简支梁T梁桥建模与分析
桥梁的基本数据：
桥梁形式：单跨简支梁桥
桥梁等级：I级
桥梁全长：30m
桥梁宽度：13.5m
设计车道：3车道
分析与设计步骤:
1.定义材料和截面特性
材料
截面
定义时间依存性材料(收缩和徐变)
时间依存性材料连接
2.建立结构模型
建立结构模型
修改单元依存材料
3.输入荷载
恒荷载(自重和二期恒载)
预应力荷载
钢束特性值
钢束布置形状
钢束预应力荷载
4.定义施工阶段
5.输入移动荷载数据
选择规范
定义车道
定义车辆
移动荷载工况
6.运行结构分析
7.查看分析结果
查看设计结果
使用材料以及容许应力
> 混凝土
采用JTG04（RC）规范的C50混凝土
>普通钢筋
普通钢筋采用HRB335(预应力混凝土结构用普通钢筋中
箍筋、主筋和辅筋均采用带肋钢筋既HRB 系列)
>预应力钢束
采用JTG04（S ）规范，在数据库中选Strand1860
钢束(φ15.2 mm)（规格分别有6束、8束、9束和10
束四类）
钢束类型为:后张拉
钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)
超张拉(开)
预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2
预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3
管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/m)
锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:
开始点:6mm
结束点:6mm
张拉力:抗拉强度标准值的75%
>徐变和收缩
条件
水泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐水
泥)
28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号
强度(fcu,f):50N/mm^2
长期荷载作用时混凝土的材龄:=o t 5天
混凝土与大气接触时的材龄:=s t 3天
相对湿度: %70=RH
大气或养护温度: C °20=T
构件理论厚度:程序计算
适用规范:中国规范(JTG D62-2004)
徐变系数: 程序计算
混凝土收缩变形率: 程序计算
荷载
静力荷载
>自重
由程序内部自动计算
>二期恒载
桥面铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等
具体考虑：
桥面铺装层：厚度100mm的钢筋混凝土和80mm的沥青混凝土，钢筋混凝土的重力密度为25kN/m3, 沥青混凝土的
重力密度为23kN/m3。每片T梁宽2.5m，所以铺装层的单位
长度质量为：
（0.1×25+0.08×23）×2.25=9.765kN/m2.
护墙、栏杆和灯杆荷载：以3.55kN/m2计。
二期恒载＝桥面铺装＋护墙、栏杆和灯杆荷载＝9.765+3.55＝13.315kN/m2 >预应力荷载
典型几束钢束的具体数据
22.7598
0 0.22 10 27.71
0 1.38 0 1t-1
4.5
0 1.38 0 9.06585
0 0.36 10 20.89415
0 0.36 10 25.46 0 1.38 0
在本例题中预应力钢束的编号处理如下
At －B ：
A 表示第几根主梁；最左为1，以次及彼；
B 表示第几根预应力索，索编号从Z 向由上到下编
号
其余钢束可复制得
移动荷载
适用规范：公路工程技术标准(JTJ 001-97)
荷载种类：公路I 级，车道荷载，即CH —CD
设置操作环境
打开新文件(新项目)，以 ‘李吉勇-简支梁’ 为名保存(
保存)。
将单位体系设置为 ‘tonf ’和‘m ’。该单位体系可根据输
入数据的种类任意转换。
文件 / 新项目
文件 / 保存 ( PSC Beam )
工具 / 单位体系
长度> m ; 力>tonf
图4. 单位体系设定 单位体系还可以通过点击画面下端状态条的单位选择键()来进行
定义材料和截面特性
定义结构所使用的混凝土和钢束的材料特性。 模型 / 材料和截面特性 / 材料 类型>混凝土 ; 规范> JTG04（RC ） 数据库> C50
名称(Strand1860 ) ; 类型>钢材 ; 规范> JT G04（S ） 数据库> Strand1860
图5. 定义材料对话框
同时定义多种材料特性时，使用
键可以
连续输入。
定义截面
本例题的桥梁结构的截面型式采用的是比较简单的预应力
T梁结构，本结构采用的T梁的中间20是等截面部分，而
在两端各5m的范围内是变截面。
模型 /材料和截面特性 / 截面/添加
数据库/用户> 截面号 (1) ; 名称 (端部变截面左)
截面类型>变截面>PSC-工形
尺寸
对称:(开)
拐点： JL1(开)
尺寸I
S1－自动(开), S2－自动(开), S3－自动(开),
T－自动(开)
HL1:0.18 ; HL2:0.133 ;HL2-1: 0 ; HL3:0.692 ; HL4:0.
08; HL5:0.415
BL1:0.17 ; BL2:1.125 ; BL2-1:0.555 ; BL4:0.2 5 ;
尺寸J
S1－自动(开), S2－自动(开), S3－自动(开),
T－自动(开)
HL1:0.18HL2:0.16 ;HL2-1: 0 ; HL3:0.77 ; HL4:0.16 ;
HL5:0.23
BL1:0.09 ; BL2:1.125 ; BL2-1:0.555 ; BL4:0.25 ;
X轴变化：一次方程
Y轴变化：一次方程
考虑剪切变形(开)
偏心>中-下部
端部变截面截面左数据
模型 /材料和截面特性 / 截面
数据库/用户> 截面号 (2) ; 名称 (跨中等截面)
截面类型>PSC-工形
截面名称:None
对称:(开) ;变截面拐点: JL1(开) ;
剪切验算:
Z1自动:(开); Z3自动: (开)
抗剪用最小腹板厚度
t1:自动(开); t2:自动(开); t3:自动(开)
抗扭用: (开)
HL1:0.18HL2:0.16 ;HL2-1: 0 ; HL3:0.77 ; HL4:0.16 ;
HL5:0.23
BL1:0.09 ; BL2:1.125 ; BL2-1:0.555 ; BL4:0.2 5 ;
考虑剪切变形(开)
偏心>中-下部
跨中
等截面
模型 /材料和截面特性 / 截面
数据库/用户> 截面号 (3)
; 名称 (端部变截面右)
截面类型>变截面>PSC-工
形
尺寸
对称:(开)
拐点： JL1(开)
尺寸I
S1－自动(开), S2－自动(开), S3－自动(开),
T－自动(开)
HL1:0.18HL2:0.16 ;HL2-1: 0 ; HL3:0.77 ; HL4:0.16 ;
HL5:0.23
BL1:0.09 ; BL2:1.125 ; BL2-1:0.555 ; BL4:0.25 ;
尺寸J
S1－自动(开), S2－自动(开), S3－自动(开),
T－自动(开)
HL1:0.18 ; HL2:0.133 ;HL2-1: 0 ; HL3:0.692 ; HL4:0.
