Cad 建模导入 Midas 计算教程
1、概述
因midas 属有限元计算软件，结构计算非常常用，但其缺点在于建模过程复杂，但采用CAD可实现快速建模，导入midas，以弥补有限元软件建模功能的短板。
现以移动式脚手架稳定性计算为例，做一说明。移动式脚手架图纸如下：
2、CAD建模
采用 cad 绘制移动式脚手架，注意：绘制成三维。
每一条线代表一个构件，相同的构件放在同一图层，不同的构件以不同图层区分。
图一脚手架三维图
图二脚手架图层分类
将图纸另存为 *dxf 格式。
3、导入 midas
1、打开 midas，点击文件→导入→ AUTO CAD dxf 模型。
2、搜索到前面另存的dxf 模型。
选择需要的图层，双击。并在下面的选项中赋予相应的材料和截面。
导入后， midas 模型如下：
快速建模完成，后面进行计算即可。
建立新项目并命名及保存 定义单位体系 订制相应工具条 本模型处于整体坐标系的x-z平面，即x方向为杆系长度方向，z方向为竖直方向。 定义材料和截面 在‘材料’工具栏添加材料包括规范类型和数据库。 在‘截面’工具栏中选择适合的截面类型。 输入节点和单元 在X-Z坐标面内定义原点（建立节点 （0,0,0） 单选节点1，等间距的复制和移动节点建立单元（在单元工具栏新建 输入边界条件 参考地质资料对桥梁的边界条件进行模拟和定义 输入荷载
查看结果 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，可以在软件右下角直接进行设置，如下图： 也可以在工具→単位系中进行设置，如下图： 2.定义材料和截面 定义材料→特性→材料特性值→材料，截面，因为是铁路桥，所以我们材料规范选择TB05（RC）—《TB10002.3-2005铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》截面输入时应设置相应单位。（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。） 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。 参考图纸，对于有收坡比的桥墩，可以采用将变截面转化为变截面组来实现。变截面的添加：进入添加截面界面，变截面，对应单元导入i端和j端；并命名(注：各个截面的截面号不能相同)。变截面组就是变截面赋予单元，进入模型窗口，将做好的变截面拖给对应的单元即可。 变截面设定：特性→截面特性值→添加→变截面→输入i.j截面数据 变截面组设定：单元→变截面组→在单元列表中选中需要赋予变截面特性的单元，输入组名称（随便输入就好，只要自己好记，并不和其他变截面组名称重复就行）
迈达斯技术
目录 概要 (3) 设置操作环境........................................................................................................... 错误!未定义书签。定义材料和截面....................................................................................................... 错误!未定义书签。建立结构模型........................................................................................................... 错误!未定义书签。PSC截面钢筋输入 ................................................................................................... 错误!未定义书签。输入荷载 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。定义施工阶段. (60) 输入移动荷载数据................................................................................................... 错误!未定义书签。输入支座沉降........................................................................................................... 错误!未定义书签。运行结构分析 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。查看分析结果........................................................................................................... 错误!未定义书签。PSC设计................................................................................................................... 错误!未定义书签。
