用MIDAS建75+130+75m连续刚构桥模型_图文75
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用MIDAS建75+130+75m连续刚构桥模型_图文75
用MIDAS建75+130+75m连续刚构桥模型；步骤：；1.建立一个模型的第一步就是要建立符合你需要的单；2.定义材料参数：混凝土材料参数，预应力钢筋材料；3.定义时间依存性材料特性：（我们通常说的混凝土；1)定义时间依存性特性函数（包括收缩徐变函数，强；2)将定义的时间依存特性函数与相应的材料连接起来；3)修改时间依存材料特性值（对于连续刚构桥一般就；4
用MIDAS建75+130+75m连续刚构桥模型
1. 建立一个模型的第一步就是要建立符合你需要的单位体系，一般用KN，M。
2. 定义材料参数：混凝土材料参数，预应力钢筋材料参数。在首先建立模型的时候，可以直接应用MIDAS给定的规范数据库中的材料来定义，但是在实际的工程中，要根据实际的情况来设置一些参数，如泊松比、弹性模量、线膨胀系数等。这个时候要用自定义材料参数来定义。
3. 定义时间依存性材料特性：（我们通常说的混凝土的收缩徐变特性、混凝土强度随时间变化在程序里统称为时间依存材料特性）
1) 定义时间依存性特性函数（包括收缩徐变函数，强度发展函数，一般国内的规范里面不考虑强度发展函数）
2) 将定义的时间依存特性函数与相应的材料连接起来
3) 修改时间依存材料特性值（对于连续刚构桥一般就是指修改构件的理论厚度）
4. 截面定义：截面定义有许多种方法，可以采用调用数据库中截面（标准型钢）、用户定义、采用直接输入截面特性值的数值形式、导入其他模型中已有截面。针对连续刚构桥的截面定义，最好是采用用户定义的方式输入截面参数，当然也可以采用在AutoCAD画好截面，采用MIDAS中的截面特性计算器计算出截面的特性值，保存为SEC文件的形式后，再导入MIDAS中这种数值形式来定义截面，但是这种树脂形式定义的截面不能向用户输入那样直观的显示截面的三维效果，但是其不影响整个模型的计算结果。其中截面特性计算器有其相关的文件说明。连续刚构桥的截面定义一般是先建立PSC截面后，再建立变截面单元，等到建立好单元长度后，将变截面单元赋给相应的单元。
5. 建立节点：首先要明白节点是有限元模型最基本的单位，节点不代表任何的实际桥梁结构只是用来确定构件的位置。节点的建立可以采用捕捉栅格网、输入坐标、复制已有节点、分割已有节点等方法来建立新的节点，另外在复制单元的同时程序会自动生成构成单元的节点。节点建立过程中可能会出现节点号不连续的情况，这是可以通过对选择节点进行重新编号或紧凑节点编号来进行编辑。一般的情况下把第一个节点建在(0,0,0)点。
6. 建立单元：在MIDAS中可以通过多种方法来建立单元，包括连接已有节点建立单元、对已有单元进行分割建立新的单元、扩展已有节点或单元生成更高维数的单元、导入AUTOCAD的DXF文件来生成单元的方法等。对于复制单元、分割单元、扩展单元都可以执行等间距操作和任意间距操作。 ? 需要注意的是：使用镜像功能复制单元时，新生成的单元的局部坐标系方向与源单元的局部坐标系方向相反，因此需要调整单元的局部坐标系方向使得输出的单元内力方向统一。（在导入AUTOCAD的DXF文件时，只要选择需要的图层中的图形文件就可以方便的建立整体结构模型，然后再对导入的单元赋予单元属性即可完成结构模型的建立。）