08; HL5:0.415
BL1:0.17 ; BL2:1.125 ; BL2-1:0.555 ; BL4:0.2 5 ;
X轴变化：一次方程
Y轴变化：一次方程
考虑剪切变形(开)
偏心>中-下部
模型 /材料和截面特性 / 截面
数据库/用户> 截面号 (4) ;
名称 (横隔梁)
截面类型>数据库/用户>实腹长方
形截面
定义材料时间依存
特性并连接
为了考虑混凝土
材料的徐变、收缩对
结构的影响，下面定
义材料的时间依存
特性。
材料的时间依
存特性参照以下数
据来输入。
? 28天
强度 : f ck = 5000 tonf/m 2
? 相对
湿度 : RH = 70 %
? 理论
厚度 : 1m(采用程序自动计算)
? 水泥
种类：普通硅酸盐水泥 5
? 开始收缩时的混凝土材龄 : 3天
模型 /材料和截面特性 / 时间依存性材料(徐变和
收缩)
名称 (Shrink and Creep) ; 设计标准>China(J
TG D62-2004)
28天材龄抗压强度 (5000)
环境年平均相对湿度(40 ~ 99) (70)
构件的理论厚度 (1) 水泥种类系数(Bsc):5 开始收缩时的混凝土材龄 (3) 图11. 定义材料的徐变和收缩特性 截面形状比较复杂时，可使用模型>材料和截面特性值>修改单元材料时间依存特性 的功能来输入h 值。
理论厚度与结构模型有关，只有在建立了结构模型后才能确定理论厚度，所以此处先设定一个1m 的厚度，在建立结构模型后再对其进
参照图11将一般材料特性和时间依存材料特性相连接。即将时间依存材料特性赋予相应的材料。模型 / 材料和截面特性 / 时间依存材料连接时间依存材料类型>徐变和收缩>徐变和收缩
选择指定的材料>材料>1:C50 选择的材料图12. 时间依存性材料连接
建立结构模型
采用表格法和建立单元来建立结构模型
2219.9800
2320.9800
2421.9800
2522.9800
2623.9800
2724.9800
2825.9800
2926.9800
3027.9800
3129.1100
3229.5800
3329.9600
节点表格单元表格
将在Excel中建立的节点单元表格复制到表格/节点单元中即可建立一个纵梁
建立变截面组
对于目前的结构，每根T梁的端部是变截面的。
单元/变截面组
组名:端部变截面左(选择1to6单元)
组名:端部变截面右(选择27to32单元)
Z轴: 线性; y轴: 线性
复制单元
全桥为6片2.25m的T梁
组成,所以在建立好一片T梁
的基础上采用复制的方法建
立剩余的四片主梁。
单元:移动/复制
形式: 复制(开)
等间距：
dx,dy,dz:0,2.25,0
复制次数:5
全选,
建立横梁
建立端横梁
模型>单元> 建立单元
单元类型:一般梁/变截面梁
材料:号 1 名称 C50
截面号:4 名称: 4:横隔梁
交叉分割: 节点 (开) 单元(开)
节点连接: (2 167) (7 172) (12 177)
(17 182) (22 187) (27 192) (32
197)
定义结构组、边界条件组、荷载组和钢束组
为了进行施工阶段分析，将在各施工阶段(constructio n stage)所要激活和钝化的单元、边界条件和荷载定义为
组，并利用组来定义施工阶段。
组>结构组>新建…
定义结构组>名称(内梁)
定义结构组>名称(横梁)
定义结构组>名称(纵梁左边)
定义结构组>名称(纵梁右边)
组>边界组>新建…
定义边界组>名称(两端永久支座)
组>荷载组>新建…
定义荷载组>名称(自重)
定义荷载组>名称(二期恒载)
定义荷载组>名称(预应力1)
组>钢束组>新建…
定义钢束组>名称(正弯矩7)
定义钢束组>名称(正弯矩8)
定义钢束组>名称(正弯矩9)
定义钢束组>名称(正弯矩10)
图26. 建立钢束组
定义结构组
组>结构组>
单元号 (on) 从左到右框选
窗口选择: (33to160)
组>结构组>内梁 (拖&放)
窗口选择: (198to232)
组>结构组>横梁 (拖&放)
窗口选择: (1to32)
组>结构组>纵梁左边 (拖&放)
窗口选择: (161to192)
组>结构组>纵梁右边 (拖&放)定义结构组
输入边界条件
输入两端永久支座
组>边界组
模型 /边界条件 / 一般支承
窗口选择 (167)
边界组名称: 两端永久支座
支承条件类型> Dx, Dy, Dz (开)
窗口选择 (2 35 68 101 134)
边界组名称: 两端永久支座
支承条件类型> Dx, Dz (开)
窗口选择 (197)
边界组名称: 两端永久支座
支承条件类型> Dy, Dz (开)
窗口选择 (164 131 98 65 32 )
边界组名称: 两端永久支座
支承条件类型> Dz (开)
图29. 输入两端永久支座
修改单元的理论厚度
模型/材料和截面特性/修改单元的材料时间依存特性选项>添加/替换
单元依存材料特性>构件的理论厚度
自动计算(开)
规范>中国标准
公式为：a(0.5)
输入荷载
输入施工阶段分析中的荷载(自重、二期恒载和预应力荷
载)。
输入荷载工况
荷载/ 静力荷载工况
名称 (自重) 类型 (施工阶段荷载(c
s))
名称 (二期恒载) 类型 (施工阶段荷载(c
s))
名称 (预应力1) 类型 (施工阶段荷载(c
s))
输入恒荷载
使用自重功能输入恒荷载。
荷载 / 自重
荷载工况名称> 自重
荷载组名称 > 自重
自重系数 > Z (-1)
图35 输入自重
输入二期恒载
使用梁单元荷载功能输入二期恒载。
荷载 / 梁单元荷载(连续)
荷载工况名称> 二期恒载
荷载组名称 > 二期恒载
荷载类型>均布荷载
荷载作用的单元>两点间直线
方向>整体坐标系Z 投影>否(开)
数值> 相对值(开)
X1(0) W(-1.315)
X2(1)
加载区间(两点)>(1 33)
复制荷载(开)
方向:y(开) 距离5@2.25
输入预应力荷载
输入钢束特性值
荷载/ 预应力荷载 / 预应力钢束的特性值
预应力钢束的名称 (Tendon1) ; 预应力钢束
的类型>内部(后张)
材料>2: Strand1860
钢束总面积 (0.00098)
或者
钢铰线公称直径>15.2mm(1x7)
钢铰线股数 ( 7)
导管直径 (0.08) ;
钢束松弛系数(开)：JTG04 0.3
超张拉(开)
预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3
管道每米局部偏差对摩擦的影响系数: 0.0066
（1/m）
锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:
开始点:0.006m
结束点:0.006m
粘结类型>粘结
图37 钢束特性值1
荷载/ 预应力荷载 / 预应力钢束的特性值
预应力钢束的名称 (Tendon2) ; 预应力钢束
的类型>内部(后张)
材料>2: Strand1860
钢束总面积 (0.00112)
或者
