MIDAS弹簧单元例题
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《JTG D63-2007公路桥涵地基与基础设计规范》桩基土弹簧计算方法根据地基基础规范中给出的m法计算桩基的土弹簧:基本公式:mz ③K=ab1式中: a:各土层厚度:桩的计算宽度b1m:地基土的比例系数z:各土层中点距地面的距离计算示例:当基础在平行于外力作用方向由几个桩组成时,b1=0.9×k(d + 1) ①h1=3×(d+1)∵ d=1.2∴ h1=6.6L1=2mL1<0.6×h1=3.96M∴ k=b′+((1-b′)/0.6)×L1/h1 ②当n1=2时,b′=0.6代入②式得:k=当n1=3时,b′=0.5代入②式得:k=0.92087542当n1≥4时,b′=0.45带入②式得:k=0.912962963将k值带入①式可求得b1,对于非岩石类地基,③式中m值可在规范表P.0.2-1中查到对于岩石类地基,③式中m值可由下式求得:m=c/z其中c值可在表P.0.2-2中查得将a、b1、m、z带入③可求得K值表1 非岩石类土的比例系数m同时,《08抗震细则》,第6.3.8条文说明中规定,对于考虑地震作用的土弹簧:M 动=(2~3倍)M 静。
桥梁的地震反应分析研究中,考虑桩-土共同作用时,在力学图式中作如下处理。
假定土介质是线弹性的连续介质,等代土弹簧刚度由土介质的动力m 值计算。
“m -法”是我国公路桥梁设计中常用的桩基静力设计方法。
在此采用的动力m 值最好以实测数据为依据。
由地基比例系数的定义可表示为z zx x z m ⋅⋅=σ式中,zx σ是土体对桩的横向抗力,z 为土层的深度,z x 为桩在深度z 处的横向位移(即该处土的横向变位值)。
由此,可求出等代土弹簧的刚度为s Kz m b a x x z m b a x A x P K p zz p z zx z s s ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅===)()(σ 式中,a 为土层的厚度,p b 为该土层在垂直于计算模型所在平面的方向上的宽度,m 值见表1。
1.>midas civil 当中定义车道时是将动车组加载在车道上,但是实际的车辆在横向上都是有跨度的(车轮横向跨度规范当中有规定值),请问程序内部有没有考虑这种跨度的影响?您好!我想您所说的应该是移动荷载的横向布载功能吧!目前程序对移动荷载效应都是考虑沿构件长度方向的纵向布载,横向布载(考虑车辆的横向跨度问题)需要单独建立横向分析模型来进行分析。
规范中对移动荷载的分析用荷载在做整体分析时也是按纵向加载来考虑的,只在局部分析时要考虑横向布载。
在MIDAS/Civil2006中将增加自动横向布载功能。
谢谢!2.计算桥梁温度梯度引起的效应时,在温度荷载中中有温度梯度荷载和梁截面温度荷载两个选项,从现桥规来看,似乎梁截面温度荷载才是,应该选哪一个?那么另一个的意义是什么?您好!梁截面温度荷载是针对JTG04中增加的非线性温度荷载新增加的一项温度荷载的定义方法,对于可以定义线性温度也可以定义非线性温度,如果您的模型采用的是梁单元,那么建议您采用梁截面温度荷载来定义,因为这种定义方法简单明了,对于温度梯度也可以考虑温度梯度效应,但只能定义线性温度荷载,因此对于桥规中规定的非线性温度荷载采用温度梯度有点困难。
如果您的模型是板单元那么定义温度梯度建议您用温度梯度和单元温度组合作用。
谢谢!3. >您好:> 因细部分析需要,在MIDAS中我将预应力钢筋建立成实体单元,欲用降温法模拟预应力荷载。
