midas GTS 铁道移动荷载分析(动力)
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midas Civil 技术资料----移动荷载设置流程目录midas Civil 技术资料1 ----移动荷载设置流程1 一、定义车道线(车道面)2 二、定义车辆荷载5 三、定义移动荷载工况7 四、移动荷载分析控制9 五、运行并查看分析结果12 参考文献14北京迈达斯技术有限公司 桥梁部 2013/05/17本章主要结合中国规范JTG D60-2004[1]进行纵向(顺桥向)移动荷载分析介绍,移动荷载分析主要是计算移动荷载(车道、车辆或人群荷载)在指定路径上(车道线、车道面)移动时产生的各种效应(反力、内力、位移、应力)的包络结果,具体分析过程如下:(1)定义车道线/面;(2)定义车辆荷载--车道荷载、车辆荷载、人群荷载等活荷载;(3)定义移动荷载工况;(4)定义移动荷载分析控制;(5)运行分析并查看结果。
一、定义车道线(车道面)荷载>移动荷载>移动荷载规范-china,定义车道线或车道面,确定移动荷载路径,程序提供车道单元和横向联系梁两种方法,其中,车道单元法是将作用在车道中心线上的荷载换算到车道单元上(换算为集中力和扭矩),单梁模型中常用;而横向联系梁法是将移图1-1车道单元法及横向联系梁法示意图动荷载作用在横梁上,然后由横梁按比例传递到临近的纵梁单元上,梁格模型中常用,此时需要将横梁定义成为一个结构组,传力示意如图1-1所示。
随后即可进行车道线定义,首先是“斜交角”设置,对于斜桥梁格模型可以输入起点和终点的斜交角度,此设置需跟横向联系梁法配合使用,车道单元法不需要设置此项。
“车辆移动方向”,对于直桥,选择三者无差别;如果是斜桥,则车辆移动方向不同,分析结果也不同,故要选择“往返”。
图1-2车道单元法及横梁联系梁法定义图示 “偏心距离”的输入,蓝色虚线为车道中心线的位置,Start-End 为车道单元,以顺桥向为基准,当车道中心线在车道单元的左侧时,偏心距离a 为负值,右侧为正值。
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:设置桩单元的时候,为什么在检查网格的时候,在桩单元处会出现自由线,这影响结果吗? (4)11.问:在加‘面压力’时,其对象类型有‘单元,单元-面’ 有什么区别? (4)12.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)13.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)14.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)15.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? (5)16.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)19.问:在GTS里面可不可以对某些常用的功能设置快捷键? (5)20.问:在GTS里面可不可以实现对某个单元的显示或隐藏? (5)21.问:出现如图2所示的提示? (5)22.问:出现如图3所示的提示? (5)23.问:出现如图4所示的提示? (6)24.问:在GTS里都否实现单元、节点信息的输入输出? (6)25.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)3.问:荷载释放率如何定义? (7)4.问:本构模型采用邓肯-张模型为什么不容易收敛? (7)5.问:为什么没有勾选位移清零,在第一步里面位移值也是零? (7)6.问:GTS的动力分析,采用什么方法?可以做非线性分析吗? (7)7.问:GTS的动力分析中,阻尼是怎么考虑的? (7)8.问:GTS的动力分析中,动力荷载有哪些形式? (8)9.问:在GTS中,动力边界是如何考虑的? (8)10.问:在GTS中,质量矩阵采用何种形式? (8)11.问:在GTS中,如何模拟移动荷载? (8)12.问:在GTS中,爆破可以模拟吗?荷载是如何确定的? (8)13.问:在GTS中,可以做场地的反应谱分析吗?有国内的场地规范吗? (8)14.问:如何取得模型中某个点的加速度、速度、位移的时程图和时程序列? (8)15.问:地震荷载是否可以仅施加在子结构上,另外在动力分析中是否可以施加位移荷载? (8)16.问:在施工阶段考虑渗流问题,怎么考虑? (8)17.问:在边坡稳定计算中怎么考虑渗流作用? (8)18.问:渗流计算的时候,如何判断非稳定流和稳定流? (9)19.问:在施工阶段分析中,包含非稳定流计算时,需要注意哪些问题? (9)20.问:排水和非排水计算,在GTS中如何区别设置? (9)21.问:在施工阶段渗流分析中出现如图6所示的提示? (9)第四部分 后处理 (9)1.问:GTS里面前后处理之间可以直接切换吗? (9)2.问:GTS中单元的内力怎么考虑? (9)3.问:在特性/变形中变形前的线宽可否小于1? (9)4.问:为什么在定义剖面图时候改变定义平面命令显示不变? (10)5.问:梁单元的轴力和弯距方向怎么判断? (10)6.问:梁单元的combined 1-4是什么意思? (10)7.问:定义多个剖分面或剪切面来参看后处理结果时,为什么不能同时显示已定义的多个剖分面和或剪切面? (10)8.问:在用剖分面、剪切面查看后处理结果后,怎么退出到基本视图? (10)9.问:屈服比的定义是什么?屈服比和安全系数有什么关系? (10)第一部分:程序安装1.问:启动程序时提示没有发现保护锁?答:1.驱动程序没有安装好,请在“控制面板/添加或删除程序”中删除Sentinel Protection Inst aller 7.1.0,重新手动安装Sentinel Protection Installer 7.1.0。
Midas 移动荷载研究1、Midas 中计算支座反力时,是按剪力处理的,即:=1.2() 1.21*()k k P P μ⨯⨯+实际剪力效应系数(车道横向折减系数,以单车道为例)()(冲击系数)车道荷载集中力验算要求支座反力不计1.2倍剪力放大系数,所以需要自己定义相应的车道荷载。
Midas 计算支座反力时,采用程序自带的公路一级、二级车道荷载时,对于集中力P k 会按剪力放大效应多乘一个1.2的系数,最终支座反力结果=车道横向布载系数×(车道荷载集中力×剪力放大系数+车道荷载均布力×梁长/2)。
采用自定义车道荷载时,选用新公路车道荷载类型,程序也会将自定义的集中力P k 按剪力放大效应多乘一个1.2的系数,最终支座反力结果=车道横向布载系数×(车道荷载集中力×剪力放大系数+车道荷载均布力×梁长/2)。
但是,按照城市桥梁车道荷载类型(CJJ177-98)自定义车辆时,计算支座反力,程序则不会将集中力P k 乘以1.25(规范中规定的剪力效应放大系数),最终支座反力结果=车道横向布载系数×(车道荷载集中力+车道荷载均布力×梁长/2)。
2、Midas 中定义车道时,“桥梁跨度”的输入影响车道荷载的集中载P k 和冲击系数的计算。
(注意不能输入桥梁全长)3、Midas中定义移动荷载工况时,“系数”是车道荷载的增减系数,老工程师常用取1.3来代替冲击系数,若已经定义冲击系数则此项保持为1。
支座反力结果=“系数”×车道横向布载系数×(车道荷载集中力×剪力放大系数+车道荷载均布力×梁长/2)4、以支反力为例,看Midas如何考虑冲击系数。
支座反力结果=(1+μ)(冲击系数)×车道横向布载系数×(车道荷载集中力×剪力放大系数+车道荷载均布力×梁长/2)算例:采用Midas建立L=10m简支梁,截面为5m*1m的矩形截面,单车道加载,材料为C40砼,容重为25kN/m3。