例题 组合结构分析
例题组合结构分析
2 例题5. 组合结构分析
概要
此例题介绍使用MIDAS/Gen 的反应谱分析功能来进行组合结构分析的方法。
此例题的步骤如下:
1.简要
2.建立混凝土框架模型
3.建立网壳模型
4.合并数据文件
5.设定边界条件
6.定义组阻尼比
7.定义荷载
8.输入反应谱数据
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.设计验算
例题 组合结构分析
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1.简要
本例题介绍使用MIDAS/Gen 进行组合结构反应谱分析，采用了合并数据文件的建模方法，并使用组阻尼比计算真实的振型阻尼比。例题模型是一个混凝土框架—网壳组合结构。(该例题数据仅供参考) 基本数据如下：
混凝土框架：
? 柱： 400x400 ? 主梁： 200x400 ? 次梁： 150x300 ? 混凝土： C30
? 层高： 4.0m 层数：1 网壳：
? 上弦： P 165.2x4.5 ? 下弦： P 139.8x4.5 ? 腹杆： P 76.3x3.2 ? 设防烈度：7o（0.10g） ? 场地： Ⅱ类
图1. 分析模型
例题组合结构分析
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尺寸示意如下：
图2. 混凝土框架平面示意
图3. 网壳立面示意
图4. 整体平面示意
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2.建立混凝土框架模型
参考Gen 用户培训例题1——钢筋混凝土结构的建模部分，建立混凝土框架模型，文件保存为“混凝土.mgb”。
图5. 混凝土框架模型
例题组合结构分析
6 3.建立网壳
参考Gen语音资料——网壳建模，建立网壳模型，文件保存为“网壳.mgb”。
图6. 网壳模型
例题 组合结构分析
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4.合并数据文件
1 主菜单选择 模型>节点>建立
坐标中输入“0，0，0”，适用。
图7. 网壳模型原点处建立节点
2 主菜单选择 模型>单元>复制和移动
点击
全部选中，在“移动/复制单元”对话框中，鼠标点击“dx，dy，dz”，
在模型中利用鼠标将网架左下角点指向原点（0，0，0），适用。
注： 该步骤是为了在混凝土模型中合并网壳模型时， 能方便寻找到插入原点。
例题组合结构分析
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图8. 网壳移动示意
3 主菜单选择文件>打开项目
打开“混凝土.mgb”，另存为“组合.mgb”。
4 主菜单选择文件>合并数据文件
搜索文件 “网壳.mgb”，勾选“建立组”，“原点”则在模型中选中网壳待插入
点。
注：“移动/复制
单元”对话框中，
‘删除自由节
点’应勾选，移
动后自由节点将
自动被删除。
（0，0）
例题 组合结构分析
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图9. 合并数据文件
注：
1 当勾选“建立组”时，自动将被合并的几何模型建立一个结构组。
2 “原点”用来确定待合并模型中的原点在在当前模型中的几何位置。
例题组合结构分析
10 5.设定边界条件
主菜单选择模型>边界条件>一般支撑
利用选择底部节点，固结约束。
图10. 输入边界条件
图11. 定义边界时选择边界组
注：
1 对于需要定义组阻尼比的边界（如一般连接），需要同时定义对应边界组。
2 一般连接的定义请参考用户培训手册11——边界非线性分析。
例题 组合结构分析
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6.定义组阻尼比
主菜单选择 模型>材料与截面数据>组阻尼比
未指定单元和边界的默认值中 阻尼比： 0.05， 即输入了混凝土的阻尼比。 已指定单元和边界的默认值中
组类型：结构 组名称：钢结构 阻尼比：0.02，添加。
图12.定义组阻尼比
注：
1 当使用组阻尼比时，阻尼比计算方法使用应变能因子法或单元质量和刚度因子法（目前只给出刚度系数）。
2 “仅在使用时计算”勾选时，表示当进行反应谱或时程分析时，程序才进行组阻尼比计算，否则不予计算。
例题组合结构分析
12 7.定义荷载
1 主菜单选择荷载>静力荷载工况
dl：恒荷载 ll：活荷载 wy：风荷载
图13.定义荷载工况 2 主菜单选择荷载>自重
荷载工况：dl 自重系数：Z=-1
例题 组合结构分析
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图14.定义自重
3 菜单选择 荷载>定义楼面荷载类型
定义楼面荷载：normal
名称：normal 荷载工况：dl（ll） 楼面荷载：-5（-2），添加。
例题组合结构分析
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图15.定义楼面荷载
4 主菜单选择荷载>分配楼面荷载
按立面视图，选中混凝土框架楼面，激活，再按平面视图查看。
楼面荷载类型：normal 分配模式：双向
荷载方向：整体坐标系Z
