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MIDAS-预应力混凝土T梁的分析与设计

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MIDAS-预应力混凝土连续T梁

分析与设计 概要

本例题使用一个简单的预应力混凝土两跨连续梁模型（图1）来重点介绍MIDAS/C

ivil软件的PSC截面钢筋的输入方法、施工阶段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法、

移动荷载的输入方法和查看分析结果的方法、设计数据的输入方法和查看设计结果的方法等。

图1. 分析模型

4-2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 = 30@2 = 60.0 m

钢束坐标 区 分 x (m) 0 12 24 30 36 48 60

钢束1 z (m) 1 0.1 1.7 1.2 钢束2 z (m) 1.3 1.9 0.1 1

图2. 立面图和剖面图

注：图2中B表示设置的钢绞线的圆弧的切线点。

4-3预应力混凝土梁的分析与设计步骤

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PSC截面钢筋

4. 输入荷载

恒荷载

钢束特性和形状

钢束预应力荷载

5. 定义施工阶段

6. 输入移动荷载数据

定义车道

定义车辆

移动荷载工况

7. 运行结构分析

8. 查看分析结果

9. PSC设计

PSC设计参数确定

运行设计

查看设计结果

4-4使用的材料及其容许应力

󰂉 混凝土

采用JTG04（RC）规范的C50混凝土

󰂉 钢材

采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860

荷载

󰂉 恒荷载

自重

在程序中按自重输入

󰂉 预应力

钢束(φ15.2 mm×31)

截面面积: Au = 4340 mm2

孔道直径: 130 mm

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:0.25

管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:1.5e-006(1/mm)

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):50000KN/m^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

󰂉 移动荷载

适用规范：公路工程技术标准(JTG B01-2003)

荷载种类：公路I级，车道荷载，即CH-CD

4-5设置操作环境

打开新文件(新项目)，以 ‘PSC Beam’ 为名保存(保存)。

将单位体系设置为 ‘KN’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 ( T-PSC-Beam )

工具 / 单位体系 󰂔

长度> m ; 力>KN ↵ 󰂔 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。

图3. 设置单位体系

4-6定义材料和截面

下面定义PSC Beam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 󰂔 同时定义多种材料特性时，使用键可以连续输入。

图4. 定义材料对话框

4-7定义截面

PSC Beam的截面使用比较简单的T形截面来定义。

模型 /材料和截面特性 / 截面

数据库/用户> 截面号 ( 1 ) ; 名称 (T-Beam Section) 截面类型>PSC-工形

截面名称:None

对称:(开) ; 剪切验算:(开);

Z1自动:(开); Z2自动: (开)

抗剪用最小腹板厚度: (开)

t1:自动(开); t2:自动(开); t3:自动(开)

抗扭用: (开)

HL1:0.2 ; HL2:0.05 ; HL3:1.15 ; HL4:0.25 ; HL5:0.25

BL1:0.11 ; BL2:0.75 ; BL4:0.35 ;

考虑剪切变形(开)

偏心>中-下部↵

图5. 定义截面的对话框

4-8定义材料时间依存特性并连接

为了考虑徐变、收缩以及抗压强度的变化，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。

¾ 28天强度 : fck = 5000 KN/m2 ¾ 相对湿度 : RH = 70 %

¾ 理论厚度 : 1m(采用程序自动计算)

¾ 拆模时间 : 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)

28天材龄抗压强度 (50000)

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) ↵

󰂔 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。

图6. 定义材料的徐变和收缩特性

4-9 参照图8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8. 连接时间依存材料特性

4-10建立结构模型

利用建立节点和扩展单元的功能来建立单元。

点格(关) ; 捕捉点(关) ; 捕捉轴线(关)

正面 ; 自动对齐

模型>节点> 建立节点

坐标 (0,0,0)

模型>单元> 扩展单元

全选

扩展类型>节点 Æ线单元

单元类型>梁单元 ; 材料>1:C50 ; 截面> 1: T-Beam section

生成形式>复制和移动

复制和移动>等间距>dx,dy,dz>(2, 0, 0)

复制次数>(30) ↵

图7. 建立几何模型

4-11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 )

图8.修改单元理论厚度

4-12定义结构组、边界条件组和荷载组

为了进行施工阶段分析，将在各施工阶段(construction stage)所要激活和钝化

的单元和边界条件定义为组，并利用组来定义施工阶段。

组>结构租 >新建… 定义结构组>名称( Structure ) ; 后缀 ( 1to2 )