钢铰线公称直径>15.2mm(1x7)
钢铰线股数 ( 8 )
导管直径 (0.08) ;
钢束松弛系数(开)：JTG04 0.3
超张拉(开)
预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3
管道每米局部偏差对摩擦的影响系数: 0.0066
（1/m）
锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:
开始点:0.006m
结束点:0.006m
粘结类型>粘结
图38 钢束特性值2
荷载/ 预应力荷载 / 预应力钢束的特性值预应力钢束的名称 (Tendon3) ; 预应力钢束的类型>内部(后张)
材料>2: Strand1860
钢束总面积 (0.00126)
或者
钢铰线公称直径>15.2mm(1x7)
钢铰线股数 ( 9 )
导管直径 (0.08) ;
钢束松弛系数(开)：JTG04 0.3
超张拉(开)
预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3
管道每米局部偏差对摩擦的影响系数: 0.0066（1/m）
锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:
开始点:0.006m
结束点:0.006m
粘结类型>粘结
图39 输入钢束特性值3
荷载/ 预应力荷载 / 预应力钢束的特性值预应力钢束的名称 (Tendon4) ; 预应力钢束的类型>内部(后张)
材料>2: Strand1860
钢束总面积 (0.0014)
或者
钢铰线公称直径>15.2mm(1x7)
钢铰线股数 ( 10 )
导管直径 (0.08) ;
钢束松弛系数(开)：JTG04 0.3
超张拉(开)
预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3
管道每米局部偏差对摩擦的影响系数: 0.0066（1/m）
锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:
开始点:0.006m
结束点:0.006m
粘结类型>粘结
图40 钢束特性值4
输入钢束形状
首先输入第一根梁最右边的一个T梁片的钢束形状。
第一根钢束:1t-1
隐藏(开) ; 单元号 (开) ; 节点号 (关)
荷载/ 预应力荷载 / 预应力钢束形状
钢束名称 (1t-1) ; 组: ( 正弯矩钢束7)
钢束特性值>Tendon4
窗口选择 (单元 :1to32)
输入类型>3-D （开）曲线类型>圆弧（开）
钢束直线段>开始点 (0) ; 结束点(0)
布置形状
预应力钢束坐标
钢束名称X Y Z R
1t-4
0.1500.50 4.168600.120 25.791400.120
29.8100.50
1t-3
0.150 1.20 6.376400.110 23.583600.110
29.810 1.20
1t-2
2.250 1.380 7.200200.2210 22.759800.2210 27.710 1.380
1t-1 4.50 1.380
9.06585
0 0.36 10 20.89415
0 0.36 10 25.46 0 1.38 0
对于第2 3 4 5 6根梁共20根钢束可以用复制偏移方法得 每次间隔2.25M
钢束输完后，实际的钢束布置如何采用如下方式进行查看:
显示
综合>钢束形状名称(开)
钢束形状控制点(开)
输入钢束预应力荷载
定义完钢束的形状后，在各施工阶段施加相应的预应力荷
载。
输入正弯矩钢束荷载
荷载/ 预应力荷载/ 钢束预应力荷载
荷载工况名称>预应力1
荷载组名称>预应力1
选择加载的预应力钢束
预应力钢束>
1t-1,1t-2,1t-3，1t-4; 2t-1,2t-2,2t-3,2t-4; 3t-1,3t-2,3t-3,3t-4;
4t-1,4t-2,4t-3,4t-4;
5t-1,5t-2,5t-3,5t-4;
6t-1,6t-2,6t-3,6t-4;
已选钢束
张拉力>应力
先张拉>两端
开始点 (1395 ) ; 结束点 (1395 ) (单位
体系改为N,mm)
注浆 : 下 ( 1 ) 定义施工阶段
本例题的施工阶段如表1所示。 表2. 各施工阶段的结构组、边界组和荷载组 施工 持续时间 结构组 边界组 荷载组
选择两端张拉时的先张拉端。 定义对钢束孔道注浆的施工阶段。注浆前的应力按实际截面计算，注浆后按组合成的截面来计算。在注浆中输入了1
16. 时程分析 概述 对下面受移动荷载的简支梁运行时程分析。 ?材料 弹性模量 : 2.4?1011 psi 容重(γ) : 0.1 lbf/in3 ?截面 截面面积(Area) : 1.0 in2 截面惯性矩(Iyy) : 0.083333 in4 半径(radius) : 10.0 in 厚度(thickness) : 2.0 in 重力加速度(g) : 1.0 in/sec2
速度 容重 整体坐标系原点 （a）受移动荷载的简支梁 （b）时程荷载函数 图 16.1 分析模型 模型是受600 in/sec速度的移动荷载的简支梁结构。通过时程分析了解动力荷载下结构的反映，改变荷载周期来查看共振的影响。
设定基本环境 打开新文件以‘时程分析 1.mgb’为名保存. 文件 / 新文件 文件 / 保存 ( 时程分析 1 ) 设定单位体系。 工具 / 单位体系 长度 > in ; 力 > lbf 图 16.2 设定单位体系
设定结构类型为 X-Z 平面。且为了特征值分析，设定自重自动转换为节点质量。 模型/ 结构类型 结构类型 > X-Z 平面 将结构的自重转换为质量> 转换到 X, Y, Z 重力加速度( 1 ) 点格(关) 捕捉点(关) 捕捉节点捕捉单元正面 图 16.3 设定结构类型
定义材料以及截面 输入材料和截面，采用用户定义的类型和数值的类型输入数据。 模型/ 特性/ 材料 一般> 名称( 材料) ; 类型> 用户定义 用户定义 > 规范>无 分析数据 > 弹性模量 ( 2.4E+11 ) 容重( 0.1 ) ? 模型/ 特性/ 截面 数值 名称( 截面) ; 截面形状> Pipe 尺寸 > D ( 10 ) ; t w( 2 ) 截面特性值> 面积( 1 ) ; Iyy ( 0.083333 )? 图 16.4 定义材料图 16.5 定义截面
例题钢筋混凝土结构施工阶段分析 2 例题. 钢筋混凝土结构施工阶段分析 概要 本例题介绍使用MIDAS/Gen 的施工阶段分析功能。真实模拟建筑物的实际建造过 程，同时考虑钢筋混凝土结构中混凝土材料的时间依存特性（收缩徐变和抗压强度的 变化）。 此例题的步骤如下: 1.简要 2.设定操作环境及定义材料和截面 3.利用建模助手建立梁框架 4.使用节点单元及层进行建模 5.定义边界条件 6.输入各种荷载 7.定义结构类型 8.运行分析 9.查看结果 10.配筋设计