请问这样建单元的话,在MIDAS中怎样实现这样的模拟?是“荷载--温度荷载--单元温度”吗?企盼您的回复,我急需。
十分感谢!您好!对于细部分析建立实体模型时预应力可以使用桁架单元来进行模拟,预拉力按预应力荷载〉初拉力来定义就可以了。
或者您预拉力荷载转化为等效的温度荷载对钢筋单元施加单元温度也可以。
谢谢!4. >请问,钢筋混凝土梁的配筋设计对所采用的单元截面形式有什么要求吗?为什么我使用设计菜单中的梁的设计会出现不适合的截面类型、形状、不适合的构件类型、单元类型、不适合的钢筋数据、设计截面没有设计轴。
midas问题解答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100midas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!c3.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。
弹簧单元与梁单元实例计算1.绪论有限元法也叫有限单元法(finite element method, FEM),是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种弹性力学问题的数值求解方法。
五十年代初,它首先应用于连续体力学领域—飞机结构静、动态特性分析中,用以求得结构的变形、应力、固有频率以及振型。
由于这种方法的有效性,有限单元法的应用已从线性问题扩展到非线性问题,分析的对象从弹性材料扩展到塑性、粘弹性、粘塑性和复合材料,从连续体扩展到非连续体。
关键词:有限元方法,数值求解,动态分析2.有限元方法2.1有限元法概述有限元法是把要分析的连续体假想地分割成有限个单元所组成的组合体,简称离散化。
这些单元仅在顶角处相互联接,称这些联接点为结点。
离散化的组合体与真实弹性体的区别在于:组合体中单元与单元之间的联接除了结点之外再无任何关联。
但是这种联接要满足变形协调条件,即不能出现裂缝,也不允许发生重叠。
显然,单元之间只能通过结点来传递内力。
通过结点来传递的内力称为结点力,作用在结点上的荷载称为结点荷载。
当连续体受到外力作用发生变形时,组成它的各个单元也将发生变形,因而各个结点要产生不同程度的位移,这种位移称为结点位移。
在有限元中,常以结点位移作为基本未知量。
并对每个单元根据分块近似的思想,假设一个简单的函数近似地表示单元内位移的分布规律,再利用力学理论中的变分原理或其他方法,建立结点力与位移之间的力学特性关系,得到一组以结点位移为未知量的代数方程,从而求解结点的位移分量。
然后利用插值函数确定单元集合体上的场函数。
显然,如果单元满足问题的收敛性要求,那么随着缩小单元的尺寸,增加求解区域内单元的数目,解的近似程度将不断改进,近似解最终将收敛于精确解。
2.2有限元法的优点1、物理概念浅显清晰,易于掌握。
有限元法不仅可以通过非常直观的物理解释来被掌握,而且可以通过数学理论严谨的分析掌握方法的本质。
2、描述简单,利于推广。
1、施工阶段分析时需要定义构件的初始材龄,其初始材龄的定义是什么,和材龄有何联系?再请问,混凝土湿重指的是浇筑时的重量,还是与自重的差值呢?初始材龄就是该单元被激活参与工作时的材龄. 材龄则意义更广泛(初始材龄+激活后的经过时间). 湿重混凝土凝浇注时的重量.2、请问,在进行柱的设计时可以进行螺旋箍筋柱的设计吗?如果能应怎样使用:目前MIDAS程序中提供螺旋箍筋柱的验算,填写验算用截面数据即可.3、另外在线用户帮助里的部分内容和软件里面不一样。
