(整理)midas简支梁步骤.
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梁格法是工程力学中常用的一种分析方法,用于计算梁的内力和挠度。
在工程实践中,梁格法被广泛应用于桥梁、建筑物和机械结构等工程项目的设计和分析中。
本文将通过具体的案例分析,探讨梁格法在工程实践中的应用和价值。
一、梁格法的基本原理梁格法是一种基于力学原理的计算方法,其基本原理包括静定性原理和虚位移原理。
静定性原理指出,在结构静定的状态下,结构的所有部分都处于平衡状态,即内力和外力相互抵消。
而虚位移原理则是假设结构发生微小位移后,结构的内部工作做功为零,即结构在平衡状态下满足力与位移的乘积为零。
二、梁格法的基本步骤使用梁格法进行梁的内力和挠度计算主要包括以下步骤:1. 建立梁的受力模型在进行梁的内力和挠度计算前,需要对梁的受力情况进行分析,包括受力的位置、作用力的大小和方向等。
通过建立梁的受力模型,可以清楚地描述梁在受力下的变形和内力分布情况。
2. 划分梁的小段将梁划分为若干个小段,每个小段之间的长度相对较小,可以近似认为是直线段。
通过对梁进行划分,可以简化梁的分析和计算,同时也为后续的计算提供了便利。
3. 建立梁的受力方程针对每个小段,建立其在受力下的平衡方程,包括受力平衡方程和弯矩平衡方程。
通过对小段的受力方程进行建立和求解,可以得到该小段内力的大小和分布情况。
4. 求解梁的挠度根据虚位移原理,可以利用小段内力的大小和分布情况,通过积分的方法求解梁的挠度。
通过对梁的挠度进行求解,可以了解梁在外载荷作用下的变形情况。
5. 综合分析综合考虑各个小段的内力和挠度情况,得出整个梁的内力和挠度分布情况。
三、梁格法的经典算例下面将通过一个具体的案例,展示梁格法在工程实践中的应用和价值。
案例:简支梁的内力和挠度分析考虑一个简支梁,长度为L,受均布载荷q作用。
根据梁格法的基本步骤,进行简支梁的内力和挠度分析。
1. 建立梁的受力模型根据简支梁的受力情况,可以建立梁的受力模型,包括受力位置、作用力大小和方向等。
考虑梁在均布载荷q作用下的受力情况,可以建立梁的受力模型。
MIDAS软件验证简支梁在均布荷载作用下的内力摘要:利用力学原理好有限元软件分别对均布载荷作用下的简支梁进行弯矩剪力的分析。
通过有限元软件的具体实例的计算得出梁体内力,同时运用结构力学原理对构件进行手算获取结果,并对两种结果进行验证。
1、建模过程MIDAS软件能提供菜单、表格、文本、导入CAD和部分其他程序文件等灵活多样的建模功能,可以根据设计规范自动生成荷载组合,也可以添加和修改荷载组合。
可以输出各种反力、位移、内力和应力的图形、表格和文本。
三维模型计算规范采用2018公路规范,结构重要性系数为1.1,环境相对湿度为0.8,模型为空间杆系。
计算材料选用C50混凝土,d=15.2_fpk=1860型钢绞线,HRB400高强钢筋与HPB300普通钢筋。
梁体模型如图2.1,梁体结构示意图见2.2。
图2.1 梁体模型建立图2.2 梁体结构示意图2、结构主要信息特性与自重计算主梁高度为 1.5m,马蹄宽度:0.44m,马蹄高度:0.22m,腹板厚度:0.22m,翼板厚度:0.18m,梁总长:20m,梁端截面面积:1.029350m2,梁端计算长度:3.02m,面换算面积:0.93755m2,跨中截面面积:0.845756m2,跨中截面计算长度:9.98m。
C50混凝土密度取2500 KG/m3结构自重换算均布荷载:[(5.625318+9.086401+3.108637)*2500*9.8]/20=22.074(kN/m)总体均布荷载:22.074+17.84=39.914(kN/m)3、研究结果(1)运用结构力学原理,均布载荷计算弯矩的公式如下:M=qlx/2-qx2/2 式(3.1)跨中剪力计算公式为ql/2 式(3.2)由式3.1得出构件各界面处弯矩值,由式3.2得出跨中截面处剪力值,见表3.1表3.1特殊截面弯矩计算表(2)软件结算结果如表3.2:表3.2对应的抗力表格经对比验证1/4截面,1/2截面,3/4截面处剪力和弯矩,手算值与电算值结果吻合。
01-材料的定义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。
02-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);钢材规范混凝土规范图1 材料定义对话框图1 收缩徐变函数图2 强度发展函数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;6)、如果在施工阶段荷载中定义了施工阶段徐变系数,那么在施工阶段分析中将按施工阶段荷载中定义的徐变系数来计算。
北京迈达斯技术有限公司建立模型①设定操作环境.定义材料.输入节点和单元输入边界条件.输入荷载.运行结构分析.查看反力.查看变形和位移查看内力.查看应力.梁单元细部分析表格查看结果. 建立模型②设定操作环境.建立悬臂梁.输入边界条件.输入荷载.建立模型③建模输入边界条件.输入荷载.建立模型④建立两端固定梁输入边界条件.输入荷载.建立模型⑤⑥⑦⑧1112231014111516192021212424262728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。
MIDAS/Civil 的构成及运行模式视图(View Point) 和选择(Select)功能关于进行结构分析和查看结果的一些基本知识(GCS, UCS, ECS 等) 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。
号 FbQg 宓 lodE|A'iWr -TyL ・h 4n' ,4T'|^-W-r F[IS图1.分析模型摘要1. 2. 311 ;:3Pl BCD悬臂梁、两端固定梁简支梁⑥*II设定操作环境首先建立新项目(口_新项目),以‘ Cantilever_Simple.mcb 存恒保存)。
文件/ P 新项目文件 / H 保存(Cantilever_Simpie ) 单位体系是使用tonf (力),m (长度)。
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岀,其方法如下。
1.在主菜单选择工具 >用户定制 >工具条2. 在工具条选择栏勾选’节点’,’单元’, ‘特性’3. 点击 Claae |4.工具 >用户定制 >工具条工具条 >节点(开),单元(开),特性(开)Toolb Dr 呑Help1^ Shw Tooltip : C 軒 1 Lfl ofc图2.工具条编辑窗口建立模型①为名保也可使用窗口下端 的状态条(图3(b ))来转 换单位体系。
midas 简支梁梁端负弯矩摘要:1.MIDAS 软件介绍2.简支梁的概念及特点3.负弯矩的概念及产生原因4.MIDAS 在简支梁负弯矩分析中的应用5.结论正文:1.MIDAS 软件介绍MIDAS(Microcomputer Aided Design of Asphalt Structures)是一款韩国开发的用于沥青路面设计的专业软件。
它广泛应用于道路、桥梁、机场等工程项目的设计、分析与计算。
MIDAS 软件凭借其强大的功能、易用的操作界面以及丰富的技术支持,在全球范围内赢得了广大用户的认可。