一定义材料 (2) 二时间依存材料特性定义 (2) 三截面定义 (3) 四建立节点 (3) 五建立单元 (3) 六定义边界条件 (4) 七定义自重荷载 (4) 八钢束预应力荷载 (4) 九温度荷载定义 (5) 十移动荷载定义 (5) 十一变截面及变截面组的定义 (7) 十二质量数据定义 (7) 十三 PSC截面钢筋定义 (7) 十四节点荷载 (8) 十五梁单元荷载定义 (8) 十六组的定义 (9) 十七支座沉降分析数据和支座强制位移 (9) 十八施工阶段联合截面定义 (10) 十九截面特性计算器 (10) 二十 PSC设计 (11)
一定义材料 通过演示介绍在程序中材料定义的三种方法。 1、通过调用数据库中已有材料数据定义——示范预应力钢筋材料定义。 2、通过自定义方式来定义——示范混凝土材料定义。 3、通过导入其他模型已经定义好的材料——示范钢材定义。 无论采用何种方式来定义材料，操作顺序都可以按下列步骤来执行：选择设计材料类型（钢材、混凝土、组合材料、自定义）→选择的规范→选择相应规范数据库中材料。 对于自定义材料，需要输入各种控制参数的数据，包括弹性模量、泊松比、线膨胀系数、容重等。 二时间依存材料特性定义 我们通常所说的混凝土的收缩徐变特性、混凝土强度随时间变化特性在程序里统称为时间依存材料特性。 定义混凝土时间依存材料特性分三步骤操作： 1、定义时间依存特性函数（包括收缩徐变函数，强度发展函数）（图1，图2）； 2、将定义的时间依存特性函数与相应的材料连接（图3）； 3、修改时间依存材料特性值（构件理论厚度或体积与表面积比）（图4）； 定义混凝土时间依存材料特性时注意事项： 1）、定义时间依存特性函数时，混凝土的强度要输入混凝土的标号强度；2）、在定义收缩徐变函数时构件理论厚度可以仅输入一个非负数，在建立模型后通过程 序自动计算来计算构件的真实理论厚度； 3）、混凝土开始收缩时的材龄在收缩徐变函数定义中指定，加载时的混凝土材龄在施工阶段定义中指定（等于单元激活时材龄+荷载施加时间）； 4）、修改单元时间依存材料特性值时要对所有考虑收缩徐变特性的混凝土构件修改其构件理论厚度计算值。计算公式中的a代表在空心截面在构件理论厚度计算时，空心部分截面周长对构件与大气接触的周边长度计算的影响系数； 5）、当收缩徐变系数不按规范计算取值时，可以通过自定义收缩徐变函数来定义混凝土的收缩徐变特性；
一定义材 料 ........................................................ . (2) 二时间依存材料特性定 义 (2) 三截面定 义 ........................................................ . (3) 四建立节 点 ........................................................ . (3) 五建立单 元 ........................................................ . (3) 六定义边界条 件 ........................................................ (4) 七定义自重荷 载 ........................................................ (4) 八钢束预应力荷
载 (4) 九温度荷载定 义 ........................................................ (5) 十移动荷载定 义 ........................................................ (5) 十一变截面及变截面组的定 义 (7) 十二质量数据定 义 (7) 十三 PSC截面钢筋定 义 (7) 十四节点荷 载 ........................................................ .. (8) 十五梁单元荷载定 义 ....................................................... 8 十六组的定
