MIDAS模型步驟

1、 課程名稱：橋梁電算設計題目：MIDAS建模過程 院 系： 土木工程系 專 業(yè)： 鐵工四班 年 級： 2009級 姓 名： 胡奇光 指導教師： 康銳 西南交通大學峨眉校區(qū) 2012年 06月23日目 錄1.單位體系22.定義材料參數(shù)：23.截面定義：34.建立節(jié)點：45.建立單元：56.定義邊界條件：57.MIDAS 對結構自重荷載可以通過程序來自動計算。68. 鋼束預應力荷載：69.定義溫度荷載：710.變截面組：811.質量的定義：912. 定義 PSC 截面鋼筋：913.定義節(jié)點荷載：1014.定義梁單元荷載：1015. 組的定義：1116.總結111.單位體系 建立一個模型的第一步就是

2、要建立符合你需要的單位體系，一般用 KN，M。 2.定義材料參數(shù)： 混凝土材料參數(shù)，預應力鋼筋材料參數(shù)。在首先建立模型的時候，可以直接應用 MIDAS 給定的規(guī)范數(shù)據(jù)庫中的材料來定義，但是在實際的工程中，要根據(jù)實際的情況來設置一些參數(shù)，如泊松比、彈性模量、線膨脹系數(shù)等。這個時候要用自定義材料參數(shù)來定義。 定義時間依存性材料特性：（我們通常說的混凝土的收縮徐變特性、混凝土強度隨時間變化在程序里統(tǒng)稱為時間依存材料特性） 1) 定義時間依存性特性函數(shù)（包括收縮徐變函數(shù)，強度發(fā)展函數(shù)，一般國內的規(guī)范里面不考慮強度發(fā)展函數(shù)） 2) 將定義的時間依存特性函數(shù)與相應的材料連接起來 3) 修改時間依存材料特性

3、值（對于連續(xù)剛構橋一般就是指修改構件的理論厚度） 3.截面定義： 截面定義有許多種方法， 可以采用調用數(shù)據(jù)庫中截面 （標準型鋼） 、 用戶定義、 采用直接輸入截面特性值的數(shù)值形式、 導入其他模型中已有截面。 針對連續(xù)剛構橋的截面定義，最好是采用用戶定義的方式輸入截面參數(shù)，當 然也可以采用在 AutoCAD 畫好截面， 采用 MIDAS 中的截面特性計算器計算 出截面的特性值，保存為 SEC 文件的形式后，再導入 MIDAS 中這種數(shù)值形 式來定義截面，但是這種樹脂形式定義的截面不能向用戶輸入那樣直觀的顯 示截面的三維效果，但是其不影響整個模型的計算結果。其中截面特性計算 器有其相關的文件說明。

4、連續(xù)剛構橋的截面定義一般是先建立 PSC 截面后， 再建立變截面單元， 等到建立好單元長度后， 將變截面單元賦給相應的單元。 4.建立節(jié)點： 首先要明白節(jié)點是有限元模型最基本的單位，節(jié)點不代表任何的實際橋梁結構只是用來確定構件的位置。節(jié)點的建立可以采用捕捉柵格網(wǎng)、 輸入坐標、復制已有節(jié)點、分割已有節(jié)點等方法來建立新的節(jié)點，另外在復制單元的同時程序會自動生成構成單元的節(jié)點。節(jié)點建立過程中可能會出現(xiàn)節(jié)點號不連續(xù)的情況，這是可以通過對選擇節(jié)點進行重新編號或緊湊節(jié)點編號來進行編輯。一般的情況下把第一個節(jié)點建在(0,0,0)點。5.建立單元： 在 MIDAS 中可以通過多種方法來建立單元，包括連接已有節(jié)

5、點 建立單元、對已有單元進行分割建立新的單元、擴展已有節(jié)點或單元生成更 高維數(shù)的單元、導入 AUTOCAD 的 DXF 文件來生成單元的方法等。對于復制單元、分割單元、擴展單元都可以執(zhí)行等間距操作和任意間距操作。需要注意的是：使用鏡像功能復制單元時，新生成的單元的局部坐標系 方向與源單元的局部坐標系方向相反，因此需要調整單元的局部坐標系方向 使得輸出的單元內力方向統(tǒng)一。（在導入 AUTOCAD 的 DXF 文件時，只要 選擇需要的圖層中的圖形文件就可以方便的建立整體結構模型，然后再對導 入的單元賦予單元屬性即可完成結構模型的建立。）6.定義邊界條件： 在建立連續(xù)剛構橋時，所用到的邊界條件是主墩

6、底部節(jié)點 （六個自由度全部約束） 、墩梁固結（彈性約束中的剛性連接） 、邊墩（約束 Dy、 Dz、Rx、Rz）以及邊跨現(xiàn)澆段(1,1,1,1,0,1)。 7.MIDAS 對結構自重荷載可以通過程序來自動計算。 在定義自重時，首先要定義自重荷載的荷載工況名稱，并定義自重所屬的荷載組，然后輸入自重系數(shù)即可。對于荷載系數(shù)，通常在 Z 方向輸入-1 即可。因為通?？紤]的模型的重力作用方向都是豎直向下，而程序默認的整體坐標系 Z 的正方向是豎直向上的。如果自重作用時考慮結構的容重與材料定義時的容重不同，這里自重系數(shù)只要輸入計算自重時要考慮的容重與材料定義的容重之比就可以了。 8. 鋼束預應力荷載： 1)