在模型窗口指定加载区域节点。
例题 组合结构分析
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图16.分配楼面荷载
5 主菜单选择 荷载>节点荷载
按立面视图，使用多边形选择
，选中网架上弦杆，激活，再按平面视图
查看
荷载工况：dl 荷载方向：整体坐标系Z 荷载大小：FZ=-2KN 荷载工况：ll 荷载方向：整体坐标系Z 荷载大小：FZ=-4KN
图17.网壳上弦节点荷载
例题组合结构分析
16 激活网架部分，按平面视图查看，选中上下弦一侧的边缘节点作为风荷载
wy的加载节点。
荷载工况：wy 荷载方向：整体坐标系Y 荷载大小：FY=6KN
图18.风荷载
例题 组合结构分析
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8.输入反应谱数据
图2 主菜单选择 荷载>反应谱分析数据特征值分析控制>频率数量（振型数）反应谱分析控制：
振型组合方法：CQC 反映谱荷载工况名称： 地震角度：Rx 和Ry 分别为0 注：阻尼比暂时输入综合阻尼比0.04，定义反应谱荷载工况中将修改阻尼比并替换。
例题组合结构分析
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图20.反映谱荷载工况
注：
1 “适用阻尼计算方法”选择应变能因子方法，按已定义的组阻尼比基于应变能因子法计算各振型阻尼比。
2“修改阻尼比”勾选，则之前反应谱函数中输入的综合阻尼比将被替代。
3 用组阻尼比法进行时程分析时，时程荷载工况中阻尼计算方法也应选用应变能方法。
例题 组合结构分析
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9．定义结构类型
主菜单选择 模型>结构类型 结构类型：3-D
将结构的自重转换为质量：转换到X 、Y 、Z
图21. 定义结构类型
注：由于考虑了竖向地震作用，自重要转换到X 、Y 、Z 三个方向上。
例题组合结构分析
20 10．定义质量
主菜单选择模型>质量>将荷载转换成质量：
质量方向：X，Y，Z
荷载工况：dl ( ll) 组合系数：1.0 ( 0.5)
图22. 定义质量
11.运行分析
主菜单选择分析>运行分析
以上为整个前处理阶段，包括建模、荷载、边界、运行分析几个部分，下面进入后处理阶段。
注：
1 由于考虑了竖向地震作用，自重要转换到X、Y、Z三个方向上。
2 此处转换的荷载不包括自重。
1. 连续梁分析概述 比较连续梁和多跨静定梁受均布荷载和温度荷载（上下面的温差）下的反力、位移、 内力。 3跨连续两次超静定 3跨静定 3跨连续1次超静定 图 1.1 分析模型
?材料 钢材: Grade3 ?截面 数值 : 箱形截面 400×200×12 mm ?荷载 1. 均布荷载 : 1.0 tonf/m 2. 温度荷载 : ΔT = 5 ℃ (上下面的温度差) 设定基本环境 打开新文件，以‘连续梁分析.mgb’为名存档。单位体系设定为‘m’和‘tonf’。 文件/ 新文件 文件/ 存档(连续梁分析 ) 工具 / 单位体系 长度> m ; 力 > tonf 图 1.2 设定单位体系
设定结构类型为 X-Z 平面。 模型 / 结构类型 结构类型> X-Z 平面? 设定材料以及截面 材料选择钢材GB（S）（中国标准规格），定义截面。 模型 / 材料和截面特性 / 材料 名称( Grade3) 设计类型 > 钢材 规范> GB(S) ; 数据库> Grade3 ? 模型 / 材料和截面特性 / 截面 截面数据 截面号( 1 ) ; 截面形状 > 箱形截面; 用户：如图输入 ; 名称> 400×200×12 ? 选择“数据库”中的任 意材料，材料的基本特 性值（弹性模量、泊松 比、线膨胀系数、容 重）将自动输出。 图 1.3 定义材料图 1.4 定义截面建立节点和单元
为了生成连续梁单元，首先输入节点。 正面, 捕捉点 (关), 捕捉轴线 (关) 捕捉节点 (开), 捕捉单元 (开), 自动对齐 模型 / 节点 / 建立节点 坐标 ( x, y, z ) ( 0, 0, 0 ) 图 1.5 建立节点 参照用户手册的“输 入单元时主要考虑事项”
m i d a s荷载组合与桥博 的对应关系 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
相信在用桥博做了桥梁计算之后，再用midas计算，刚开始会遇到一个很普遍的问题。那就是：m i d a s里面的荷载组合跟桥博是如何对应的？ 说实话，对于初学者来说，midas的前处理（建模阶段）相对来说还算比较容易的，但是后处理（结果分析）阶段跟桥博相比就显的有些无从下手了。毕竟两个计算软件是不同的国家开发的。 桥博作为我们国内最优秀的桥梁专业类的计算软件，比较符合我们中国人的习惯，而且做起直线桥、一般的杆系桥很快捷。而midas这个韩国人开发的软件，里面多多少少总有些地方我们不是很习惯。这两个软件都是很好的软件，对我们的桥梁设计提供了很大的帮助，当然同时也存在很大的不同，各有千秋。 下面我就荷载组合这个问题来说明一下他们的区别与联系。 一、桥博荷载组合 a．桥博里面常用的荷载组合有： 1、承载能力极限状态组合Ⅰ：基本组合 2、正常使用极限状态组合Ⅰ：长期效应组合 3、正常使用极限状态组合Ⅱ：短期效应组合 4、正常使用极限状态组合Ⅲ：标准值组合 相应荷载组合的基本定义可以查看规范JTG D60-2004第4.1.6 b．桥博里面荷载组合的应用： 1、钢筋混凝土构件设计： 承载能力极限状态强度验算：查看承载能力极限状态荷载组合I强度验算结果；