北京迈达斯技术有限公司
目录 建立模型○1 设定操作环境 (2) 定义材料 (4) 输入节点和单元 (5) 输入边界条件 (8) 输入荷载 (9) 运行结构分析 (10) 查看反力 (11) 查看变形和位移 (11) 查看内力 (12) 查看应力 (14) 梁单元细部分析（Beam Detail Analysis） (15) 表格查看结果 (16) 建立模型○2 设定操作环境 (19) 建立悬臂梁 (20) 输入边界条件 (21) 输入荷载 (21) 建立模型○3 建模 (23) 输入边界条件 (24) 输入荷载 (24) 建立模型○4 建立两端固定梁 (26) 输入边界条件 (27) 输入荷载 (28) 建立模型○5○6○7○8
摘要 本课程针对初次使用MIDAS/Civil 的技术人员，通过悬臂梁、简支梁等简单的例题，介绍了MIDAS/Civil 的基本使用方法和功能。包含的主要内容如下。 1. MIDAS/Civil 的构成及运行模式 2. 视图(View Point)和选择(Select)功能 3. 关于进行结构分析和查看结果的一些基本知识(GCS, UCS, ECS 等) 4. 建模和分析步骤(输入材料和截面特性、建模、输入边界条件、输入荷载、结构分析、查看结果) 使用的模型如图1所示包含8种类型，为了了解各种功能分别使用不同的方法输入。 图1. 分析模型 悬臂梁、两端固定梁 简支梁 ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 ○ 6 ○ 7 ○ 8 6@2 = 12 m 截面 : HM 440×300×11/18 材料 : Grade3
道桥设计软件应用 专业土木工程 班级土木C082 姓名刘利军 学号 086902
MIDAS常见问题 摘要：MIDAS/Civil是为了能够迅速完成对土木结构的结构分析与设计而开发的土木结构专用的结构分析与优化设计软件，是通用的空间有限元分析软件，可以适用于桥梁结构，地下结构，工业建筑，飞机场，大坝，港口等的结构的分析与设计，随着计算机的快速发展，迈达斯用的越来越普遍，但是在使用过程中还会碰到许多问题。 关键词：桥梁建模迈达斯常见问题 1、如何利用板单元建立变截面连续梁（连续刚构）的模型？建立模型后如何输入预应力钢束？使用板单元建立连续刚构(变截面的方法)可简单说明如下：1）首先建立抛物线(变截面下翼缘) ； 2）使用单元扩展功能由直线扩展成板单元，扩展时选择投影，投影到上翼缘处。；3）在上翼缘处建立一直线梁(扩展过渡用)，然后分别向横向中间及外悬挑边缘扩展成板单元； 4）使用单元镜像功能横向镜像另一半； 5)为了观察方便，在单元命令中使用修改单元参数功能中的修改单元坐标轴选项，将板单元的单元坐标轴统一起来。在板单元或实体块单元上加预应力钢束的方法，目前设计人员普遍采用加虚拟桁架单元的方法，即用桁架单元模拟钢束，然后给桁架单元以一定的温降，从而达到加除应力的效果。温降的幅度要考虑预应力损失后的张力。这种方法不能真实模拟沿钢束长度方向的预应力损失量，但由于目前很多软件不能提供在板单元或块单元上可以考虑六种预应力损失的钢束，所以目前很多设计人员普遍在采用这种简化分析方法。MIDAS目前正在开发在板单元和块单元上加可以考虑六种预应力损失的钢束的模块，以满足用户分析与设计的要求。 2、如果梁与梁之间是通过翼板绞接，Midas/Civil应如何建模模拟梁翼板之间的绞接？
目录 一定义材料 (2) 二时间依存材料特性定义 (2) 三截面定义 (3) 四建立节点 (3) 五建立单元 (4) 六定义边界条件 (4) 七定义自重荷载 (4) 八钢束预应力荷载 (4) 九温度荷载定义 (6) 十移动荷载定义 (6) 十一变截面及变截面组的定义 (9) 十二质量数据定义 (10) 十三 PSC截面钢筋定义 (11) 十四节点荷载 (11) 十五梁单元荷载定义 (11) 十六组的定义 (11) 十七支座沉降分析数据和支座强制位移 (13) 十八施工阶段联合截面定义 (13) 十九截面特性计算器 (14) 二十 PSC设计 (14)
一定义材料 通过演示介绍在程序中材料定义的三种方法。 1、通过调用数据库中已有材料数据定义——示范预应力钢筋材料定义。 2、通过自定义方式来定义——示范混凝土材料定义。 3、通过导入其他模型已经定义好的材料——示范钢材定义。 无论采用何种方式来定义材料，操作顺序都可以按下列步骤来执行：选择设计材料类型（钢材、混凝土、组合材料、自定义）→选择的规范→选择相应规范数据库中材料。 对于自定义材料，需要输入各种控制参数的数据，包括弹性模量、泊松比、线膨胀系数、容重等。 二时间依存材料特性定义 我们通常所说的混凝土的收缩徐变特性、混凝土强度随时间变化特性在程序里统称为时间依存材料特性。 定义混凝土时间依存材料特性分三步骤操作： 1、定义时间依存特性函数（包括收缩徐变函数，强度发展函数）（图1，图2）； 2、将定义的时间依存特性函数与相应的材料连接（图3）； 3、修改时间依存材料特性值（构件理论厚度或体积与表面积比）（图4）；
