yīng)力兩端13950001395000T1'鋼筋張 拉值應(yīng)力兩端13950001395000W1鋼筋張 拉值應(yīng)力兩端13950001395000W1'鋼筋張應(yīng)力兩端13950001395000拉值5. 整體升溫：荷載，溫度荷載，系統(tǒng)溫度（荷載工況名稱：整體升溫；最終溫 度： 30；添加） 6 整

8、體降溫：荷載，溫度荷載，系統(tǒng)溫度（荷載工況名稱：整體降溫；最終溫度：-20；添加）7.正溫梯：荷載，溫度荷載，梁截面溫度（荷載工況名稱：正溫梯， 參考位置： +邊（頂），填入相應(yīng)的 B、 H1、T1、H2、T2） 全選，適用。如圖：8負(fù)溫梯：荷載，溫度荷載，梁截面溫度（荷載工況名稱：負(fù)溫梯，參考位置： +邊（頂），填入相應(yīng)的 B、 H1、T1、H2、T2） 全選，適用9.橫隔板：荷載，節(jié)點(diǎn)荷載（荷載工況名稱：橫隔板， FZ:-311.8KN ），選中橫隔 板節(jié)點(diǎn)位置，適用。如圖六.移動(dòng)荷載分析1. 荷載，移動(dòng)荷載分析數(shù)據(jù)，移動(dòng)荷載規(guī)范2. 車輛荷載：荷載，移動(dòng)荷載分析數(shù)據(jù)，車輛（添加標(biāo)準(zhǔn)車輛）

9、 ，規(guī)范名稱：公 路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，車輛荷載類型： CH-CD ，確認(rèn)3. 人群荷載：荷載，移動(dòng)荷載分析數(shù)據(jù)，車輛（添加標(biāo)準(zhǔn)車輛） ，規(guī)范名稱：公 路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，車輛荷載類型： CH-RQ，確認(rèn)4. 車道添加：以車道 1 為例，荷載，移動(dòng)荷載分析數(shù)據(jù)，車道（添加） ，（名稱： cd1，偏心距離： -280cm，橋梁跨度： 18332cm，選擇，全選，添加） ，確認(rèn)5. 荷載，移動(dòng)荷載分析數(shù)據(jù)，移動(dòng)荷載工況（添加） ，（荷載工況名稱：移動(dòng)荷 載，組合選項(xiàng)：?jiǎn)为?dú)，添加（車輛組： CH-CD，系數(shù)： 1，加載最少車道數(shù)和加 載最多車道數(shù)： 2，將車道拖入選擇車道欄目里，適用） ，添加（車輛組： CH

10、-CD ，系數(shù)： 0.78，加載最少車道數(shù)和加載最多車道數(shù)： 3， 將車道拖入選擇車道欄目里，適用） ， 添加（車輛組： CH-RQ，系數(shù)： 1，加載最少車道數(shù)和加載最多車道數(shù)： 1，將 車道拖入選擇車道欄目里，適用） ） 如圖：（兩車道的操作）七支座沉降分析1.支座沉降量：荷載，支座沉降分析數(shù)據(jù)， 支座沉降組（組名稱： 1 沉降量： 1cm，節(jié)點(diǎn)： 1 橋墩的 3 支座節(jié)點(diǎn)，如圖：組名稱： 2 沉降量： 1cm，節(jié)點(diǎn)： 2 橋墩的 3 支座 節(jié)點(diǎn)組名稱： 3 沉降量： 1cm，節(jié)點(diǎn)： 3 橋墩的 3 支座 節(jié)點(diǎn)組名稱： 4 沉降量： 1cm，節(jié)點(diǎn)： 4 橋墩的 3 支座 節(jié)點(diǎn)），添加2.支座

11、荷載工況：荷載，支座沉降分析數(shù)據(jù)，支座 沉降荷載工況（荷載工況名稱：支座沉降，選擇沉 降組： 4 組全選， Smin： 1，Smax： 3），添加八.分析控制數(shù)據(jù)1.將荷載轉(zhuǎn)化為質(zhì)量：模型，質(zhì)量，將荷載轉(zhuǎn)化為質(zhì)量（添加橋面鋪裝層、 鋼筋張拉值、橫隔板）確認(rèn)如右圖：2.將自重轉(zhuǎn)化為質(zhì)量：模型，結(jié)構(gòu)類型（按集中質(zhì)量轉(zhuǎn)化）確認(rèn)如圖：2.特性值分析控制：分析，特性值分析控制（振型數(shù)量： 50），確認(rèn)。3. 運(yùn)行4. 查看質(zhì)量參與值：結(jié)果，周期與振型（點(diǎn)擊自振模態(tài)右的三點(diǎn)） ，查看模型參 與質(zhì)量，盡可能多的讓模型參與若參與量較少，將第 2 步的振型數(shù)量加大，來(lái)滿足要求（本人取到 150次）5. 查看頻率