例题 钢筋混凝土结构施工阶段分析 3 1.简要 本例题介绍使用MIDAS/Gen 的施工阶段分析功能。(该例题数据仅供参考) 例题模型为六层钢筋混凝土框－剪结构。 基本数据如下： 轴网尺寸：见平面图 主梁： 250x450，250x500 次梁： 250x400 连梁： 250x1000 混凝土： C30 剪力墙： 250 层高： 一层：4.5m 二~六层 ：3.0m 设防烈度：7o（0.10g ） 场地： Ⅱ类 图1 结构平面图
例题 钢筋混凝土结构 抗震分析及设计 1
例题钢筋混凝土结构抗震分析及设计 例题. 钢筋混凝土结构抗震分析及设计 概要 本例题介绍使用MIDAS/Gen 的反应谱分析功能来进行抗震设计的方法。 此例题的步骤如下: 1.简要 2.设定操作环境及定义材料和截面 3.利用建模助手建立梁框架 4.建立框架柱及剪力墙 5.楼层复制及生成层数据文件 6.定义边界条件 7.输入楼面及梁单元荷载 8.输入反应谱分析数据 9.定义结构类型 10.定义质量 11.运行分析 12.荷载组合 13.查看结果 14.配筋设计 2
4po 指导老师：李立峰 专业：桥梁工程 班级：桥梁一班 姓名： * * * 学号： **********
一、计算资料 跨度与技术指标 标准跨径：L=25m 计算跨径：L0=24m 汽车荷载：公路一级 设计安全等级：二级 桥梁概况及一般截面 此计算为一预应力混凝土简支梁中梁的计算，不计入现浇带，其跨中与支点截面如图1-1所示，纵断面图如图1-2所示。 使用的材料及其容许应力 混凝土：C50，轴心抗压强度设计值m mm=22.4mmm ,抗拉强度设计值m mm= 1.83mmm，弹性模量m m=3.45×104mmm。 钢筋混凝土容重：γ=26kN/m3
钢筋：预应力钢束采用3束φ×7的钢绞线，抗拉强度标准值m mm=1860mmm，张拉控制应力σcon==1395MPa 截面面积：m m=3×140×7=2940mm2，孔道直径：77mm 预应力钢筋与管道的摩擦系数： 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数：（1/m） 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值： 开始点：6mm 结束点：6mm 纵向钢筋：采用φ16的HRB335级钢筋，底部配6根，间距为70mm，翼缘板配16根，间距为100mm。 施工方法 采用预制拼装法施工；主梁为预制预应力混凝土T梁，后张法工艺；预制梁混凝土立方体强度达到设计混凝土等级的85%，且龄期不少于7天后方可张拉预应力钢束；张拉时两端对称、均匀张拉（不超张拉），采用张拉力与引伸量双控。 钢束张拉顺序为：N2—N3—N1 二、计算模型 模型的建立 本计算为一单跨预应力混凝土简支T梁桥中梁模型（图2-1），其节点的布置如图2-2 所示。在计算活载作用时，横向分布系数取m=,并不沿纵向变化。在建立结构模型时，取计算跨径m0=24m，由于该结构比较简单，计算跨度只有24m，故增加单元不会导致计算量过大，大多数单元长度为1m。建立保证控制截面在单元的端部，以便于读取数据。 对于横隔板当作节点荷载加入计算模型，其所起到的横向联系作用已在横向分布系数中考虑。 每个节点对应的x坐标值如表2-1所示
第一讲 简支梁模型的计算 工程概况 20 米跨径的简支梁，横截面如图 1-1 所示。 迈达斯建模计算的一般步骤 1- 理处 前 第五步：定义荷载工况 第六步：输入荷载第四步：定义边界条件 第三步：定义材料和截面 第二步：建立单元 第一步：建立结点
具体建模步骤 第 01 步：新建一个文件夹，命名为 Model01，用于存储工程文件。这里，在桌面的“迈达斯”文件夹下新建了它，目录为 C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型 01。 第 02 步：启动 Midas ，程序界面如图 1-2 所示。 图 1-2 程序界面 第 03 步：选择菜单“文件(F)->新项目(N)”新建一个工程，如图 1-3 所示。
图 1-3 新建工程 第04 步：选择菜单“文件(F)->保存(S) ”，选择目录C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型 01，输入工程名“简支梁.mcb”。如图 1-4 所示。 图 1-4 保存工程
第05 步：打开工程目录C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型 01，新建一个 excel 文件，命名为“结点坐标”。在 excel 里面输入结点的 x，y，z 坐标值。如图 1-5 所示。 图 1-5 结点数据 第 06 步：选择树形菜单表格按钮“表格->结构表格->节点”，将excel 里面的数据拷贝到节点表格，并“ctrl+s”保存。如图 1-6 所示。
用MIDAS来做稳定分析的处理方法（笔记整理） 对一个网壳或空间桁架这样的整体结构而言，稳定会涉及三类问题： A.整个结构的稳定性 B.构成结构的单个杆件的稳定性 C.单个杆件里的局部稳定（如其中的板件的稳定）A整个结构的稳定性: 1. 在数学处理上是求特征值问题的特征值屈曲，又叫平衡分叉失稳或者分支点失稳 特征：结构达到某种荷载时，除结构原来的平衡状态存在外，还可能出现第二个平衡态 2：极值点失稳 特征：失稳时，变形迅速增大，而不会出现新的变形形式，即平衡状态不发生质变，结构失稳时相应的荷载称为极限荷载。 3：跳跃失稳，性质和极值点失稳类似，可以归入第二类。B构成结构的单个杆件的稳定性 通过设计的时候可以验算秆件的稳定性，尽管这里面存在一个计算长度的选取问题而显得不完善，但总是安全的。 C 单个杆件里的局部稳定（如其中的板件的稳定） 在MIDAS里面，我想已不能在整体结构的范围内解决了，但是单个秆件的局部稳定可以利用板单元（对于实体现在还没
有办法做屈曲分析）来模拟单个构件，然后分析出整体稳定屈曲系数。和A是同样的道理，这里充分体现了结构即构件，构件即结构的道理 A整个结构的稳定性: 分析方法： 1：线性屈曲分析（对象：桁架，粱，板） 在一定变形状态下的结构的静力平衡方程式可以写成下列形式： (1)：结构的弹性刚度矩阵：结构的几何刚度矩阵：结构的整体位移向量：结构的外力向量 结构的几何刚度矩阵可通过将各个单元的几何刚度矩阵相加而得，各个单元的几何刚度矩阵由以下方法求得。几何刚度矩阵表示结构在变形状态下的刚度变化，与施加的荷载有直接的关系。任意构件受到压力时，刚度有减小的倾向；反之，受到拉力时，刚度有增大的倾向。大家所熟知的欧拉公式，对于一个杆单元，当所受压力超过N=3.1415^2*E*I/L^2时，杆的弯曲刚度就消失了，同样的道理不仅适用单根压杆，也适用与整个框架体系通过特征值分析求得的解有特征值和特征向量，特征值就是临界荷载，特征向量是对应于临界荷载的屈曲模态。临界荷载可以用已知的初始值和临界荷载的乘积计算得到。临界荷载和屈曲模态意味着所输入的临界荷载作用到结构时，结构就发生与屈曲模态相同形态的屈
高级例题1
地铁施工阶段分析
GTS高级例题1.