midas Civil软件作为桥梁工程领域最主流的结构分析与设计软件，深受广大工程师喜爱，其广泛应用于桥梁结构设计、检测、施工、科研及教学领域。 最新的2012版已经实现结合新的《城市桥梁设计规范》和《城市桥梁抗震设计规范》进行设计验算的功能。 实际工程中，大家有时会碰到直线、圆曲线和缓和曲线任意组合的桥梁线形。这种情况如何实现呢？ 如果是要建立梁格分析模型，推荐使用Civil自带的单箱多室箱梁梁格法建模助手，它支持直线、圆曲线和缓和曲线任意组合形式的箱梁梁格模型的自动建立。 对于如何建立任意线形的单梁模型，下面我告诉大家一个非常方便、快捷的方法。 midas Civil中的任意截面特性计算器（SPC），除了可以定义任意截面外，还有其他妙用，接下来我们就主要用到他的功能。 实现步骤如下： 1、处理CAD中的桥梁线形，在桥梁线形中需要生成控制点的地方（例 如支座处、变截面处、钢束端点等），任意画一根线跟它相交。分解CAD的多段线，使其转化成直线，然后保存为DXF格式文件。 （目的有两个：1.导入SPC中后，在两线相交位置可以生成节点； 2.多画出来的线，可以作为在midas Civil中建立模型时确定支座、 变截面处等位置的参考线，有了参考线再建模就非常快速了。）
图1：CAD中的原始线形 2、打开Civil软件-工具-截面特性计算器（SPC），长度单位体系选择与CAD中一致，Angle Step中输入一个合适的角度，默认是10度，这个角度用来控制导入曲线的划分精度，角度越小，划分越细。（备注：CAD和SPC中都尽量用mm单位，这样可以提高精度，如果首次输的划分角度不满意，可以改一下再导入） 图2：SPC设置界面 3、SPC中，点击File-Import，导入DXF 文件，点击确认交叉分割。
《Midas建模技巧总结》- 如果梁与梁之间是通过翼板绞接，Midas/Civil应如何建模模拟梁翼板之间的绞接？ 可以在主梁之间隔一定间距用横向虚拟梁连接，并且将横向虚拟梁的两端的弯矩约束释放。此类问题关键在于横向虚拟梁的刚度取值。可参考有关书籍，推荐E.C.Hambly写的"Bridge deck behaviour",该书对梁格法有较为详尽的叙述。 3、如果梁与梁之间是通过翼板绞接，Midas/Civil应如何建模模拟梁翼板之间的绞接？可否自己编辑截面形式 可以在定义截面对话框中点击"数值"表单，然后输入您自定义的截面的各种数据。您也可以在工具>截面特性值计算器中画出您的截面，然后生成一个截面名称，程序会计算出相应截面的特性值。您也可以从CAD 中导入截面(比如单线条的箱型截面，然后在截面特性值计算器中赋予线宽代表板宽)。 4、如果截面形式在软件提供里找不到，自己可否编辑再插入变截面，如果我设计的桥梁是变截面但满足某一方程F（x），且截面形式Midas/civil里没有，需通过**C计算再填入A、I、J等。也就是说全桥的单元截面都要用ACAD画出来再导入**C，如果我划分的单元较小这样截面就很多很麻烦，**C有没有提供象这种变截面的简单计算方法 目前MIDAS中的变截面组支持二次方程以下的小数点形式的变截面方程，如1.5次等。您可以先在SPC 中定义控制位置的两个变截面，然后用变截面组的方式定义方程。然后再细分变截面组。我们将尽快按您的要求，在变截面组中让用户可以输入方程的各系数。谢谢您的支持！>如果我设计的桥梁是变截面但满足某一方程F（x），且截面形式Midas/civil里没有，需通过**C计算再填入A、I、J等。也就是说全桥的单元截面都要用ACAD画出来再导入**C，如果我划分的单元较小这样截面就很多很麻烦，**C有没有提供象这种变截面的简单计算方法 5.弯桥支座如何模拟？用FCM建模助手建立弯箱梁桥模型后，生成的是梁单元（类似平面杆系），请问在如何考虑横向的问题？（假如横向设置两个抗扭支座，分别计算每个支座的反力）？采用梁单元能否计算横向的内力和应力（例如扭距、横梁的横向弯距等）？提个建议，因建模后梁单元已赋予了箱型截面，横向尺寸均有，能否程序加入把梁单元自动转换成块单元的功能，那就很方便了。目前国内有个软件就具有这个功能，建模很方便，也很实用，对精确分析斜弯坡桥梁就很方便，避免采用梁格法的繁琐模拟。FCM虽然生成的是梁单元，但可以进行抗扭计算。假如有双支座，您可以修改为两个支座(在支座位置建立两个节点，并将其沿Z轴复制，连接节点建立弹簧)。MIDAS软件中的梁单元可以计算扭矩和横梁的横向弯矩。