12、值：結(jié)果，周期與振型（顯示類型，圖例，適用） 查看頻率： 1.3319196. 完成移動(dòng)荷載分析：分析，移動(dòng)荷載分析控制（計(jì)算位置： 板和桿系單元，內(nèi)力（中心 +節(jié)點(diǎn)）、應(yīng)力 規(guī)范類型： JTG D60-2004， f HZ 1.331919），確認(rèn) 九荷載組合結(jié)果，荷載組合，混凝土設(shè)計(jì)，自動(dòng)生成十分析結(jié)果 對(duì)結(jié)構(gòu)荷載進(jìn)行組合1）1.在組合 CLCB44（彈性階段應(yīng)力驗(yàn)算組合 : 1.0D+1.0PS+1.0SM1+1.0M+1.0T2+1.0TPG2 ）作用下，如圖：2.結(jié)構(gòu)最大反力如圖可知，結(jié)構(gòu)最大反力在結(jié)構(gòu)支座處， 符合實(shí)際情況， 在施工階段應(yīng)注意支座 的承載力3. 結(jié)構(gòu)內(nèi)力軸力剪力Z向

13、如圖可知，剪力最大值分布在橋墩位置。彎矩最大彎矩在跨中位置，注意跨中的設(shè)計(jì)彎矩抵抗值扭矩4.結(jié)構(gòu)變形5.結(jié)構(gòu)應(yīng)力2)1.在clCB8組合(基本組合: 1.2D+1.2PS+0.5SM1+1.4M+1.12T1+1.12TPG2 )2.結(jié)構(gòu)最大反力如表可知，結(jié)構(gòu)最大反力在結(jié)構(gòu)支座處， 符合實(shí)際情況， 在施工階段應(yīng)注意支座 的承載力3.結(jié)構(gòu)內(nèi)力 軸力 剪力Z向如圖可知，剪力最大值分布在橋墩位置。 彎矩Y向最大彎矩在跨中位置，注意跨中的設(shè)計(jì)彎矩抵抗值扭矩4.結(jié)構(gòu)變形5.結(jié)構(gòu)應(yīng)力3)1.在 clCB35組合(長(zhǎng)期組合 : 1.0D+1.0PS+1.0SM1+0.4/(1+mu)M+1.0T2+0.8T

14、PG2 )2.結(jié)構(gòu)最大反力如表可知，結(jié)構(gòu)最大反力在結(jié)構(gòu)支座處， 符合實(shí)際情況， 在施工階段應(yīng)注意支座 的承載力3.結(jié)構(gòu)內(nèi)力 軸力 剪力Z向如圖可知，剪力最大值分布在橋墩位置。 彎矩Y向扭矩4.結(jié)構(gòu)變形5.結(jié)構(gòu)應(yīng)力4)1.在 clCB29組合(短期組合 : 1.0D+1.0PS+1.0SM1+0.7/(1+mu)M+1.0T2+0.8TPG12.結(jié)構(gòu)最大反力如表可知，結(jié)構(gòu)最大反力在結(jié)構(gòu)支座處， 符合實(shí)際情況， 在施工階段應(yīng)注意支座 的承載力3.結(jié)構(gòu)內(nèi)力軸力力剪如圖可知，剪力最大值分布在橋墩位置。彎矩Y向扭矩4.結(jié)構(gòu)變形5.結(jié)構(gòu)應(yīng)力根據(jù)以上各種不同的荷載組合， midas 分析出不同的內(nèi)力、應(yīng)力、變形、反力。可以看出該 橋在運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下的受力情況，但在該模型中沒(méi)有考慮偶然荷載。在選取的幾個(gè)組合中， Dx 方向的變形主要是由于張拉鋼筋、溫度荷載引起。若僅在自重、 移動(dòng)荷載、橫隔板、橋面鋪裝層作用下，則 Dx 方向變形微弱。如圖：結(jié)構(gòu)變形：心得體會(huì)：從建立節(jié)點(diǎn)到模擬運(yùn)行，從生疏到熟練，經(jīng)過(guò)一學(xué)期對(duì) midas 的學(xué)習(xí)，我 基本熟悉 midas的相關(guān)操作。 在建立三跨橋的實(shí)際例子中， 我懂得了建立模型的 一般步驟以及相