?正常使用极限状态裂缝宽度验算：查看正常使用极限状态荷载组合II裂缝验算结果； ?构件的各种应力可供参考，建议用户对钢筋混凝土构件的压应力应有所控制； 2、预应力混凝土构件设计： ?承载能力极限状态强度验算：查看承载能力极限状态荷载组合I强度验算结果； ?正常使用极限状态应力验算： ?法向压应力：查看正常使用极限状态荷载组合III应力验算结果；（最大压应力验算结果） ?法向拉应力（抗裂性）： 全预应力构件：查看正常使用极限状态荷载组合II应力验算结果； （最大拉应力验算结果） 部分预应力A类构件： ?长期效应组合：查看正常使用极限状态荷载组合I应力验算结果；（最大拉应力验算结果） ?短期效应组合：查看正常使用极限状态荷载组合II应力验算结果；（最大拉应力验算结果） ?主压应力：查看正常使用极限状态荷载组合III应力验算结果；（最大主压应力验算结果） ?主拉应力：查看正常使用极限状态荷载组合II应力验算结果；（最大主拉应力验算结果）
MIDAS_GTS注意点 1、当线彼此交叉存在的时候利用线是无法生成网格或者面的。如果不是特殊的情况建议 将彼此交叉的线在交叉处分割。 2、对建立的几何形状生成网格，在特性里输入“1”，只要指定特性号就可以生成网格。 3、如果使用栅格面，那么会利用输入的M和N值生成M×N的虚拟的栅格后，再输入栅格的高度数据，以此生成一个复杂的面。在此操作例题中生成11×16个栅格，从栅格高度数据文件中导入高度数据后生成地表面。为了生成准确的栅格面，所以至少要有4×4以上的栅格，如果设定了比它小的栅格有可能无法生成面。 与栅格面类似的功能有顶点面。顶点面是指定若干个顶点后，生成任意一个包含所有已指定的顶点的曲面。 4、放样是连续指定截面形状后根据选择的顺序生成比较圆滑的形状。此时如果勾选直线的话会用直线连接截面形状。 5、分割实体是利用辅助曲面分割对象实体的功能。 6、使用隧道功能时如果利用GTS里提供的隧道建模样板可以很便利的生成隧道截面形状。 7、使用生成几何体功能可以利用下级形状(线、线组、面)生成上级形状(面、面组、实体)。生成几何体里有沿直线的扩展、以基准轴为中心旋转的旋转扩展、连接若干截面形状的放样、根据导线扩展的扫描等功能。 8、嵌入是选择主形状和辅助形状之后利用实体的交叉计算在主形状的内部插入辅助形状的功能。嵌入不能考虑相邻的形状。 9、两实体相邻的部分自动生成网格时，为了使相邻面上的节点耦合，GTS会自动调节生成节点的位置及网格的形状。 在分割施工阶段的过程中，象上述的模型一样需要分割与整个岩土相连的隧道形状实体。为使节点耦合，与隧道相连的岩土也要一起进行分割。在分割隧道形状实体时将岩土实体指定为相邻的形状，程序会自动保持两个实体在同一个面上相邻的状态下分割的节点耦合。 10、网格尺寸控制也叫播种，是指在对象形状上生成网格时事先指定的单元分割个数。为了在隧道的周边得到更精确的分析结果将单元大小指定为1.2m。为了生成渐变式的单元大小，按照从1.2m到3m呈变化趋势定义了单元大小。通过网格尺寸控制指定的分割单元大小分别注册到工作目录树的网格 > 网格尺寸控制里。此网格尺寸控制值除非在工作目录树里删除，否则会应用到所有的生成网格过程中。 利用显示网格播种信息命令可以查看应用到对象形状上的网格尺寸信息。此时在对象形状上会用红色点显示生成节点的位置。而且利用选项指定隐藏网格种子的话在画面上就会不显示网格种子信息。 11、选了自动划分平面网格命令（F7）后，生成偏移单元选项先在对象领域的边界上生成四边形网格，然后填充内部，所以它可以在边界处生成大小均匀质量较高的网格，这是它的优点。 划分内部区域选项是在对象区域内部有其它区域定义时决定是否生成网格的选项。 使用生成高次单元选项可生成高阶单元。 独立注册各面网格是针对多个区域同时生成网格时将各网格分别注册到工作目录树。 合并节点是当已经存在的节点和生成的节点位于同一位置时将两个节点合并为一个节点。
本例题使用一个简单的两跨连续梁模型（图1）来重点介绍MIDAS/Civil的施工阶 段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法以及查看分析结果的方法等。主要包括分析预应力混凝土结构时定义钢束特性、钢束形状、输入预应力荷载、定义施工阶段等的方法，以及在分析结果中查看徐变和收缩、钢束预应力等引起的结构的应力和内力变化特性的步骤和方法。 BliJU Elki EJI Laid 肛归旳F^siik Mida 口啊lads wndEw 屮「討] 图1.分析模型-IOI ?l St IMvr ■?■
桥梁概况及一般截面 分析模型为一个两跨连续梁，其钢束的布置如图 2所示，分为两个阶段来施工 桥梁形式：两跨连续的预应力混凝土梁 桥梁长度： L = 2@30 = 60.0 m 区分 钢束 艮坐标 x (m) 0 12 24 30 36 48 60 钢束1 z (m) 1.5 0.2 2.6 1.8 钢束2 z (m) 2.0 2.8 0.2 1.5 图2.立面图和剖面图 L=30 m L=30 m ? -------- 1 0壬 ■ -? 0 + ? 12 m 6 m CS1 CS2 6 m m