- 地铁施工阶段分析
运行GTS
1
概要
2
生成分析数据
6
属性 / 6
几何建模
20
矩形, 隧道, 复制移动 / 20
扩展, 圆柱 / 25
嵌入, 分割实体 / 27
矩形, 转换, 分割实体 (主隧道) / 30
矩形, 转换, 分割实体 (连接通道) / 33
矩形, 转换, 分割实体 (竖井,岩土) / 36
直线, 旋转 / 39
生成网格
41
网格尺寸控制 / 41
自动划分实体网格 / 44
析取单元 / 46
自动划分线网格 / 48
重新命名网格组 / 53
修改参数 / 57
分析
58
支撑 / 58
自重 / 60
施工阶段建模助手 / 61
定义施工阶段 / 67
分析工况 / 68
分析 / 70
查看分析结果
71
位移 / 71
实体最大/最小主应力 / 74
喷混最大/最小主应力 / 77
桁架 Sx / 79
GTS 高级例题1
GTS高级例题1
建立由竖井、连接通道、主隧道组成的城市隧道模型后运行分析。 在此GTS里直接利用4节点4面体单元直接建模。
运行GTS
运行程序。
1. 运行GTS 。
2. 点击 文件 > 新建建立新项目。
3. 弹出项目设置对话框。
4. 项目名称里输入‘高级例题 1’。
5. 其它的项直接使用程序的默认值。
6. 点击
。
7. 主菜单里选择视图 > 显示选项...。
8. 一般表单的网格 > 节点显示指定为‘False’。
9. 点击
。
1
目录 Q1、施工阶段荷载为什么要定义为施工阶段荷载类型 (2) Q2、 POSTCS阶段的意义 (2) Q3、施工阶段定义时结构组激活材龄的意义 (2) Q4、施工阶段分析独立模型和累加模型的关系 (2) Q5、施工阶段接续分析的用途及使用注意事项 (2) Q6、边界激活选择变形前变形后的区别 (3) Q7、体内力体外力的特点及其影响 (4) Q8、如何考虑对最大悬臂状态的屈曲分析 (4) Q9、需要查看当前步骤结果时的注意事项 (5) Q10、普通钢筋对收缩徐变的影响 (5) Q11、如何考虑混凝土强度发展 (5) Q12、从施工阶段分析荷载工况的含义 (5) Q13、转换最终阶段内力为POSTCS阶段初始内力的意义 (6) Q14、赋予各构件初始切向位移的意义 (6) Q15、如何得到阶段步骤分析结果图形 (6) Q16、施工阶段联合截面分析的注意事项 (6) Q17、如何考虑在发生变形后的钢梁上浇注混凝土板 (7)
Q1、施工阶段荷载为什么要定义为施工阶段荷载类型 A1．“施工阶段荷载”类型仅用于施工阶段荷载分析，在POSTCS阶段不能进行分析。如果将在施工阶段作用的荷载定义为其他荷载类型，则该荷载既在施工阶段作用，也在成桥状态作用。在施工阶段作用的效应累加在CS合计中，在成桥状态作用的荷载效应以“ST荷载工况名称”的形式体现。 因此为了避免相同的荷载重复作用，对于在施工阶段作用的荷载，其荷载类型最好定义为施工阶段荷载。 注：荷载类型“施工荷载”和“恒荷载”一样，都属于既可以在施工阶段作用也可以在POSTCS阶段独立作用的荷载类型。 Q2、P OSTCS阶段的意义 A2．POSTCS是以最终分析阶段模型为基础，考虑其他非施工阶段荷载作用的状态。通常是成桥状态，但如果在施工阶段分析控制数据中定义了分析截止的施工阶段，则那个施工阶段的模型就是POSTCS阶段的基本模型。沉降、移动荷载、动力荷载（反应谱、时程）都是只能在POSTCS阶段进行分析的荷载类型。 施工阶段的荷载效应累计在CS合计中，而POSTCS阶段各个荷载的效应独立存在。 POSTCS阶段荷载效应有ST荷载，移动荷载，沉降荷载和动力荷载工况。 有些分析功能也只能在POSTCS阶段进行：屈曲、特征值。 Q3、施工阶段定义时结构组激活材龄的意义 A3．程序中有两个地方需要输入材龄，一处是收缩徐变函数定义时需输入材龄，用于计算收缩应变；一处是施工阶段定义时结构组激活材龄，用于计算徐变系数和混凝土强度发展。因此当考虑徐变和混凝土强度发展时，施工阶段定义时的激活材龄一定要准确定义。 当进行施工阶段联合截面分析时，计算徐变和混凝土强度发展的材龄采用的是施工阶段联合截面定义时输入的材龄，此时在施工阶段定义时的结构组激活材龄不起作用。 为了保险起见，在定义施工阶段和施工阶段联合截面分析时都要准确的输入结构组的激活材龄。 Q4、施工阶段分析独立模型和累加模型的关系 A4．进行施工阶段分析的目的，就是通过考虑施工过程中前后各个施工阶段的相互影响，对各个施工阶段以及POSTCS阶段进行结构性能的评估，因此通常进行的都是累加模型分析。 对于线性分析，程序始终按累加模型进行分析，如欲得到某个阶段的独立模型下的受力状态，可以通过另存当前施工阶段功能，自动建立当前施工阶段模型，进行独立分析。 在个别情况下，需要考虑当前阶段的非线性特性时，可以进行非线性独立模型分析，如悬索桥考虑初始平衡状态时的倒拆分析，需用进行非线性独立模型分析。 Q5、施工阶段接续分析的用途及使用注意事项 A5．对于复杂施工阶段模型，一次建模很难保证结构布筋合理，都要经过反复调整布筋。 每次修改施工阶段信息后，都必须重新从初始阶段计算。接续分析的功能就是可以指定接续分析的阶段，被指定为接续分析开始阶段前的施工阶段不能进行修改，其后的施工阶段可以进行再次修改，修改完毕后，不必重新计算，只需执行分析〉运行接续
简支梁T梁桥建模与分析 桥梁的基本数据： 桥梁形式：单跨简支梁桥 桥梁等级：I级 桥梁全长：30m 桥梁宽度：13.5m 设计车道：3车道 分析与设计步骤: 1.定义材料和截面特性 材料 截面 定义时间依存性材料(收缩和徐变) 时间依存性材料连接 2.建立结构模型 建立结构模型 修改单元依存材料 3.输入荷载 恒荷载(自重和二期恒载) 预应力荷载 钢束特性值 钢束布置形状 钢束预应力荷载 4.定义施工阶段 5.输入移动荷载数据 选择规范 定义车道 定义车辆 移动荷载工况 6.运行结构分析 7.查看分析结果 查看设计结果 使用材料以及容许应力 > 混凝土 采用JTG04（RC）规范的C50混凝土 >普通钢筋 普通钢筋采用HRB335(预应力混凝土结构用普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采用带肋钢筋既HRB系列) >预应力钢束 采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860
钢束(φ15.2 mm)（规格分别有6束、8束、9束和10束四类） 钢束类型为:后张拉 钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛) 超张拉(开) 预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2 预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/m) 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值: 开始点:6mm 结束点:6mm 张拉力:抗拉强度标准值的75% >徐变和收缩 条件 水泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐水泥) 28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm^2 长期荷载作用时混凝土的材龄:= t5天 o 混凝土与大气接触时的材龄:= t3天 s 相对湿度: % RH = 70 大气或养护温度: C = T 20 ° 构件理论厚度:程序计算 适用规范:中国规范(JTG D62-2004) 徐变系数: 程序计算 混凝土收缩变形率: 程序计算 荷载 静力荷载 >自重 由程序内部自动计算 >二期恒载 桥面铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等 具体考虑： 桥面铺装层：厚度100mm的钢筋混凝土和80mm的沥青混凝土，钢筋混凝土的重力密度为25kN/m3, 沥青混凝土的重力密度为23kN/m3。每 片T梁宽2.5m，所以铺装层的单位长度质量为： （0.1×25+0.08×23）×2.25=9.765kN/m2. 护墙、栏杆和灯杆荷载：以3.55kN/m2计。 二期恒载＝桥面铺装＋护墙、栏杆和灯杆荷载＝9.765+3.55＝13.315kN/m2
1、模型简介 中梁模型图 弯矩 剪力
扭转（剪力最大） 扭转（扭转最大） 自振模态振型图