7. 定义边界条件：在建立连续刚构桥时，所用到的边界条件是主墩底部节点（六个自由度全部约束）、墩梁固结（弹性约束中的刚性连接）、边墩（约束Dy、Dz、Rx、Rz）以及边跨现浇段(1,1,1,1,0,1)。
8. MIDAS对结构自重荷载可以通过程序来自动计算。在定义自重时，首先要定义自重荷载的荷载工况名称，并定义自重所属的荷载组，然后输入自重系数
即可。对于荷载系数，通常在Z方向输入-1即可。因为通常考虑的模型的重力作用方向都是竖直向下，而程序默认的整体坐标系Z的正方向是竖直向上的。如果自重作用时考虑结构的容重与材料定义时的容重不同，这里自重系数只要输入计算自重时要考虑的容重与材料定义的容重之比就可以了。
9. 钢束预应力荷载：
1) 钢束特性值定义：张拉形式、单根预应力钢筋面积、后张法导管直径、松弛系数等与预应力钢筋应力计算参数。
2) 钢束布置形状：通过二维和三维的输入方式来输入，通过输入钢束形状主要控制点坐标和预应力钢筋弯起半径，并输入插入点坐标即预应力钢筋坐标参考位置坐标即完成钢束布置定义。
3) 输入钢筋张拉控制应力：选择要张拉德钢束，输入张拉控制应力（或张拉控制内力），并输入注浆时间，即在哪个阶段开始考虑按换算截面来进行计算。
10. 定义温度荷载：一般连续刚构桥要考虑的温度荷载有整体升温、整体降温和温度梯度。
? 系统温度适应于整体结构的整体升温或整体降温。
? 温度梯度适用于对梁沿截面高度和宽度方向温度梯度作用。
? 对于结构的初始温度在模型―结构类型中指定，通常指定为0度即可。
11. 定义移动荷载：对于连续刚构桥，一般采用单梁结构的梁单元建模，所以：
1) 首先选规范：CHINA
2) 首先要定义车道荷载（采用的是车道单元加载的方式。车道荷载里面有几个车道就定义几个车道荷载，把每个车道荷载的偏心距和跨度算出来）
3) 再定义车辆类型（用规范数据库里面的就可以）
4) 定义移动荷载工况（主要需要考虑的是纵向荷载折减系数和最多加载车道数、最少加载车道数，还有是否考虑组合情况，荷载横向分布系数是程序本身予以考虑）
5) 最后还要在“分析”栏中定义移动荷载分析控制数据(加载位置、计算位置、计算选项、桥梁等级和冲击系数（基频的的值的选定）)
12. 变截面组：建立连续刚构桥时，变截面组一般是不需要使用的，因为在建立变截面单元的时候就基本上已经考虑好了单元的长度，一般都是根据施工阶段的需要来划分的，一般一个节段用一个变截面单元来定义，像在主梁根部有横膈板的情况，一个节段可以多划分几个单元。因为建立了变截面组之后很影响程序运行的速度，所以就算是用到变截面组，一般的情况下也会将其转化为变截面来处理。（在分割变截面单元的时候，会使分割后的变截面变为锯齿状的一连串单元，这个时候必须要采用变截面组来分割才能避免这种现象。）
13. 质量的定义：一般连续刚构桥都是进行静力分析，主要是在静力状态下模拟连续刚构桥的施工过程中以及成桥状态下的内力分布和位移情况，所以一般不需要将一些荷载转化成质量。（对于二期恒载，在进行静力分析时，一般都是按照荷载的形式施加的。）
14. 定义PSC截面钢筋：对于连续刚构桥，当要求分析结构的主拉应力时，作为预应力混凝土结构，除了配置纵向预应力钢筋外，还要配置普通钢筋。程序中的普通钢筋按照纵向钢筋和抗剪钢筋这两个对话框输入。
? 在连续刚构桥中，纵向钢筋一般可以对桥墩配置，其他的截面一般不配
置纵向钢筋。