预应力混凝土梁的分析步骤预应力混凝土梁的分析步骤如下。 1. 定义材料和截面 2. 建立结构模型 3. 输入荷载 恒荷载 钢束特性和形状 钢束预应力荷载 4. 定义施工阶段 5. 输入移动荷载数据 6. 运行结构分析 7. 查看结果
使用的材料及其容许应力 混凝土 设计强度： 2 f ck = 400 kgf / cm 初期抗压强度：f ci =270kgf/cm 2 弹性模量： Ec=3,000Wc1.5 vfck+ 70,000 = 3.07 X 105kgf/cm 2 容许应力: 预应力钢束 (KSD 7002 SWPC 7B-① 15.2mm (0.6?strand) 屈服强度： 2 f py = 160 kgf / mm T P y = 22.6 tonf / strand 抗拉强度： 2 f pu =190kgf / mm T P U = 26.6tonf / strand 截面面积： 2 A p =1.387 cm 弹性模量： 6 2 E p = 2.0X 0 kgf /cm 张拉力： fpi=0.7fpu=133kgf/mm 2 锚固装置滑动： 空=6 mm 磨擦系数： g = 0.30 / rad k = 0.006 /m
北京迈达斯技术有限公司 2007年5月
MIDAS/Civil PSC设计验算功能说明 一.程序给出的验算结果 (2) 二. 程序验算结果说明及与规范中相应条文的对应关系 (2) 1、施工阶段正截面法向应力验算：（对应规范7.2.7，7.2.8） (2) 2、受拉区钢筋拉应力验算：（对应规范6.1.3~6.1.4，7.1.3~7.1.5） (3) 3、使用阶段正截面抗裂验算：（对应规范6.3.1（第1条）和规范6.3.2） (3) 4、使用阶段斜截面抗裂验算：（对应规范6.3.1（第2条）和规范6.3.3） (4) 5、使用阶段正截面压应力验算：（对应规范6.1.5，6.1.6，7.1.3~7.1.5） (4) 6、使用阶段斜截面主压应力验算：（对应规范7.1.3~7.1.6） (4) 7、使用阶段裂缝宽度验算：（对应规范6.4.2~6.4.4） (4) 8、普通钢筋估算：（对应规范5.2.2~5.2.5） (5) 9、预应力钢筋量估算： (5) 10、使用阶段正截面抗弯验算：（应规范5.2.2~5.2.5） (5) 11、使用阶段斜截面抗剪验算：（对应规范5.2.6~5.2.11） (6) 12、使用阶段抗扭验算：（对应规范5.5.1~5.5.6） (6) 三、PSC设计验算时错误信息说明 (7) 四、PSC设计其它相关说明 (7)
MIDAS/Civil PSC设计验算功能说明 一.程序给出的验算结果 程序一共给出了12项验算结果，如下所列。根据“PSC设计参数”中“截面设计内力” 和“构件类型”选定的内容的不同，给出的具体验算结果是不同的，详见表1。 1)施工阶段正截面法向应力验算 2)受拉区钢筋的拉应力验算 3)使用阶段正截面抗裂验算* 4)使用阶段斜截面抗裂验算* 5)使用阶段正截面压应力验算* 6)使用阶段斜截面主压应力验算* 7)使用阶段裂缝宽度验算 8)普通钢筋量估算* 9)预应力钢筋量估算* 10)使用阶段正截面抗弯验算 11)使用阶段斜截面抗剪验算 12)使用阶段抗扭验算 不同的“PSC设计参数”对应的验算结果 项目二维二维+扭矩三维 全预应力不提供第7)、8)、12)项验算不提供第7)、8)项验算不提供第7) 、8)项验算部分预应力 不提供第7)、12)项验算不提供第7)项验算不提供第7)项验算A类 部分预应力 不提供第3)、12)项验算不提供第3)项验算不提供第3)项验算B类 二. 程序验算结果说明及与规范中相应条文的对应关系 1、施工阶段正截面法向应力验算：（对应规范7.2.7，7.2.8） -进行施工阶段正截面法向应力验算时，由预加力和荷载产生的法向应力可分别按照规范第6.1.5条和第7.1.3条进行计算。此时，预应力钢筋应扣除相应阶段的预应力损 失，荷载采用施工荷载，截面性质按本规范第6.1.4条的规定采用。对计算结果的叠 加要满足规范第7.2.8条的规定。 -最大、最小分别代表施工阶段在相应截面产生的正截面混凝土法向压应力和正截面混凝土法向拉应力。 -设计结果表格中最大/最小分别表示的是混凝土最大压应力/混凝土最大拉应力，同
北京迈达斯技术有限公司
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。
GTS操作例题列表: 基础例题 1 二维平行隧道施工阶段分析 2 三维隧道施工阶段分析 3 三维连接隧道施工阶段分析 4 二维路堤施工阶段分析 5 三维基坑开挖阶段地下水渗流分析 6 铁路移动荷载分析 7 三维基坑支护施工阶段分析 8 桥台基础施工阶段分析 9 二维衬砌分析 高级例题 10 地铁施工阶段分析 11 铁路隧道Y型连接段施工阶段分析 12 城市交叠隧道施工阶段分析 实际工程列表 1 公路隧道-断层带区段 2 公路隧道-断层带区段 3 公路隧道-洞门_端差 4 公路隧道-洞门_无端差 5 公路隧道-曲线隧道 6 公路隧道-三维并行隧道 7 公路隧道-避难所 8 公路隧道-河谷区段 9 公路隧道-联拱隧道 10 护岸结构-防浪堤连接区段 11 护岸结构-护岸墙连接区段 12 铁路隧道-横穿上部公路隧道 13 地铁隧道-管棚支护导坑法隧道 14 基础-桥台基础 15 其他隧道-U形隧道 16 土坝 17 堆石坝 验证例题列表 1 无限弹性体上的圆孔 2 无限弹性体上的球腔 3 横观同性无限弹性体上的圆孔 4 莫尔-库伦无限体上的圆孔 5 各向不同应力作用下无限弹性体上的直线圆形隧道 6 弹性地基上的条形基础 7 条形荷载作用下的弹性Gibson地基