7、 鋼束特性值定義：張拉形式、單根預應力鋼筋面積、后張法導管直徑、松弛系數(shù)等與預應力鋼筋應力計算參數(shù)。 2) 鋼束布置形狀：通過二維和三維的輸入方式來輸入，通過輸入鋼束形狀 主要控制點坐標和預應力鋼筋彎起半徑，并輸入插入點坐標即預應力鋼筋坐 標參考位置坐標即完成鋼束布置定義。 3) 輸入鋼筋張拉控制應力：選擇要張拉德鋼束，輸入張拉控制應力（或張 拉控制內力）,并輸入注漿時間，即在哪個階段開始考慮按換算截面來進行計算。9.定義溫度荷載：一般連續(xù)剛構橋要考慮的溫度荷載有整體升溫、整體降溫和溫度梯度。 系統(tǒng)溫度適應于整體結構的整體升溫或整體降溫。溫度梯度適用于對梁沿截面高度和寬度方向溫度梯度作用。對于

8、結構的初始溫度在模型結構類型中指定，通常指定為 0 度即可。 11. 定義移動荷載：對于連續(xù)剛構橋，一般采用單梁結構的梁單元建模，所以： 1) 首先選規(guī)范：CHINA 2) 首先要定義車道荷載（采用的是車道單元加載的方式。車道荷載里面有 幾個車道就定義幾個車道荷載，把每個車道荷載的偏心距和跨度算出來） 3) 再定義車輛類型（用規(guī)范數(shù)據(jù)庫里面的就可以） 4) 定義移動荷載工況（主要需要考慮的是縱向荷載折減系數(shù)和最多加載車 道數(shù)、最少加載車道數(shù)，還有是否考慮組合情況，荷載橫向分布系數(shù)是程序 本身予以考慮） 5) 最后還要在“分析”欄中定義移動荷載分析控制數(shù)據(jù)(加載位置、計算位置、計算選項、橋梁等級

9、和沖擊系數(shù)（基頻的的值的選定）) 10.變截面組：建立連續(xù)剛構橋時，變截面組一般是不需要使用的，因為在建立變截面單元的時候就基本上已經(jīng)考慮好了單元的長度，一般都是根據(jù)施工階段的需要來劃分的，一般一個節(jié)段用一個變截面單元來定義，像在主梁根部有橫膈板的情況，一個節(jié)段可以多劃分幾個單元。因為建立了變截面組之后很影響程序運行的速度，所以就算是用到變截面組，一般的情況下也會將其轉化為變截面來處理。（在分割變截面單元的時候，會使分割后的變截面變?yōu)殇忼X狀的一連串單元，這個時候必須要采用變截面組來分割才能避免這種現(xiàn)象。） 11.質量的定義：一般連續(xù)剛構橋都是進行靜力分析，主要是在靜力狀態(tài)下模擬連續(xù)剛構橋的施工

10、過程中以及成橋狀態(tài)下的內力分布和位移情況，所以一般不需要將一些荷載轉化成質量。（對于二期恒載，在進行靜力分析時，一般都是按照荷載的形式施加的。 ）12. 定義 PSC 截面鋼筋：對于連續(xù)剛構橋，當要求分析結構的主拉應力時，作為預應力混凝土結構，除了配置縱向預應力鋼筋外，還要配置普通鋼筋。程序中的普通鋼筋按照縱向鋼筋和抗剪鋼筋這兩個對話框輸入。在連續(xù)剛構橋中，縱向鋼筋一般可以對橋墩配置，其他的截面一般不配置縱向鋼筋。抗剪鋼筋包括了腹板豎向預應力鋼筋、彎起鋼筋、和抗扭鋼筋（抗扭箍筋和抗扭縱筋） 但是在 MIDAS 中, 一般只將腹板豎向預應力筋配置給結構，也是一種偏安全的處理方式。當配置了縱向普通

11、鋼筋后，一定要在“分析主控數(shù)據(jù)”中選擇“在計 算截面剛度時考慮鋼筋，否則程序在計算過程中不考慮縱向普通鋼筋對截面剛度和結構承載能力的影響.13.定義節(jié)點荷載：在連續(xù)剛構橋中，節(jié)電荷載用在有時橫膈板不建出來，而是 用節(jié)點荷載或是單元荷載的形式加上去，還有在施工階段中，掛藍、混凝土濕重、中跨頂推力、配重等要施加節(jié)點荷載。14.定義梁單元荷載：連續(xù)剛構橋中二期恒載是通過梁單元荷載來施加的。15. 組的定義：連續(xù)剛構橋要進行施工階段分析，就要進行組的定義。建立一個 連續(xù)剛構橋的模型所要定義的組有 1) 結構組：按每個施工節(jié)段來定義結構組，將一個施工節(jié)段中的所有單元 和節(jié)點都定義為一個組 2) 邊界組：主墩的約束組、墩梁固結組、邊墩組，邊跨現(xiàn)澆段組 3) 荷載組： 首先也是和結構組相對應的那些按節(jié)段來劃分的