? 抗剪钢筋包括了腹板竖向预应力钢筋、弯起钢筋、和抗扭钢筋（抗扭箍筋和抗扭纵筋），但是在MIDAS中，一般只将腹板竖向预应力筋配置给结构，也是一种偏安全的处理方式。
? 当配置了纵向普通钢筋后，一定要在“分析―主控数据”中选择“在计算截面刚度时考虑钢筋，否则程序在计算过程中不考虑纵向普通钢筋队截面刚度和结构承载能力的影响。”
15. 定义节点荷载：在连续刚构桥中，节电荷载用在有时横膈板不建出来，而是用节点荷载或是单元荷载的形式加上去，还有在施工阶段中，挂蓝、混凝土湿重中跨顶推力、配重等要施加节点荷载。
16. 定义梁单元荷载：连续刚构桥中二期恒载是通过梁单元荷载来施加的。
17. 组的定义：连续刚构桥要进行施工阶段分析，就要进行组的定义。建立一个连续刚构桥的模型所要定义的组有
1) 结构组：按每个施工节段来定义结构组，将一个施工节段中的所有单元和节点都定义为一个组
2) 边界组：主墩的约束组、墩梁固结组、边墩组，边跨现浇段组
3) 荷载组：首先也是和结构组相对应的那些按节段来划分的PS组、WC组、FT组，还有，另外还有自重、中跨顶推力、中跨配重及边跨配重等荷载组。
4) 在钢束布置的的时候要定义钢束组
18. 有了前面的所有准备工作就可以按施工阶段来建立模型了，在按施工阶段建模前，我们的头脑中一定要对整个连续刚构桥的架设有一个很清晰的认识，从这座桥开始施工到成桥的每一个步骤都要清楚，这样就很容易把模型建出来了。
确定计算模型时主要根据主桥梁段划分情况来确定，每一悬浇段为一个单元。施工阶段分析考虑挂篮移动，混凝土浇注，预应力钢筋张拉以及施工临时荷载的变化等。 0号梁段长14m，两个“T构”的悬臂各分为12段梁段，每段4.75m，累计悬臂总长128m。全桥共有一个2m长的主跨跨中合拢梁段和两个2m长的边跨合拢梁段。两个边跨现浇梁段各长2+4*4.25=19m，梁高相同。
施工阶段模拟：
主要问题：
1.墩梁固结怎么处理？
2.预应力钢束及普通钢筋怎么布置？
3.怎么考虑各0号块施工时间差的施工阶段时间荷载？
4.各施工阶段结构组、荷载组、边界组的激活与钝化？
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71midas常见问题回复-2
1.7弹性连接中的刚性和刚性连接的相同点和不同点；【解答】；相同点：两者都可以作为刚臂，都考虑附加弯矩作用；不同点：；弹性连接刚性――连接两点的所有自由度耦合，相当于；主从约束刚性连接：注意区分主、从关系，刚度为无限；任何弹性连接实质上都是一种单元，因此其刚度也会影；1.8MIDAS多支座模拟时的注意事项；【解答】单支座模拟时，在支座实际位置建立节点，定；（
1.7 弹性连接中的刚性和刚性连接的相同点和不同点？
相同点：两者都可以作为刚臂，都考虑附加弯矩作用。
弹性连接刚性――连接两点的所有自由度耦合，相当于100x100m断面的钢梁的刚度；可以在任何分析中使用，没有限制条件。
主从约束刚性连接：注意区分主、从关系，刚度为无限大，可以指定某个和某几个自由度的耦合，可以在任何分析中使用，但在施工阶段分析中只能激活，不能钝化。
任何弹性连接实质上都是一种单元，因此其刚度也会影响结构的整体刚度，所以在用一般弹性连接模拟支座时建议使用主从刚性连接处理主梁和支座间的连接关系。如果仅以节点支承（一般支承或弹性支承）模拟支座，那么只能用弹性连接刚性来处理主梁和支座间的刚臂连接。