8 弹性半无限体上的圆形基础 9 莫尔-库伦地基上的条形和圆形基础 10 条形基础承载力(粘聚力随深度变化) 11 屈雷斯卡地基上的正方形基础 12 冲切问题中的塑性流动 13 剑桥粘土和修正剑桥粘土模型的三轴试验 14 基坑支护 15 倾斜面上的隧道挖掘 16 [稳定流] 三角形土坝 17 [稳定流] 限制水流的截水墙 18 [稳定流] 坝基截流 19 [稳态] 水库粘土层 20 [稳态] 无侧限大坝渗流 21 [稳定流] 倾斜渗透 22 [稳定流] 大坝竖直面(Muskat问题) 23 [稳定流] 向河堤无侧限流动 24 [稳定流] 隧道渗流问题 25 [非稳定流] 水井径向流 26 [非稳定流] 固结分析 27 [非稳定流] 水库蓄水分析 28 [非稳定流] 水位骤降分析 29 [固结] Cryer’s问题 30 [固结] 饱和土固结分析
相信在用桥博做了桥梁计算之后，再用midas计算，刚开始会遇到一个很普遍的问题。那就是：midas里面的荷载组合跟桥博是如何对应的？ 说实话，对于初学者来说，midas的前处理（建模阶段）相对来说还算比较容易的，但是后处理（结果分析）阶段跟桥博相比就显的有些无从下手了。毕竟两个计算软件是不同的国家开发的。 桥博作为我们国内最优秀的桥梁专业类的计算软件，比较符合我们中国人的习惯，而且做起直线桥、一般的杆系桥很快捷。而midas这个韩国人开发的软件，里面多多少少总有些地方我们不是很习惯。这两个软件都是很好的软件，对我们的桥梁设计提供了很大的帮助，当然同时也存在很大的不同，各有千秋。 下面我就荷载组合这个问题来说明一下他们的区别与联系。 一、桥博荷载组合 a．桥博里面常用的荷载组合有： 1、承载能力极限状态组合Ⅰ：基本组合 2、正常使用极限状态组合Ⅰ：长期效应组合 3、正常使用极限状态组合Ⅱ：短期效应组合 4、正常使用极限状态组合Ⅲ：标准值组合 相应荷载组合的基本定义可以查看规范JTG D60-2004第 4.1.6条~第 4.1.7条的相关规定。 b．桥博里面荷载组合的应用： 1、钢筋混凝土构件设计： ?承载能力极限状态强度验算：查看承载能力极限状态荷载组合I强度验算结果； ?正常使用极限状态裂缝宽度验算：查看正常使用极限状态荷载组合II裂缝验算结果； ?构件的各种应力可供参考，建议用户对钢筋混凝土构件的压应力应有所控制； 2、预应力混凝土构件设计： ?承载能力极限状态强度验算：查看承载能力极限状态荷载组合I强度验算结果； ?正常使用极限状态应力验算： 法向压应力：查看正常使用极限状态荷载组合III应力验算结果； （最大压应力验算结果） 法向拉应力（抗裂性）： 全预应力构件：查看正常使用极限状态荷载组合II应力验算结果；（最大拉应力验算结果） 部分预应力A类构件： ?长期效应组合：查看正常使用极限状态荷载组合I应力验算 结果；（最大拉应力验算结果） ?短期效应组合：查看正常使用极限状态荷载组合II应力验 算结果；（最大拉应力验算结果） 主压应力：查看正常使用极限状态荷载组合III应力验算结果；（最大主压应力验算结果） 主拉应力：查看正常使用极限状态荷载组合II应力验算结果；（最
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
Midas：荷载工况与荷载组合 荷载工况的荷载安全系数（荷载分项系数）（荷载组合系数）：当分析桥梁结构时，根据"公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范"(JTJ023-85)，当汽车荷载效应占总荷载效应5%及以上时，荷载安全系数应提高5%；当汽车荷载效应占总荷载效应33%及以上时，荷载安全系数应提高3%；当汽车荷载效应占总荷载效应50%及以上时，荷载安全系数不再提高。目前按规范自动生成的荷载组合没有考虑提高的荷载安全系数，用户应根据需要将其进行相应调整。 施工阶段荷载工况：该项只有定义了施工阶段时才处于激活状态。 ST:只用定义为非施工阶段荷载类型的工况生成荷载组合。 CS:只用定义为施工阶段荷载类型的工况生成荷载组合。 ST+CS：同时考虑施工阶段中的荷载效应和使用阶段的荷载效应自动生成荷载组合。在此应注意的是在施工阶段中激活和钝化的荷载，在荷载工况定义中一定要定义为“施工阶段荷载”类型。 2.在施工阶段分析后，程序会自动生成一个Postcs阶段以及下列荷载工况：（Postcs阶段的模型和边界为在施工阶段分析控制对话框中定义的“最终施工阶段”的模型，荷载为该最终施工阶段上的荷载和在“基本”阶段上定义的没有定义为“施工阶段荷载”类型的所有其他荷载）。 恒荷载(CS):除预应力、收缩和徐变之外，在各施工阶段激活和钝化的所有荷载均保存在该工况下。 施工荷载(CS):当要查看恒荷载(CS)中的某个荷载的效应时，可在施工阶段分析控制对话框中的“从施工阶段分析结果:恒荷载(CS)工况中分离出荷载工况(施工荷载(CS))”中将该工况分离出来，分离出的工况效应将保存在施工荷载(CS)工况中。 合计(CS): 具有实际意义的效应的合计结果。在查看各种效应(反力、位移、内力、应力)时，在荷载工况/组合列表框中，在“合计(CS)”上面的工况均为有意义的工况效应，在“合计(CS)”下面的工况均为无意义的工况效应。