2.简支梁的概念及特点简支梁是指两端支承在简支条件下的梁。
在实际工程中,简支梁常常用于桥梁、屋架等结构形式。
简支梁的特点是结构简单、受力明确,便于分析和计算。
在简支梁结构中,由于两端支承条件的限制,梁的变形和内力分布具有明显的规律性。
3.负弯矩的概念及产生原因负弯矩是指梁在受力过程中,弯矩的符号为负。
在简支梁结构中,负弯矩通常发生在梁的跨中区段。
产生负弯矩的原因主要有以下几点:(1)支座位移:当梁的两端支座发生位移时,可能导致梁产生负弯矩。
(2)温度变化:由于温度变化引起梁的尺寸变化,可能导致梁内产生负弯矩。
(3)混凝土收缩:混凝土在硬化过程中,由于收缩引起梁尺寸的变化,也可能导致梁内产生负弯矩。
4.MIDAS 在简支梁负弯矩分析中的应用MIDAS 软件在简支梁负弯矩分析中的应用主要体现在以下几个方面:(1)模型建立:用户可以根据实际工程项目,建立简支梁模型,并设置相应的边界条件、荷载等。
(2)分析计算:MIDAS 软件可以自动进行简支梁的负弯矩分析,计算出弯矩的最大值、最小值以及相应的位置。
(3)结果可视化:MIDAS 软件可以将分析结果以图形、表格等形式展示,便于用户直观地了解简支梁的负弯矩特性。
5.结论总之,MIDAS 软件在简支梁负弯矩分析中具有重要的应用价值。
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);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。
01-材料的定义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。
02-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。
混凝土规范图 1 材料定义对话框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 ;图 1 收缩徐变函数图 2 强度发展函数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;6 、如果在施工阶段荷载中定义了施工阶段徐变系数,那么在施工阶段分析中将按施工阶段荷载中定义的徐变系数来计算。
MIDAS结构技术之预应力钢筋混凝土箱梁现浇支架例题一、项目简介某工程32m现浇简支梁全长32.6m,计算跨度31.1m,截面中心梁高3.05m,梁顶宽为12m,梁底宽5.5m,墩高9.85m,每片梁重836.8t。
箱梁正视图、断面图分别如图1.1、1.2所示。
图1.1 简支箱梁正视图图1.2 简支箱梁断面图现浇支架采用钢管柱+分配梁+贝雷梁结构体系,采用φ530x10钢管做受力支柱,单层贝雷片做受力纵梁。
为便于卸落支架,在钢管顶部设置一道砂筒(砂筒高为650mm),砂箱上采用2I45a作传力分配梁,贝雷片直接放置在2I45a分配梁上,贝雷片顶部I12.6分配梁,设置位置随侧模竖肋桁片,底模及侧模采用加工好的定型钢模,内模采用竹胶板和小方木构成的木模。
支架布置如图1.3、1.4所示。
对于本工程32.6m简支箱梁施工,由于地基条件较差、墩身高度受限,拟采用单层贝雷梁+分配梁+钢管柱结构支撑体系,中部支承采用斜柱。
图1.3 简支箱梁支架布置正视图图1.4 简支箱梁支架布置断面图设计参数如表1.1、1.2所示,荷载信息如表1.3所示。
表1.1 材料设计参数表表1.2 钢材设计强度值(N/mm2)表1.3 单片贝雷梁荷载信息统计表说明:1、考虑最不利荷载分担,翼缘板、腹板及中箱室区域的单片贝雷梁分别承担上部荷载的1/2、1/2、1/3,即计算单片贝雷梁荷载时,n取值分别为2、2、3;二、操作流程1、材料属性定义1.运行midas CIVIL;2.点击新建,打开新建项目;3.点击工具-单位系,对话框如右图2.1所示,单位系统选N、mm,其余保持默认值;4.点击确认;图2.15.主菜单选择特性-材料特性值,点击添加,弹出材料数据对话框如图2.2所示,材料号:1 名称:16Mn设计类型:用户定义规范:无弹性模量:2.06e+005(N/mm^2)泊松比:0.3线膨胀系数:1.2e-005(1/[C])容重:9.83e-005(N/mm^3)(适用)注意:此处对16Mn钢材的容重进行调整,是基于成片贝雷梁模型自重与实际自重不一致的原因,调整容重后,成片贝雷梁模型自重与实际自重一致。
01-材料的定义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。
02-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。
混凝土规范图 1 材料定义对话框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 ;图 1 收缩徐变函数图 2 强度发展函数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;6 、如果在施工阶段荷载中定义了施工阶段徐变系数,那么在施工阶段分析中将按施工阶段荷载中定义的徐变系数来计算。
桥梁电算课程讲义编者:张宇辉目录第一章绪论1.1 课程与职业的关系(重要性)1.2 课程的特点(难点)1.3 学习目的1.4 学习内容1.5 学习要求第二章常用桥梁结构分析软件概述2.1 结构力学计算器SM-SOLVER2.2 桥梁博士Dr.bridge2.3 迈达斯Midas Civil2.4 Ansys2.5 其它2.6 工程实例演示第三章桥梁数值计算分析3.1 建模3.2 桥梁荷载介绍3.3 桥梁计算分析3.4 桥梁作用效应组合3.5 桥梁正常使用极限状态验算(自学)3.6桥梁承载能力极限状态验算(自学)第四章上机实践4.1 简支梁桥建模4.2 拱桥建模加载4.3 预应力混凝土梁桥施工阶段分析第一章 绪论1.1 课程与职业的关系(重要性)1.2 课程的特点(难点)1.3 学习目的1.4 学习内容1.5 学习要求1.1 课程与职业的关系(重要性)1 直接相关:本课程将直接应用于以后的生产实践。
(读研、就业)2 针对性:不同的专业,使用的软件不同,对结构设计的要求不同。
3 广泛性:无论以后从事何种职业,都或多或少都会用到本门课程的相关知识。
(科研、设计、施工)1.2课程的特点(难点)1 深厚的理论知识⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫计算机桥梁力学数学 2 实践性强只有通过实践解决实际问题,才能学会。
1.3学习目的掌握桥梁结构分析的基本理论了解桥梁结构分析的一般流程初步了解计算分析软件Midas1.4 学习内容常用桥梁计算软件概述Midas 初级功能桥梁平面杆系模型的建立掌握桥梁荷载效应影响线、恒载内力、活载内力计算荷载效应组合结构强度验算和正常使用性能验算参考教材:《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 MIDAS2006使用说明书1.5 学习要求独立完成常规桥梁的计算分析考核要求:理论课成绩=70%随堂测验+30%平时考勤上机课成绩=70%上机考核+30%平时考勤第二章常用桥梁结构分析软件概述2.1 桥梁结构分析的杆系有限单元法2.2 结构力学计算器SM-SOLVER2.3 桥梁博士Dr.bridge2.4 迈达斯Midas Civil2.5 Ansys2.6 其它2.7 工程实例演示2.1 桥梁结构分析的杆系有限单元法桥梁结构分析,可分为总体分析和局部分析两大部分。