2、计算书 1. 设计规范 1.1. 公路工程技术标准(JTG B01-2003) 1.2. 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004) 1.3. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004) 1.4. 公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007) 1.5. 公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01-2008) 2.设计资料 2.1. 使用程序: MIDAS/Civil, Civil 2006 ( Release No. 1 ) 2.2. 截面设计内力: 3维 2.3. 构件类型: 全预应力 2.4. 公路桥涵的设计安全等级: 一级 2.5. 构件制作方法: 预制 3.主要材料指标 3.1. 混凝土 强度等级弹性模量 (MPa) 容重 (kN/m3) 线膨胀系数 标准值设计值 f ck (MPa) f tk (MPa) f cd (MPa) f td (MPa) C50 34500.00 25.00 1.000e-005 32.40 2.65 22.40 1.83 3.2. 预应力钢筋 预应力钢筋弹性模量 (MPa) 容重 (kN/m3) 线膨胀系数 f pk (MPa) f pd (MPa) f'pd (MPa) 预应力钢束195000.00 78.50 1.200e-005 1860.00 1260.00 390.00 3.3. 普通钢筋 普通钢筋弹性模量 (MPa) 容重 (kN/m3) f sk (MPa) f sd (MPa) f'sd (MPa) HRB335 200000.00 76.98 335.00 280.00 280.00 R235 210000.00 76.98 235.00 195.00 195.00 4.模型简介 4.1. 单元数量: 梁单元14 个 4.2. 节点数量: 15 个 4.3. 钢束数量: 3 个 4.4. 边界条件数量: 2 个 4.5. 施工阶段: 6 个 步骤名称 结构组边界组荷载组 激活钝化激活钝化激活钝化T梁预制结构组1 - 边界- 自重- 预应力N1 - - - - 预应力1 -
目录 建立模型○1 设定操作环境 (2) 定义材料 (5) 输入节点和单元 (6) 输入边界条件 (9) 输入荷载 (10) 运行结构分析 (11) 查看反力 (12) 查看变形和位移 (12) 查看力 (13) 查看应力 (15) 梁单元细部分析（Beam Detail Analysis） (16) 表格查看结果 (17) 建立模型○2 设定操作环境 (20) 建立悬臂梁 (21) 输入边界条件 (22) 输入荷载 (22) 建立模型○3 建模 (24) 输入边界条件 (25) 输入荷载 (25) 建立模型○4 建立两端固定梁 (27) 输入边界条件 (28) 输入荷载 (29) 建立模型○5○6○7○8
简要 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 的基本使用方法和一些基本功能。包含的主要容如下。 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 ○1 ○2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 ○ 6 ○ 7 ○ 8 6@2 = 12 m 截面 : HM 440×300×11/18 材料 : Grade3 悬臂梁、两端固定梁 简支梁
建立模型○1 设定操作环境 首先建立新项目( 新项目)，以‘Cantilever_Simple.mcb’为名保存( 保存)。 文件 / 新项目 文件 / 保存( Cantilever_Simple ) 单位体系是使用tonf(力), m(长度)。 1.在新项目选择工具>单位体系 2.长度选择‘m’,力(Mass) 选择‘tonf(ton)’ 3.点击 工具/ 单位体系 长度>m ; 力>tonf 本例题将主要使用图标菜单。默认设置中没有包含输入节点和单元所需的图标，用户可根据需要将所需工具条调出，其方法如下。 1.在主菜单选择工具>用户制定>工具条 2.在工具条选择栏钩选‘节点’, ‘单元’, ‘特性’ 3.点击 4.工具>用户制定>工具条 工具条>节点 (开), 单元 (开), 特性 (开) 图2.工具条编辑窗口 也可使用窗口下端 的状态条(图4(b))来转 换单位体系。
r Calculate Propertes Now MIDAS/SPC U 1.5.1 - Sectional Property Calculate Iriported AutoCAD DXF model data -Model: Cunie [140], Point [仙町 I —I —JI —1\ Procts# Message / i r I r 练习 midas 时的心得 I Generate Section Type ---------------- ti Plane 广 Line ? ■■I. ..■■■. .■■■ . ?■■■■■ ^11 ■■■ ：_■■■■■? ?■■■. . ■■■ r i^lerge Strai^t Line^— Angle | [Deg] rjame [ r Location I 厂 Group I Sectior Color Apply Clos e I 馆 SEcliQn ]
HIDA^/src V 1 ■応~I - 5e[；n
MIDAS/Civil 中施工阶段分析后自动生成的荷载工况说明 CS: 恒荷载: 除预应力、徐变、收缩之外的在定义施工阶段时激活的所有荷载的作用效应 CS: 施工荷载 为了查看CS: 恒荷载中部分恒荷载的结果而分离出的荷载的作用效应。分离荷载在“分析>施工阶段分析控制数据”对话框中指定。 输出结果(对应于输出项部分结果无用-CS:合计内结果才有用) No. 荷载工况名称 反力 位移 内力 应力 1 CS: 恒荷载 O O O O 2 CS: 施工荷载 O O O O 3 CS: 钢束一次 O O O O 4 CS: 钢束二次 O X O O 5 CS: 徐变一次 O O O O 6 CS: 徐变二次 O X O O 7 CS: 收缩一次 O O O O 8 CS: 收缩二次 O X O O 9 CS: 合计 O O O O CS: 合计中包含的工况 1+2+4+6+8 1+2+3+5+7 1+2+3+4+6+8 1+2+3+4+6+8 CS: 钢束一次 反力: 无意义 位移: 钢束预应力引起的位移(用计算的等效荷载考虑支座约束计算的实际位移) 内力: 用钢束预应力等效荷载的大小和位置计算的内力(与约束和刚度无关)
应力: 用钢束一次内力计算的应力 CS: 钢束二次 反力: 用钢束预应力等效荷载计算的反力 内力: 因超静定引起的钢束预应力等效荷载的内力(用预应力等效节点荷载考虑约束和刚度后计算的内力减去钢束一次内力得到的内力) 应力: 由钢束二次内力计算得到的应力 CS: 徐变一次 反力: 无意义 位移: 徐变引起的位移(使用徐变一次内力计算的位移) 内力: 引起计算得到的徐变所需的内力(无实际意义---计算徐变一次位移用) 应力: 使用徐变一次内力计算的应力(无实际意义) CS: 徐变二次 反力: 徐变二次内力引起的反力 内力: 徐变引起的实际内力(参见下面例题中收缩二次的内力计算方法) 应力: 使用徐变二次内力计算得到的应力 CS: 收缩一次 反力: 无意义 位移: 收缩引起的位移(使用收缩一次内力计算的位移) 内力:引起计算得到的收缩所需的内力(无实际意义---计算收缩一次位移用) 应力: 使用收缩一次内力计算的应力(无实际意义) CS: 收缩二次 反力: 收缩二次内力引起的反力 内力: 收缩引起的实际内力(参见下面例题) 应力: 使用收缩二次内力计算得到的应力 例题1: P R2 e sh:收缩应变(Shrinkage strain) (随时间变化) P: 引起收缩应变所需的内力 (CS: 收缩一次) 因为用变形量较难直观地表现收缩量，所以MIDAS程序中用内力的表现方式表 现收缩应变. ?: 使用P计算(考虑结构刚度和约束)的位移 (CS: 收缩一次) e E:使用?计算的结构应变 F: 收缩引起的实际内力 (CS: 收缩二次)