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. (62) 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。
MIDAS/GTS常见问题释疑 第一部分：程序安装 (2) 1.问：启动程序时提示没有发现保护锁？ (2) 2.问：启动程序时提示密钥号错误？ (2) 第二部分：前处理 (2) 1.问：顶点拟合曲面为何有时不能实现？ (2) 2.问：NURSS面与边界面的区别？ (2) 3.问：检查重复形状应注意哪些问题？ (3) 4.问：几何/合并面线的作用是什么？ (3) 5.问：利用‘填充网格’命令将二维单元转变为三维单元时，为什么提示上下面单元数不同？ (3) 6.问：为什么在连续点选缩放、平移、分行视图及旋转的时候功能会产生混淆？ (3) 7.问：将二衬定义为实体的时候需要注意什么问题？ (3) 8.问：“the quadratic 1-dimensional element type is supported”错误命令是什么意思？ (3) 9.问：匹配面线命令的作用和用法? (3) 10.问：在加‘面压力’时,其对象类型有‘单元,单元-面’ 有什么区别？ (4) 11.问：GTS可以导入导出哪些格式，如何导入电子地图，电子地图抓图的精度如何？ (4) 12.问：我们建立地表面的栅格面都是等间距的，但实际的勘测点都是随意的不等间距点，那么该如何生成地表面？可否通过3 点坐标生成地表面或地层面？ (4) 13.问：在水头边界定义时，怎样查看水头边界是总水头还是压力水头？ (4) 14.问：在几何线或面上加了荷载，可以将荷载直接转化到节点或单元上吗？ (4) 15.问：水头边界有哪些类型？ (5) 17.问：在GTS里面可不可以显示结构单元的截面特性？ (5) 18.问：在GTS里面可不可以对某些常用的功能设置快捷键？ (5) 19.问：在GTS里面可不可以实现对某个单元的显示或隐藏？ (5) 20.问：出现如图2所示的提示？ (5) 21.问：出现如图3所示的提示？ (5) 22.问：出现如图4所示的提示？ (6) 23.问：在GTS里都否实现单元、节点信息的输入输出？ (6) 24.问：为什么加了梯形荷载之后，窗口中显示的荷载数值是梯形变化的，而图形显示是矩形的？ (6) 第三部分 分析功能 (6) 1.问：K0法与有限元法有什么区别? (6) 2.问：计算边坡的时候需要注意的哪些问题？ (6)
栈桥分析 北京迈达斯技术有限公司
目 录 栈桥分析 (1) 1、工程概况 (1) 2、定义材料和截面 (2) 定义钢材的材料特性 (2) 定义截面 (2) 3、建模 (4) 建立第一片贝雷片 (4) 建立其余的贝雷片 (8) 建立支撑架 (9) 建立分配梁 (12) 4、添加边界 (17) 添加弹性连接 (17) 添加一般连接 (19) 释放梁端约束 (22) 5、输入荷载 (22)
添加荷载工况 (22) 6、输入移动荷载分析数据 (23) 定义横向联系梁组 (23) 定义移动荷载分析数据 (23) 输入车辆荷载 (24) 移动荷载分析控制 (26) 7、运行结构分析 (27) 8、查看结果 (27) 生成荷载组合 (27) 查看位移 (28) 查看轴力 (29) 利用结果表格查看应力 (30)
栈桥分析 1、工程概况 一座用贝雷片搭建的施工栈桥，跨径15m（5片贝雷片），支承条件为简支，桥面宽6米。设计荷载汽—20，验算荷载挂—50。贝雷片的横向布置为5×90cm，共6片主梁，在贝雷片主梁上布置I20a分配梁，位置作用于贝雷片上弦杆的每个节点处，间距约75cm。如下图所示： 贝雷片参数：材料16Mn；弦杆2I10a槽钢（C 100x48x5.3/8.5，间距8cm），腹杆I8(h=80mm,b=50mm, tf=4.5mm ,tw=6.5mm)。贝雷片的连接为销接。 图1 贝雷片计算图示（单位：mm） 支撑架参数：材料A3钢，截面L63X4。 分配横梁参数：材料A3钢，截面I20a，长度6m。
建模要点：贝雷片主梁用梁单元，销接释放绕梁端y-y轴的旋转自由度；支撑架用桁架单元；分配横梁用梁单元，与贝雷主梁的连接采用节点弹性连接（仅连接平动自由度，旋转自由度不连接）；车道布置一个车道，居中布置。 2、定义材料和截面 定义钢材的材料特性 模型 / 材料和截面特性 / 材料/添加 材料号：1 类型>钢材；规范：JTJ(S) 数据库>16Mn （适用） 材料号：2 类型>钢材；规范：JTJ(S) 数据库>A3 确认 定义截面 注：midas/Civil的截面库中含有丰富的型钢截面，同时还拥有强大的截面自定义功能。 模型 / 材料和截面特性 / 截面/添加 数据库/用户 截面号1； 名称：（弦杆） 截面类型：（双槽钢截面） 选择用户定义，数据库名称（GB-YB）； 截面名称：C 100x48x5.3/8.5 C：（80mm）点击适用