1.8 MIDAS多支座模拟时的注意事项。
【解答】单支座模拟时，在支座实际位置建立节点，定义约束内容，然后用刚性弹簧（弹性连接的刚性类型）连接主梁节点和支座节点。但在模拟多支座时，尤其是支座数量多于2个时，这样的模拟方法就不对，会出现靠近主梁的支反力特别大的情况。多支座时正确的模拟方法如下：
（1）要求模拟出支座的高度情况，在支座底部采用一般支承进行全约束（D-ALL，R-ALL）；
（2）用一般弹性连接模拟支座，弹性连接的刚度建议输入支座的各个自由度的实际刚度，也可以用刚性弹簧模拟；
（3）主梁节点为主节点，各支座顶部节点为从属节点，建立主从约束刚性连接。
（4）对于弯桥建模时，支座的约束方向通常是沿桥的径向和切向，可以通过修改弹性连接的β角来实现。如果是用一般支承+刚性弹簧模拟的话，那么需要修改支座节点的局部坐标。
1.9 用弹性连接或者一般连接模拟橡胶支座，刚度的数值怎么填？
【解答】具体的数值可以查支座表，支座厂家的说明书里都有具体的数值，可以查到抗压弹性模量E=66S?162，S为形状系数：S=La×Lb/2/(La+Lb)/t1 ；
La和Lb分别为支座短边和长边尺寸，t1为单层橡胶片厚度，对圆形支座S=d/(4×t1)； 矩形铅芯减震橡胶支座等价刚度，OVMJZ4Q100x150，1.1KN/mm；
橡胶支座和多向活动盆式支座，抗压：6e5KN/mm，抗弯：1.1e3KN/mm；
固定盆式支座，抗压：6e5KN/mm，抗弯2.1e8KN/mm；
板式橡胶支座和多向活动盆式支座，抗压：6e5KN/mm，抗弯1.1e3KN/mm。
1.10 边界条件梁端部刚域与刚域效果的相同点与不同点。
相同点：都可以用来模拟梁、柱相交，要考虑节点刚域效果时，两者的作用是一样的。 不同点：梁端部刚域适用于所有的梁单元，刚域效果仅适用于梁柱相交构件端部刚域的设置。在MIDAS里程序默认XY平面内构件是梁单元，单元坐标系X方向平行整体Z坐标时默认为柱构件。
梁端部刚域设置时的注意事项：可以选择按整体坐标系输入，也可以选择按单元局部坐标系来输入，整体坐标系时要求输入的是矢量在XYZ整体坐标轴方向的分量因此注意正负号；单元局部坐标系时输入的是标量，输入单元ij端的刚域长度即可。当同时定义了释放梁端约束时，梁端刚域不起作用。
定义梁端刚域后对结构影响体现在：
1、单元刚度：轴向刚度和抗扭刚度按照L计算，剪切刚度和弯曲刚度使用考虑刚域后的
单元长度计算，Ll=L?Zf*Ri+Rj。
2、自重计算长度：无论是否考虑梁端刚域，柱构件按照节点两点间距离计算自重，并按此分布长度计算自重荷载大小，即不受刚域定义影响；梁构件分布长度也是单元两节点间距离，但计算时因结果输出位置的不同，荷载大小计算时所取的单元长度不同，尤其是刚域范围内的荷载大小计算方法不同。
3、构件内力的输出位置：因为设计时使用的结构内力就是输出内力，因此需谨慎定义。选择输出位置=刚域时，输出位置为Ll=L?Ri+Rj，长度范围内的四分点位置；选择输出位置=修正后刚域时，输出位置为Ll=L?Zf*Ri+Rj长度范围内的四分点位置。因此当修正系数为1时，两者相同。
1.11 程序中钢结构连接应该如何处理？
【解答】焊缝：按刚接处理；高强螺栓：半刚性处理，释放梁端约束中的数值填0~1。
1.12 模型没有定义施工阶段时运行良好，为什么定义施工阶段之后无法运行？