midas软件初级使⽤教程⽬录建⽴模型①设定操作环境 .....................................................................................................................................................定义材料 .............................................................................................................................................................输⼊节点和单元 .................................................................................................................................................输⼊边界条件 .....................................................................................................................................................输⼊荷载 .............................................................................................................................................................运⾏结构分析 .....................................................................................................................................................查看反⼒ .............................................................................................................................................................查看变形和位移 .................................................................................................................................................查看内⼒ .............................................................................................................................................................查看应⼒ .............................................................................................................................................................梁单元细部分析 .................................................................................................................................................表格查看结果 ..................................................................................................................................................... 建⽴模型②设定操作环境 .....................................................................................................................................................建⽴悬臂梁 .........................................................................................................................................................输⼊边界条件 .....................................................................................................................................................输⼊荷载 ............................................................................................................................................................. 建⽴模型③建模 .....................................................................................................................................................................输⼊边界条件 .....................................................................................................................................................输⼊荷载 ............................................................................................................................................................. 建⽴模型④建⽴两端固定梁 .................................................................................................................................................输⼊边界条件 .....................................................................................................................................................输⼊荷载 ............................................................................................................................................................. 建⽴模型⑤⑥⑦⑧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。
01-材料的定义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。
02-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。
混凝土规范图 1 材料定义对话框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 ;图 1 收缩徐变函数图 2 强度发展函数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;6 、如果在施工阶段荷载中定义了施工阶段徐变系数,那么在施工阶段分析中将按施工阶段荷载中定义的徐变系数来计算。
因为最近要给人讲midas,同时也是自己要总结一下,所以写了一些东西。
对象是有比较丰富的设计经验,但很少搞过结构计算,会一点桥博,这个软件我们买的早。
midas界面也不用教了。
所以把目光都集中在实际问题的处理上。
涉及的问题都比较简单,所以高手们怕都会失望了,但都是实际会大量遇到的,所以希望对大家会有些启发,也请多提意见。
写了的有:预应力铰接空心板的单片梁和整体空间分析、上部结构的横向分析、盖梁这4个。
如果有机会,把做过的简支T梁、连续箱梁等也整理一下。
这是第一篇:后张法预应力混凝土简支梁(铰接空心板)单片梁分析2005年4月8日:初级教程:专讲怎么建立基本模型桁架曲线梁框架桥后张法预应力混凝土简支梁(铰接空心板)单片梁分析一、资料目的:DrBridge和Midas的对比计算,熟悉Midas的桥梁计算过程。
结构:跨度20m,正交,计算跨度19.30m。
横桥向7.7m,两车道,汽-20,无人行。
横向分布系数已经算出,取单片梁分析。
本文只考虑中板。
要求:自重+预应力+二恒+活载,正截面使用应力与强度检算。
说明:只对中板进行单片梁分析,并与桥博结果对比。
横向分布系数由桥博算出。
关于在桥博中的建模和计算,不详细介绍,只列结果。
不考虑收缩徐变及其引起的损失。
关于收缩徐变和预应力损失的问题以后会专门讨论。
本次只是为了熟悉midas的基本计算。
二、Midas建模计算1、建立截面首先在AutoCad中画出截面图形和结构图,钢束图。
要特别注意图形的单位!把截面复制到新文件,输出为DXF,然后导入截面计算器SPC,SPC默认的单位是毫米,如果没改变这个设置的话,在AutoCad也要按照这个比例绘图。
在midas中打开截面计算器,file->import。
然后GenerateSection 最后Export Section 为mct文件。
注意:截面定义不能用pline或块!内部的孔不能用单根封闭线,圆则要用两个圆弧代替。
精品文档 精品文档 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 精品文档 精品文档 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:ot5天 混凝土与大气接触时的材龄:st3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 精品文档
精品文档 >预应力荷载 典型几束钢束的具体数据 预应力钢束坐标 钢束名称 X Y Z R
1t-4 0.15 0 0.5 0 4.1686 0 0.1 20 25.7914 0 0.1 20 29.81 0 0.5 0
1t-3 0.15 0 1.2 0 6.3764 0 0.1 10 23.5836 0 0.1 10 29.81 0 1.2 0
1t-2 2.25 0 1.38 0 7.2002 0 0.22 10 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。 精品文档
精品文档 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()来进行转换。 精品文档
精品文档 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> JTG04(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。 精品文档
精品文档 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 ; BL4:0.25 ; 尺寸J S1-自动(开), S2-自动(开), S3-自动(开), T-自动(开) HL1:0.18 HL2:0.16 ;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 精品文档
精品文档 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) HL1:0.18 HL2:0.16 ;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 ;
考虑剪切变形(开) 偏心>中-下部
跨中等截面 精品文档
精品文档 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) HL1:0.18 HL2:0.16 ;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 ; BL4:0.25 ;
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
模型 /材料和截面特性 / 截面 精品文档
精品文档 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 : fck = 5000 tonf/m2
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(JTG D62-2004)
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行修正。 相对湿度根据结构所
处的实际环境来确定,此处设定为70%。