4×30m连续梁结构分析 对4*30m结构进行分析的第一步工作是对结构进行分析，确定结构的有限元离散，确定各项参数和结构的情况，并在此基础上进行建模和结构计算。 建立斜连续梁结构模型的详细步骤如下。 1. 设定建模环境 2. 设置结构类型 3. 定义材料和截面特性值 4. 建立结构梁单元模型 5. 定义结构组 6. 定义边界组 7.定义荷载组 8.定义移动荷载 9. 定义施工阶段 10. 运行结构分析 11. 查看结果 12.psc设计 13. 取一个单元做横向分析 页脚内容1
概要： 在城市桥梁建设由于受到地形、美观等诸多方面的限制，连续梁结构成为其中应用的最多的桥梁形式。同时，随着现代科技的发展，连续梁结构也变得越来越轻盈，更能满足城市对桥梁的景观要求。 本文中的例子采用一座4×30m的连续梁结构（如图1所示）。 1、桥梁基本数据 桥梁跨径布置：4×30m＝120； 桥梁宽度：0.25m（栏杆）＋2.5m（人行道）＋15.0m（机动车道）＋2.5m （人行道）+0.25（栏杆）＝20.5m； 主梁高度：1.6m；支座处实体段为1.8m； 行车道数：双向四车道＋2人行道 桥梁横坡：机动车道向外1.5％，人行道向内1.5％； 施工方法：满堂支架施工； 页脚内容2
图1 1/2全桥立面图和1.6m标准断面 页脚内容3
2、主要材料及其参数 2.1 混凝土各项力学指标见表1 表1 2.2低松弛钢绞线（主要用于钢筋混凝土预应力构件） 直径：15.24mm 弹性模量：195000 MPa 标准强度：1860 MPa 抗拉强度设计值：1260 MPa 抗压强度设计值: 390 MPa 张拉控制应力：1395 MPa 热膨胀系数：0.000012 页脚内容4
司
目录 概要......................................................... 设置操作环境 ................................................. 定义材料和截面 ............................................... 建立结构模型 ................................................. PSC截面钢筋输入 .............................................. 输入荷载 ..................................................... 定义施工阶段 ................................................. 输入移动荷载数据 ............................................. 输入支座沉降 ................................................. 运行结构分析 ................................................. 查看分析结果 ................................................. PSC设计......................................................
GTS操作指南 2
-熟悉二维几何建模-
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GTS操作指南 2
GTS操作指南2
-熟悉二维几何建模-
在此操作例题中主要是熟悉通过打开简单的2D Geometry Data (DXF File)后，确认及 修改几何模型后生成二维网格的过程。 虽然有很多建模方法，但是在GTS里建立完几何模型后利用自动生成网格的功能生成 网 格 在 速 度 上 属 于 比 较 高 效 率 的 方 法 。 因此GTS提供CAD程序里使用的大部分功 能，如图所示可以建立及修改修改。 开始文件 结果文件 GTS操作指南2.dxf GTS操作指南2.gtb
GTS操作指南 2 最终形状
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GETTING STARTED
打开几何数据文件
打开已经存在的几何模型文件后，通过修改它来建立几何模型。
在不进行任何选择的状态 在窗口中点击鼠标右键调 出关联菜单后选择 Toggl e Grid可以激活/钝化栅 格
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
运行GTS程序。 进入开始界面的时候在主菜单里选择File > New。 在Project Setting对话框的Title里输入‘Beginner’s Training 2’。 将Model Type指定为‘2D’。 其它的直接使用程序的默认值。 点击 点击 。 。 。 在主菜单里选择File > Import > DXF 2D (Wireframe)…。 在浏览里打开‘操作指南 GTS 2.dxf’文件。
不进行任何选择的状态下 在窗口中点击鼠标右键调 出关联菜单后选择Toggle GCS Triad, Toggle WCS Triad, Trun on All Triads, Turn off All Triads 等 可 以 激 活 / 钝 化 各坐标轴。 在工作目录树的Datum处 点击鼠标右键调出 关联 菜单后，通过选择Show All, Hide All, Show <-> Hide 等 可 以 激 活 / 钝 化 Datum。
8. 9.