【解答】可能有两种情况：一种情况是定义的边界没有放到对应的边界组中，或者是边界组没有激活；另外一种情况是定义的结构组中没有包括施加边界的节点。
1.13 程序中如何考虑普通钢筋？
【解答】目前程序中可以考虑设计截面和联合截面的普通钢筋。包括纵向钢筋和抗剪钢筋，其中抗剪钢筋中包括了弯起钢筋、腹板竖向预应力钢筋、抗扭钢筋、箍筋。
配置了普通钢筋后在分析中如果要考虑普通钢筋对截面刚度的影响以及对结构承载能力的影响就要在分析&主控数据中选择“在计算截面刚度时考虑钢筋”（如图1.1所示），否则程序在计算过程中不考虑纵向普通钢筋对截面刚度和结构承载能力的影响。
图1.1 主控数据
1.14 定义截面钢筋时，如何确定弯起钢筋的具体位置？
【解答】输入抗剪弯起钢筋时，程序只给出了弯起钢筋弯起角度，没有输入第一根弯起钢筋距梁端的距离。对于普通钢筋都是赋予指定的截面，程序中默认的距离为零，所以如果是从梁中的某一段开始有弯起钢筋，应该对不同梁段定义不同截面。
1.15 截面钢筋中竖向预应力钢筋参数的意义？
【解答】对应于规范P59，间距：腹板竖筋的纵桥向间距，同规范sv；Ap：同一截面的腹板竖筋截面面积，不同于规范Apv；Pe
力钢筋折减系数：按规范取0.6。
1.16 程序是否可以考虑普通钢筋的重量？
【解答】程序默认是不考虑截面钢筋的重量的，但会自动考虑钢束的重量。标准混凝土的容重是25kN/m，按照规范的解释，这个容重已经考虑了一定量的普通钢筋的容重，如果配筋率较高，需要通过人为调整混凝土容重的方式来考虑普通钢筋的重量。
1.17 节点体力的问题。
【解答】节点体力是节点荷载的一种，节点体力=节点质量合计值*体力系数*重力加速度，因此要定义 节点体力必须有节点质量数据。
单元荷载转化的质量默认是施加在单元质心上的，但在7.2.0及以后的版本中对于荷载转换的质量可以考虑截面的偏心，考虑偏心后，荷载转换的节点质量是施加在偏心点上。
节点质量和节点荷载转化的质量施加在节点位置上，即施加在偏心点上。
1.18 关于温度荷载定义的一点说明。
【解答】在同一个荷载工况下如果定义了系统温度，那么节点温度和单元温度将不起作用，如果定义了初始温度，那么系统温度，节点温度、单元温度就是环境的真实温度，温度荷载就是真实温度与初始温度的差值。
同一截面的腹板竖筋引起的有效预压力；竖向预应：
1.19 是否可以把一些温度荷载定义为施工阶段荷载？
【解答】温度荷载可以作为施工阶段荷载施加，但要注意将温度荷载从“CS:恒荷载”里分离出来，因为温度的组合系数和恒载的组合系数不同。
1.20 有横坡截面如何模拟温度梯度？
【解答】将截面由上至下细分为几个阶段分别输入截面平均宽和温度。
1.21 预应力荷载中的初拉力荷载与小位移的初始单元内力有何区别？
【解答】使用“荷载&预应力荷载&初拉力荷载” 添加的索初拉力，不产生刚度，相当于外荷载作用在结构上。“小位移&初始单元内力”只考虑几何刚度，产生的内力不包括在荷载工况中，如果希望产生的内力包括在某荷载工况中，需要在“小位移&初始荷载工况&给单元添加初始荷载”中指定。
1.22 同一钢束组的钢束特性值可以不同吗？
【解答】每个钢束组内只能有一种钢束特性值。做施工阶段分析也不一定要定义钢束组，钢束组是为了后处理中查看结果更方便。
1.23 定义预应力钢束类型时，体外束与体内束的区别？
【解答】体外预应力目前可以考虑的损失：锚具变形、混凝土弹性变形、松弛、收缩徐变等，目前考虑不了的是转向摩擦损失。