1.在midas中横向计算问题. 在midas中横向计算时遇到下列几个问题,请教江老师. 1.荷载用"用户定义的车辆荷载",DD,FD,BD均取1.3m,P1,P2为计算值,输入时为何提示最后一项的距离必须为0? 2.同样在桥博中用特列荷栽作用时,计算连续盖梁中中支点的负弯距相差很大.其他位置相差不多. 主要参数:两跨2X7.5m,bXh=1.4X1.2m,P1,P2取100 midas结果支点活载负弯矩-264.99kn.m 桥博结果支点活载负弯矩-430kn.m 通过多次尝试及MIDAS公司的大力支持，现在最终的结果如下： 肯定是加载精度的问题，可以通过将每个梁单元的计算的影响线点数改成6，或者，将梁单元长度改成0.1米，就能保证正好加载到这一点上。由这个精度引起的误差应该可以接受的，如果非要消除，也是有办法的。 2.梁板模拟箱梁问题 腹板用梁单元， 顶底板用板单元，腹板和顶底板间用什么连接，刚性？用这个模型做顶底板验算是否合适？在《铁道标准》杂志的“铁道桥梁设计年会专辑”上有一篇文章，您可以参考一下： 铁四院 康小英 《组合截面计算浅析》 里面讨论组合截面分别用MIDAS施工阶段联合截面与梁+板来实现，最后得出结论是用梁+板的结果是会放大板的内力。可能与您关心的问题有相似的地方。 建议您可以先按您的想法做一个，再验证一下，一定要验证！c 3.midas里面讲质量转换为荷载什么意思！ 是否为“荷载转为质量”？ 在线帮助中这么写： 将输入的荷载(作用于整体坐标系(-)Z方向)的垂直分量转换为质量并作为集中质量数据。 该功能主要用于计算地震分析时所需的重力荷载代表值。 直观的理解就是将已输入的荷载，转成质量数据，不必第二次输入。一般用得比较多的是将二期恒载转成质量。 另外，这里要注意的是，自重不能在这里转换，应该在模型--结构类型中转换。 准确来讲，是算自振频率时（特征值分析）时用的，地震计算时需要各振形，所以间接需要输入质量。
第一讲 简支梁模型的计算 1.1 工程概况 20米跨径的简支梁，横截面如图1-1所示。 图1-1 横截面 1.2 迈达斯建模计算的一般步骤 后处理理处 前 第五步：定义荷载工况 第八步：查看结果 第七步：分析计算第六步：输入荷载 第四步：定义边界条件 第三步：定义材料和截面 第二步：建立单元第一步：建立结点 1.3 具体建模步骤 第01步：新建一个文件夹，命名为Model01，用于存储工程文件。这里，在桌面的“迈达斯”文件夹下新建了它，目录为C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01。 第02步：启动Midas Civil.exe ，程序界面如图1-2所示。
第03步：选择菜单“文件(F)->新项目(N)”新建一个工程，如图1-3所示。 图1-3 新建工程 第04步：选择菜单“文件(F)->保存(S)”，选择目录C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01，输入工程名“简支梁.mcb”。如图1-4所
示。 图1-4 保存工程 第05步：打开工程目录C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01，新建一个excel文件，命名为“结点坐标”。在excel里面输入结点的x，y，z 坐标值。如图1-5所示。 图1-5 结点数据 第06步：选择树形菜单表格按钮“表格->结构表格->节点”，将excel里面的数据拷贝到节点表格，并“ctrl+s”保存。如图1-6所示。
图1-6 建立节点 第07步：打开工程目录C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01，再新建一个excel文件，命名为“单元”。在excel里面输入单元结点号。如图 1-6所示。 图1-6 单元节点
时程荷载工况中几个选项的说明 动力方程式如下： 在做时程分析时，所有选项的设置都与动力方程中各项的构成和方程的求解方法有关，所以在学习时程分析时，应时刻联想动力方程的构成，这样有助于理解各选项的设置。另外，正如哲学家所言：运动是绝对的，静止是相对的。静力分析方程同样可由动力方程中简化(去掉加速度、速度项，位移项和荷载项去掉时间参数)。 0.几个概念 自由振动: 指动力方程中P(t)=0的情况。P(t)不为零时的振动为强迫振动。 无阻尼振动: 指[C]=0的情况。 无阻尼自由振动: 指[C]=0且P(t)=0的情况。无阻尼自由振动方程就是特征值分析方程。 简谐荷载: P(t)可用简谐函数表示，简谐荷载作用下的振动为简谐振动。 非简谐周期荷载: P(t)为周期性荷载，但是无法用简谐函数表示，如动水压力。 任意荷载: P(t)为随机荷载(无规律)，如地震作用。随机荷载作用下的振动为随机振动。 冲击荷载: P(t)的大小在短时间内急剧加大或减小，冲击后结构将处于自由振动状态。 1.关于分析类型选项 目前有线性和非线性两个选项。该选项将直接影响分析过程中结构刚度矩阵的构成。 非线性选项一般用于定义了非弹性铰的动力弹塑性分析和在一般连接中定义了非线性连接(非线性边界)的结构动力分析中。当定义了非弹性铰或在一般连接中定义了非线性连接(非线性边界)，但是在时程分析工况对话框中的分析类型中选择了“线性”时，动力分析中将不考虑非弹性铰或非线性连接的非线性特点，仅取其特性中的线性特征部分进行分析。 只受压(或只受拉)单元、只受压(或只受拉)边界在动力分析中将转换为既能受压也能受拉的单元或边界进行分析。 如果要考虑只受压(或只受拉)单元、只受压(或只受拉)边界的非线性特征进行动力分析应该使用边界条件>一般连接中的间隙和钩来模拟。 2.关于分析方法选项 目前有振型叠加法、直接积分法、静力法三个选项。这三个选项是指解动力方程的方法。关于振型叠加法、直接积分法可以参考一些动力方程方面的书籍。 振型叠加法是将多自由度体系的动力反应问题转化为一系列单自由度体系的反应，然后再线性叠加的方法。其优点是计算速度快节省时间，但是由于采用了线性叠加原理，原则上仅适用于分析线弹性问题，当进行非线性动力分析时或者因为装有特殊的阻尼器而不能满足阻尼正交(刚度和质量的线性组合)时是不能使用振型叠加法的。 直接积分法是将时间作为积分参数解动力方程式的方法，又称为时域逐步积分法。直接
midas Civil中各种时间的含义 在使用midas Civil，需要对桥梁结构进行施工阶段分析，那必然会碰到混凝土收缩徐变的问题，利用midas建模时，经常会碰到一些时间的定义，我在这里把这些时间的含义罗列出来，以供大家参考。 首先需要注意一点：收缩的龄期与徐变的龄期是没有任何联系的，收缩龄期是计算混凝土收缩的时间，而徐变龄期是计算徐变的时间，只有结构上作用荷载，才会发生徐变的效应。 一、收缩开始的混凝土龄期： 收缩开始时的混凝土龄期：浇筑混凝土后开始收缩时间，即发生收缩效应的时间；midas 是在定义时间依存材料特性中定义，按规范要求，一般取3d。 二、混凝土徐变的材龄： 混凝土发生徐变的时间为徐变材龄，这个值是在定义混凝土施工阶段的时候定义的，如下图：即在midas中的“混凝土材龄”，这个材龄是混凝土从浇筑到激活（即参与受力）的时间，同时也是发生徐变的时间，因为有荷载作用采用徐变。针对徐变的计算材材龄。不要输入0，按实际的天数输入即可。 三、施工阶段持续时间： 施工的持续时间，是指该施工过程持续的天数，这个持续时间不包括结构的材龄。对于持续时间可能会有个疑问，从混凝土浇筑到受力需要一段时间养护，那如何考虑这弹模的变化？这个可以利用midas中“强度发展曲线”来考虑，对于中国规范，强度发展未作规定，故一般可以不需要定义强度发展曲线。 四、施工阶段荷载-时间荷载： 为了考虑相邻构件的时间经历差异，并反映到材料的时间依存特性（徐变、收缩、强度的变化等），给构件施加时间荷载。 一般时间荷载主要用在：两个桥墩在模拟施工阶段时是同时激活的，但是实际上只有一套模板，这样一个桥墩的悬臂段比另一个晚了60天，也即第一个桥墩了60天时间经历，由于这60天的时间差异，两个桥墩的悬臂梁的挠度也将有差别，为了最大限度降低合龙段完工时产生的残留应力，必须正确预测两个桥墩悬臂梁的挠度，故做施工阶段分析时，可以用时间荷载来考虑两个桥墩的时间经历差异。 midas 在定义施工阶段时会要求输入材龄 该材龄为该结构组的初始材龄，即在该施工阶段开始时，结构组已经具备的材龄。程序将按输入的材龄计算徐变。一般输入从浇筑混凝土后到拆模直到该单元开始发生作用(拆除了脚手架)的时间。当定义了强度发展函数时，一定要准确输入该材龄。重点就是这是徐变材料。也就是混凝土有强度开始算起，跟施工持续时间没有必然联系。他们相互独立。比如浇筑混凝土到拆模10天，材龄小于10天，因为刚浇筑没有强度，也就不存在徐变。 如果是预制构件，当前施工阶段结构材龄就大于施工持续时间，因为在当前施工之前，构件就具备材龄了.