如帮助里面的:“从主菜单中选择设计> 混凝土设计规范>柱设计...。
从主菜单中选择设计> 混凝土设计参数> 混凝土设计表> 修改柱截面数据...。
”这些在软件的“设计”菜单下面都没有这是为什么(我用的是最新下载的试用版)。
还有一个问题就是请帮我看一下我附带的模型错在那里上,进行柱的设计时为什么不能满足。
名称不同是因为联机帮助修改更新没有跟上,这部分正在做工作.4、计算时,一定需输入时间依存材料(徐变/收缩)和时间依存材料(抗压强度),程序才会考虑混凝土的收缩徐变吗?时间依存材料(抗压强度)输入时为何没有中国规范?计算收缩和徐变至少要定义一个施工阶段。
中国规范中没有明确给出强度发展函数。
5、我的意思是计算时,一定需输入时间依存材料(徐变/收缩)和时间依存材料(抗压强度),程序才会考虑混凝土的收缩徐变吗?若此项数据不填写,只定义施工阶段,程序是否计算收缩徐变及强度随时间的变化?不填写就不能计算.6、请问节点默认是固结吗,为什么在计算的时候提醒可能发生奇异?此节点为一个梁单元被划分的交点。
发生奇异的原因,请查看FAQ中的相关解答。
节点不能说默认是固结的,比如两个桁架单元的连接点。
一般来说承台位置桩基的模拟有以下几种方法。
1.不模拟桩时:A.将承台上桩位置视为固定(一般用于扩大基础、沉井基础、锚定等)方法:一般支撑全部固结B.将承台上桩位置视为弹性支承(最普遍的做法)方法:墩底作用六个方向的弹簧等代群桩的作用,这六个弹簧刚度是竖向刚度、顺桥向刚度、横桥向刚度的抗推刚度、绕竖轴的抗扭刚度和绕两个水平轴的抗弯刚度,它们的计算方法与静力法相同,只是考虑到瞬间荷载作用下的抗力比持续荷载作用的大,一般取2.模拟桩时A.端承桩,不考虑桩土共同作用,将桩下端固结。
方法:在桩底全部固结b.端承桩,考虑土对桩的侧向约束,将桩下端固结,桩身隔一段间距布置侧向约束仅受压弹性支承。
c.摩擦桩,考虑土对桩的侧向和竖向约束,桩身隔一段间距布置两个方向的仅受压弹性支承。
方法:用三维梁单元模拟实际的桩基础,用土弹簧单元模拟桩周围土抗力的影响,地震波从桩端或者土弹簧输入。
土弹簧模拟:选择模型>边界条件>面弹性支撑,支撑类型选择节点弹性支撑,单元类型选择梁单元,然后在下面输入三个方向土的基床系数即可,或者三个方向取同样的刚度也可以,基床系数在地质勘探报告或土力学书上查。
单独模拟桩基是可行的,有相关书籍介绍,可把桩基上部视为铰接、抗固、弹性支承等几种方式。
问题:1.要求加上桩土共同作用。
在midas中,用梁单元建桩,然后用弹性支撑模拟桩土共同作用(水平方向),用的是m法。
竖向就在桩端固结了(是嵌岩桩)。
承台用板单元建,将群桩桩顶与承台共同作用(共同节点)。
再往上就是桥墩,用梁单元。
“对桩土联合更加重要的应该是桩底竖向摩阻”。
桩底向摩阻是如何考虑的?是用单元吗?做水平方向的时候用m法,由m值可以方便的得到弹簧的劲度系数。
而竖向用什么参数来模拟弹簧的劲度系数?2.用空间杆系核平面杆系的结果相差应该还是比较大的吧。
3.群桩,我想用如下方法来做:把群桩的等效面积和等效刚度算出(其中等效刚度和面积确定时采用等效宽度b1)不知道行不行。
桥梁抗震分析与设计北京迈达斯技术有限公司2007年8月前言为贯彻《中华人民共和国防震减灾法》,统一铁路工程抗震设计标准,满足铁路工程抗震设防的性能要求,中华人民共和国建设部发布了新的《铁路工程抗震设计规范》,自2006年12月1日起实施。
新规范规定了按“地震动峰值加速度”和“地震动反应谱特征周期”进行抗震设计的要求,明确了铁路构筑物应达到的抗震性能标准、设防目标及分析方法,增加了钢筋混凝土桥墩进行延性设计的要求及计算方法。