10. 在Import DXF 2D对话框里点击 11. 在工作目录树里展开Curve。 12. 共有17个线。
13. 在工作目录树里选择Geometry > Curve > ‘DXF 2D [G:8]’。 14. 在窗口里确认红色亮显的部分。 15. 在工作目录树里选择Geometry > Curve > ‘DXF 2D [G:9]’。 16. 在窗口中确认红色亮显的部分。 17. 反复操作查看整体模型形状。
GTS操作指南 2 - 1
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反应谱分析 北京迈达斯技术有限公司
目录 简要 (1) 设定操作环境及定义材料和截面 (2) 定义材料 (2) 定义截面 (3) 建立结构模型 (4) 主梁及横向联系梁模型 (4) 输入横向联系梁 (5) 输入桥墩 (5) 刚性连接 (7) 建立桥墩和系梁 (9) 输入边界条件 (10) 输入支座的边界条件 (10) 刚性连接 (11) 输入横向联系梁的梁端刚域 (12) 输入桥台的边界条件 (13) 输入二期恒载 (14) 输入质量 (15) 输入反应谱数据 (17) 输入反应谱函数 (17) 输入反应谱荷载工况 (18) 运行结构分析 (19) 查看结果 (20) 荷载组合 (20) 查看振型形状和频率 (21) 查看桥墩的支座反力 (24)
简要 本例题介绍使用MIDAS/CIVIL的反应谱分析功能来进行抗震设计的方法。 例题模型使用的是简化了的钢箱型桥梁模型，由主梁、横向联系梁和桥墩构成。桥台部分由于刚度很大，不另外建立模型只输入边界条件；基 础部分假设完全固定，也只按边界条件来定义。 下面是桥梁的一些基本数据。 跨 径：45 m + 50 m + 45 m = 140 m 桥 宽：11.4 m 主梁形式：钢箱梁 钢 材：GB(S) Grade3（主梁） 混 凝 土：GB_Civil(RC) 30（桥墩） 图1. 桥梁剖面图[单位： mm]
设定操作环境及定义材料和截面 开新文件（新项目），以‘Response.mcb’为名保存(保存)。 文件 / 新项目t 文件 / 保存( Response ) 将单位体系设定为kN(力), m(长度)。 工具 / 单位体系 长度>m ; 力>kN ? 定义材料 分别输入主梁和桥墩的材料数据。 模型 / 材料和截面特性 / 材料 材料号(1); 类型>S钢材 规范>GB(S); 数据库>Grade3 ? 材料号(2); 类型>混凝土 规范>GB-Civil(RC) ; 数据库>30 ? 图2. 定义材料
基础例题15
桥墩基础的稳定分析
GTS 基础例题 15.
- 桥墩基础的稳定分析
运行GTS 概 要 地基反力系数 / 4 生成分析用数据 属性 / 5 建立几何模型 工作平面 / 9 矩形 / 10 生成二维网格 映射k-线面网格 / 11 分析 边界条件 / 13 荷载 / 16 分析工况 / 18 分析 / 20 查看分析结果 位移 / 22 提取结果 / 23 板内力 / 27 板应力 / 28
1 2
5
9
11
13
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GTS基础例题15
桥墩基础的稳定分析
对于直接设置于砂土地基条件上的基础沉降量的计算方法，使用比较普遍的是美 国海军的标准DM-7公式以及经验公式Terzaghi-Peck公式。其中DM-7公式必须通过加 载试验掌握到达屈服荷载之后的沉降效应之后才可以应用。而将Terzaghi-Peck公式 适用于中性土时，所计算的沉降量有过大的趋势，从而导致对地基的要求更高或者基 础的埋深更深。 如果对比砂土更好的地基进行平板加载试验，所得到的初期的荷载-沉降曲线会 比直线向上弯。对这种类型地基上的基础稳定性，目前还没有合适的公式可以适用。 不过如果荷载-沉降曲线是线性关系时，是可以通过数值分析的方法得到比较好的结 果的。 这道例题根据桥墩处地基的平板加载试验结果，确定了基础底面的弹簧系数，并 采用上部结构的最大荷载，通过数值分析，求出基础的最大沉降量，与桥梁支座处的 容许沉降量进行了比较。
运行GTS
首先打开程序进行一些基本操作。 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 运行GTS ；
文件 > 新项目 ； 程序会显示项目设定 对话框 ； 在项目名称中输入 ‘基础例题15’ ； 点击单位系统右侧的 ； 对力(质量) 单位选择‘kN (ton)’ ；
点击 点击 点击 ； 。 其它值直接使用缺省值即可；
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