第一讲 简支梁模型的计算 1.1 工程概况 20 米跨径的简支梁，横截面如图 1-1 所示。 1.2 迈达斯建模计算的一般步骤 第七步：分析计算 后 处 理 第八步：查看结果 1.3 具体建模步骤 第 01 步：新建一个文件夹，命名为 Model01，用于存储工程文件。这里，在桌面的“迈达斯”文件夹下新建了它，目录为 C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型 01。 第 02 步：启动 Midas Civil.exe ，程序界面如图 1-2 所示。 图 1-1 横截面 理 处 前 第五步：定义荷载工况 第六步：输入荷载 第四步：定义边界条件 第三步：定义材料和截面 第二步：建立单元 第一步：建立结点
图1-2 程序界面 第03 步：选择菜单“文件(F)->新项目(N)”新建一个工程，如图1-3 所示。 图1-3 新建工程 第04 步：选择菜单“文件(F)->保存(S) ”，选择目录C:\Documents and
Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01，输入工程名“简支梁.mcb”。如图1-4 所示。 图1-4 保存工程 第05 步：打开工程目录C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01，新建一个excel 文件，命名为“结点坐标”。在excel 里面输入结点的x，y，z 坐标值。如图1-5 所示。 图 1-5 结点数据 第06 步：选择树形菜单表格按钮“表格->结构表格->节点”，将excel 里面的数据拷贝到节点表格，并“ctrl+s”保存。如图1-6 所示。
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
简要 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 的基本使用方法和一些基本功能。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 ○1 ○2 ○3 ○4 ○5 ○6 ○ 7 ○ 8 6@2 = 12 m 截面 : HM 440×300×11/18 材料 : Grade3 悬臂梁、两端固定梁 简支梁
建立模型○1 设定操作环境 首先建立新项目(新项目)，以‘Cantilever_Simple.mcb’ 为名保存(保存)。 文件/ 新项目 文件/ 保存( Cantilever_Simple ) 单位体系是使用tonf(力), m(长度)。 1.在新项目选择工具>单位体系 2.长度选择‘m’,力(Mass) 选择‘tonf(ton)’ 3.点击 工具/ 单位体系 长度>m; 力>tonf 本例题将主要使用图标菜单。默认设置中没有包含输入节点和单元所需的图标，用户可根据需要将所需工具条调出，其方法如下。 1.在主菜单选择工具>用户制定>工具条 2.在工具条选择栏钩选‘节点’, ‘单元’, ‘特性’ 3.点击 4.工具>用户制定>工具条 工具条>节点(开), 单元(开), 特性(开) 图2.工具条编辑窗口 也可使用窗口下端 的状态条(图4(b))来转 换单位体系。
80 第40卷 增刊 建 筑 结 构 2010年6月 北京某超高层商住楼动力弹塑性时程分析 徐晓龙，高德志，桂满树，姜毅荣，何四祥，王 侃 （北京迈达斯技术有限公司，北京 100044） [摘要] 基于梁柱塑性铰和剪力墙纤维模型，利用MIDAS Building 软件实现了超高层建筑结构的弹塑性时程分析。结合该结构研究了在大震作用下结构将出现的破坏模式、塑性发展特点等，并与弹性分析进行了对比，说明弹塑性分析更能反映实际情况，能对结构的抗震性能给出较为合理全面的评价，并对工程设计给出指导。 [关键词] 动力弹塑性时程分析；MIDAS Building ；纤维模型 Elastic-plastic time-history analysis on the super-high business-living building in Beijing Xu Xiaolong, Gao Dezhi, Gui Manshu, Jiang Yirong, He Sixiang, Wang Kan （Beijing MIDAS Technology Information Co.,Ltd,. Beijing 100044,China ） Abstract: Based on the theory of plastic hinges （beams and columns ） and fiber model （walls ）, elastic-plastic time-history analysis is performed on the super-high business-living building in Beijing by MIDAS Building software under the scarce earthquake load. Failure Modes and plastic zone development are researched according to the feature of the structure. Through the comparison with the elastic analysis, it is considered that evaluation on the structure can be deduced from the elastic-plastic analysis more reasonably and comprehensively, and there will be better instruction to the projects. Keywords: dynamic elastic-plastic analysis; MIDAS Building; fiber model 1 结构特点 某50层的超高层商住两用建筑，地上50层，结构高度达到236.3m ，采用钢骨混凝土柱框筒结构形式，平面尺寸64.8m ×43.8m （轴线尺寸）。结构已经超过型钢混凝土框架-钢筋混凝土筒体结构8度（0.2g ）抗震设防下的最大适用高度（150m ），该结构为抗震超限结构，故有必要对结构进行动力弹塑性时程分析，以考察其在罕遇地震作用下的响应、薄弱环节、破坏模式等。结构整体模型及首层平面见图1，2。 2 动力弹塑性时程分析 图1 结构模型图 图2 首层平面图 时程分析法[1]被认为是目前结构弹塑性分析的最可靠和最精确的方法，它不仅能对结构进行定性分析，同时又可给出结构在罕遇地震下的量化性能指标，并且得到结构在各个时刻的真实地震反应。弹塑性时程分析方法将结构作为弹塑性振动体系加以分析，直接按照地震波数据输入地面运动，通过逐步积分运算，求得在地面加速度随时间变化期间内，结构的内力和变形随时间变化的全过程，也称为弹塑性直接积分法。 弹塑性动力时程分析有如下优点：1）输入的是罕遇地震波的整个过程，可以真实反映各个时刻地震作用引起的结构响应，包括变形、内力、损伤状态（开裂和破坏）等；2）有些程序通过定义材料的本构关系来考虑结构的弹塑性性能，故可以准确模拟任何结构，计算模型简化较少；3）该方法基于塑性区的概念，对带剪力墙的结构，结果更为准确可靠。 基于MIDAS Building 动力弹塑性分析平台，对北京某超高层商住楼进行了罕遇地震作用下的动力时程分析，研究其各个抗震性能指标以及破坏模式。 2.1 弹塑性动力分析的基本方法 弹塑性动力分析包括以下几个步骤：1）建立结构