将梁单元的截面建成面单元(也可从DXF文件导入)，然后用单元扩展的功能生成实体块单元即可。谢谢您的支持！> 用FCM建模助手建立弯箱梁桥模型后，生成的是梁单元（类似平面杆系），请问在如何考虑横向的问题？（假如横向设置两个抗扭支座，分别计算每个支座的反力）？> 采用梁单元能否计算横向的内力和应力（例如扭距、横梁的横向弯距等）？> 提个建议，因建模后梁单元已赋予了箱型截面，横向尺寸均有，能否程序加入把梁单元自动转换成块单元的功能，那就很方便了。目前国内有个软件就具有这个功能，建模很方便，也很实用，对精确分析斜弯坡桥梁就很方便，避免采用梁格法的繁琐模拟。 6、曲线桥的设计。 第一种方法：直接导入曲线。 第二种方法：直接在表格中输入节点建模。 第三种方法：使用单元扩展功能，可方便地建立弯桥的梁单元模型、板单元模型、实体单元模型。梁单元弯桥：先建立一个点，然后在模型>单元>扩展命令中选择由点生成直线，并选择旋转。然后输入半径中心位置和分割数（或分割间距）。点击适用即可。板单元弯桥：先建立一条直线，然后在模型>单元>扩展命令中选择由线生成面，其余同上。建成后可再细分板单元。实体单元弯桥：先建立一个截面(板单元模型)，然后在模型>单元>扩展命令中选择由面生成块，其余同上。建成后可再细分块单元。 7、弯矩My是绕y轴的弯矩，这个没有问题。只是弯曲应力的问题，正如你所说，弯曲应力Sbz是My 引起的应力，同样，弯曲应力Sby是Mz引起的应力，刚好和习惯相反。另外，在组合应力中，也是类似情形：弯矩(+y) 弯矩(-y) 弯矩(+z) 弯矩(-z) 其中，弯矩(+y)实际上是弯距Mz产生的应力，弯矩(+z)实际
该过程是将三垮桥的运营状态进行有限元分析，下面介绍了本人在对模型模拟的主要步骤，若中间出现的错误，请读者朋友们指出修改。 注：“，”表示下一个过程 “（）”该过程中需做的内容 一．结构 1.单元及节点建立的主桁：因为桥面具有一定纵坡，故将《桥跨布置》图的桥面线复制到《节段划分》图对应桥跨位置，然后进行单元划分，将该线段存入新的图层，以便下步导入，将文件保存为.dxf格式文件。 2.打开midas运行程序，将程序里的单位设置成《节段划分》图的单位，这里为cm。导入上步的.dxf文件。将节点表格中的z坐标与y坐标交换位置（midas中的z与cad中的y对应）。结构建立完成。模型如图： 二．特性值 1.材料的定义：在特性里面定义C50的混凝土及Strand1860(添加预应力钢筋使用) 2.截面的赋予： 1).在《截面尺寸》和《预应力束锚固》图里，做出截面轮廓文件，保存为.dxf 文件 2).运行midas，工具，截面特性计算器，统一单位cm。导入上步的.dxf文件 先后运行generate，calculate property，保存文件为.sec文件，截面文件完成 3)运行midas，特性，截面，添加，psc，导入.sec文件。根据图例，将各项特性值填入;验算扭转厚度为截面腹板之和；剪切验算，勾选自动；偏心，中上部4)变截面的添加：进入添加截面界面，变截面，对应单元导入i端和j端（i为左，j为右）；偏心，中上部；命名(注：各个截面的截面号不能相同)
5）变截面赋予单元：进入模型窗口，将做好的变截面拖给对应的单元。 注：1.建模资料所给的《预应力束锚固图》的0-0和14-14截面与《节段划分》图有出入，这里采用《截面尺寸》做这两个截面，其余截面按照《预应力束锚固图》做 2.定义材料先定义混凝土，程序自动将C50赋予所建单元（C50是定义的第一个材料，程序将自动赋予给所建单元） 三．边界条件 1.打开《断面》图，根据I、II断面可知，支座设置位置。根据途中所给数据，在模型窗口中建立支座节点（12点） 2.点击节点，输入对应坐标，建立12个支座节点 3.建立弹性连接：模型，边界条件，弹性连接，连接类型（刚性），两点（分别点击支座点与桥面节点）共12个弹性连接 4.边界约束：中间桥墩，约束Dx,Dz；Dx，Dy，Dz；Dx,Dz, 两边桥墩，约束Rx，Dz；Rx，Dy，Dz；Rx，Dz 如表节点Dx Dy Dz Rx Ry Rz 2 0 0 1 0 0 0 3 0 1 1 0 0 0 5 0 0 1 0 0 0 20 0 0 1 0 0 0 21 0 1 1 0 0 0 23 0 0 1 0 0 0 49 1 0 1 0 0 0 50 1 1 1 0 0 0 52 1 0 1 0 0 0 67 0 0 1 0 0 0 68 0 1 1 0 0 0 70 0 0 1 0 0 0 四．添加预应力钢筋 1.定义钢束特性：打开《预应力筋布置及材料表》、《预应力束几何要素》。荷载，预应力荷载，钢束特性值，根据材料表中钢筋的规格及根数填入相关数据（松弛系数：0.3；导管直径：10cm） 2.钢束布置形状：荷载，预应力荷载，钢束布置形状，以T1为例：