1.24 定义预应力钢束形状时，布置形状的不同坐标轴有什么差异？
【解答】在定义钢束布置形状菜单中，分为“直线”、“曲线”及“单元”三种，“直线”是针对直桥的定义方法，是通过总体坐标系来定义钢束的具体位置；“曲线”是针对圆曲线的弯桥，可以通过定义圆心及插入点来确定整个钢束的弯曲形状，对圆曲线段，我们推荐使用曲线的定义方法。“单元”是通过单元坐标系的X轴来确定整个桥梁的钢束的X方向，该方法在定义钢束的时候比较灵活。
定义钢束的起始点和结束点的位置一定要在单元的节点位置吗？
【解答】钢束的起始点和形状变化点原则必须建立节点。钢束形状的布置与钢束的等效荷载分布是一致的，钢束的分配单元无论单元的大小，程序默认将分配单元的四分点作为钢束形状的控制点。因此如果钢束的起始点不在单元的四分点上，程序在有些时候会忽略钢束的起始端不足1/4单元长度的部分，这个在预应力损失中影响还是很大的。因此预应力分析模型要求单元要建立的足够精细才行。同样预应力荷载的等效梁单元荷载也是加载在单元的四分点上的，为避免荷载过于集中也要求单元细分。
另外，钢束分配单元必须首尾相连，否则钢束不连续，程序无法分析。但分配单元过多或过少都有不当之处。
分配单元长度大于钢束长度时：如果钢束形状外的单元没有在该施工阶段激活，则此钢
束不会参与结构受力；
分配单元长度小于钢束长度时：钢束形状范围内的非分配单元不会考虑预应力引起的截面特性的变化。
1.26 MIDAS中是如何实现钝化荷载的？
【解答】MIDAS中钝化荷载，是通过在反方向施加等效荷载的方式实现的。
1.27 按04规范进行移动荷载分析时，定义车道时的桥梁跨度怎么输入？
【解答】同一联桥梁，跨径不同，集中荷载是按照一联的最大跨径计算。准确输入各跨的跨度值，仅在采用老规范按照车道跨度计算冲击系数时有影响，对其他计算没有影响。因此如果采用04规范计算冲击系数时，那么在定义车道时，对于多跨车道仅输入最大跨度就可以。
1.28 移动荷载分析时，程序中的横向折减系数是怎么取的？
【解答】横向多车道折减系数，程序会根据当时实际作用的车道数进行折减，例如当某处弯矩最不利时作用车道为3车道，则程序按3车道对此处的弯矩结果进行折减，而同时如果此处的梁顶正应力最不利时作用为4车道，则程序对此处梁顶正应力按4车道进行折减。
1.29 程序可以自动考虑移动荷载的纵向折减系数吗？
【解答】7.2.0及以后的版本中，当跨度大于150m时，程序可以自动考虑纵向折减系数。且对于移动荷载的均布荷载，程序在追踪转换时是转化为梁单元集中荷载。
1.30 支座沉降和节点强制位移的区别。
【解答】前者只能用于成桥阶段分析，只针对局部z向；后者可以用于施工阶段分析，但只能激活不能钝化，针对6个自由度分别定义； 两者相同的是都会自动在作用方向施加相应约束。如果要想使其不适用于其他荷载工况可使用分析&分配边界转换给荷载工况/分析命令。
1.31 FX+划分的网格导入到Civil中出现的问题。
【解答】此种问题大多是单位尺寸的问题，检查模型单位是否有错。对于单位错误的问题，修改方法有两种：一是重新导入CAD文件或调整几何模型的比例；二是将生成的MCT文件的长度单位修正后再导入到Civil中。Civil中默认的合并误差是1mm，因此对于导入的模型当节点间距离小于1mm时，程序自动将其合并。
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