从1999年开始,中华人民共和国交通部也在积极制定新的《公路工程抗震设计规范》、《城市桥梁抗震设计规范》。
从以上规范的征求意见稿中可以看出,新规范中桥梁抗震安全设置标准采用多级设防的思想,增加了延性设计和减隔震设计的相应规定,对于结构的计算模型、计算方法、以及计算结果的使用有更加具体的规定。
随着新规范的推出,工程师急迫需要具备桥梁抗震分析与设计的能力。
Midas/Civil具备强大的桥梁抗震分析功能,包括振型分析、反应谱分析、时程分析、静力弹塑性分析以及动力弹塑性分析,可以很好地辅助工程师进行桥梁抗震设计。
目录一桥梁抗震分析与设计注意事项 (1)1. 动力分析模型刚度的模拟 (1)2. 动力分析模型质量的模拟 (1)3. 动力分析模型阻尼的模拟 (1)4. 动力分析模型边界的模拟 (2)5.特征值分析方法 (2)6.反应谱的概念 (3)7.反应谱荷载工况的定义 (4)8.反应谱分析振型组合的方法 (4)9.选取地震加速度时程曲线 (5)10.时程分析的计算方法 (5)二桥梁抗震分析与设计例题 (7)1. 概要 (7)2. 输入质量 (8)3. 输入反应谱数据 (10)4. 特征值分析 (12)5. 查看振型分析与反应谱分析结果 (13)6. 输入时程分析数据 (18)7. 查看时程分析结果 (20)8. 抗震设计 (22)一 桥梁抗震分析与设计注意事项1.动力分析模型刚度的模拟建立桥梁动力分析模型时,结构类型需要采用3D ,主梁、桥墩、支座(边界连接)都需要模拟出来。
MIDAS曲面弹簧的单元宽度与长度研究1.概述曲面弹簧是一种非常重要的机械零件,在工业生产中被广泛应用。
曲面弹簧的性能直接影响到整个机械系统的工作效果和稳定性。
在曲面弹簧的设计和制造过程中,单元宽度和长度是两个至关重要的参数,它们直接影响着曲面弹簧的弹性特性和受力性能。
本文将对MIDAS曲面弹簧的单元宽度和长度进行研究,探讨其对曲面弹簧性能的影响。
2.曲面弹簧的单元宽度单元宽度是指曲面弹簧中相邻两个卷曲圈的宽度。
单元宽度的大小直接影响着曲面弹簧的刚度和承载能力。
一般来说,单元宽度越宽,曲面弹簧的刚度越大,承载能力也越强。
然而,单元宽度过大也会使得曲面弹簧的变形能力变差,容易出现局部应力集中现象。
确定合适的单元宽度是曲面弹簧设计中的关键问题。
3.曲面弹簧的长度曲面弹簧的长度指的是整个弹簧的长度,包括了全部的卷曲圈数。
长度是决定曲面弹簧弹性特性的重要参数之一。
长度越长,曲面弹簧的变形能力越大,弹性范围也越宽。
然而,长度过长会导致曲面弹簧容易产生疲劳破坏,并且制造成本较高。
确定合适的长度对于曲面弹簧的设计和制造至关重要。
4.MIDAS曲面弹簧的单元宽度与长度研究MIDAS曲面弹簧作为曲面弹簧的一种典型代表,其单元宽度与长度的研究具有重要的实际意义。
通过对MIDAS曲面弹簧的单元宽度和长度进行研究,可以为曲面弹簧的设计和制造提供重要的参考依据。
5.结论通过对MIDAS曲面弹簧的单元宽度和长度进行研究,可以得出以下结论:- 单元宽度和长度是决定曲面弹簧性能的重要参数,需要在设计和制造中给予充分重视;- 合适的单元宽度和长度可以有效地提高曲面弹簧的性能,并且延长其使用寿命;- 未来的研究可以进一步深入探讨单元宽度和长度对曲面弹簧动态特性的影响,为曲面弹簧的优化设计提供更多的理论支持。
经过对MIDAS 曲面弹簧的单元宽度和长度研究,我们对曲面弹簧参数设计和制造提出了一些重要的见解。
然而,随着现代工业技术的不断发展,对曲面弹簧性能的要求也在不断提高,因此需要进一步深入研究单元宽度和长度对曲面弹簧性能的影响。