定义结构组>名称 ( All ) 󰂔󰂔 为了利用 桥梁内力图 功能查看分析结果而将其定义为组。 单元号 (on)

窗口选择 (单元 : 1 to 18) 组>结构组> Structure1 (拖&放)

窗口选择 (单元 : 19 to 30) 组>结构组> Structure2 (拖&放)

全选

组>结构组>All (拖&放)

Drag & Drop

Structure1 Structure2

图10. 定义结构组(Structure Group)

4-13

合集下载

全预应力混凝土梁设计

全预应力混凝土梁设计

南京工业大学课程设计用纸

1 全预应力混凝土梁设计

一．设计题目

预应力混凝土简支T梁设计

二．设计资料

1.桥梁跨径与桥宽

标准跨径：40m（墩中心距离）

主梁全长：39.96m

计算跨径：39.0m

桥面净空：净 14+2×1.75m=17.5m

2.设计荷载：城—A级车辆荷载，人群荷载3.0kN/m，结构重要性指数01.1。

3.材料性能参数

（1）混凝土

强度等级为C50，主要强度指标为：

强度标准值32.4,2.65cktkfMpafMpa

强度设计值22.4,1.83cdtdfMpafMpa

强度模量 43.4510cEMPa

（2）预应力钢筋采用1×7标准型—15.2—1860—II—GB/T5224—1995钢绞线，其强度指标为：

抗拉强度标准值 1860pkfMPa

抗拉强度设计值 1260pdfMpa

弹性模量 51.9510cEMPa

相对界限受压区高度0.4,0.2563bpu

（3）预应力锚具采用OVM锚具

（4）普通钢筋

1）纵向抗拉普通钢筋采用HRB400钢筋，其强度指标为

抗拉强度标准值 400skfMPa

抗拉强度设计值 330sdfMPa

弹性模量 52.010sEMPa

相对界限受压区高度0.53,0.1985bpu

2）箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋，其强度指标为

抗拉强度标准值335skfMPa 南京工业大学课程设计用纸

2 抗拉强度设计值280sdfMPa

弹性模量 52.010sEMPa

4.主要结构构造尺寸

主梁高度2300hmm，主梁间距2500Smm，其中主梁上翼缘预制部分宽为1600mm，现浇段宽为900mm，全桥由7片梁组成，设7道横隔梁。

装配式预应力混凝土T形简支梁设计说明

装配式预应力混凝土T形简支梁设计说明

桥涵通用图 装配式预应力混凝土T形简支梁

第 1 页 共 5 页 设 计 说 明一、 设计标准、技术规范及技术指标

（一） 设计标准

1. 设计荷载：公路－Ⅰ级。

2. 路基宽度：整体式路基宽度34.50m，分离式路基宽度17.00m。

3. 桥面宽度：

整体式路基：0.60m(防撞护栏)+15.8m(桥面净宽)+ 0.60m(防撞护栏)+0.5m( 中央分隔带)

+0.60m(防撞护栏)+15.8m(桥面净宽)+0.60m(防撞护栏)=34.5m；

分离式路基：0.60m(防撞护栏)+15.8m(桥面净宽)+0.60m(防撞护栏)=17.00m 。

4. 设计安全等级：一级。

5. 环境类别：II类。

6. 环境的年平均相对湿度：80％。

（二） 技术规范

1.《公路工程技术标准》JTG B01－2014；

2.《公路桥涵设计通用规范》JTG D60－2015；

3.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62－2004。

4.《公路桥梁抗震设计细则》JTG B02-01-2008

5.《公路工程抗震规范》JTG B02－2013

6.《公路交通安全设施设计技术规范》JTG D81-2006

7.《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011

8.《钢筋混凝土用钢 第1部分：热扎光圆钢筋》GB1499.1—2008

9.《钢筋混凝土用钢 第2部分：热扎带肋钢筋》GB1499.2—2007

10.《钢筋混凝土用钢 第3部分：钢筋焊接网》GB1499.3—2010

迈达斯预应力混凝土T梁的分析与设计

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文案大全

北京迈达斯技术有限公司

预应力混凝土连续T梁的分析与设计 实用标准文档

文案大全 目 录

概要 .......................................................................... 2

设置操作环境 .................................................................. 6

定义材料和截面 ................................................................ 7

建立结构模型 ................................................................. 12

PSC截面钢筋输入 .............................................................. 17

输入荷载 ..................................................................... 18

定义施工阶段 ................................................................. 26

输入移动荷载数据 ............................................................. 31

运行结构分析 ................................................................. 35

查看分析结果 ................................................................. 36

基于MIDAS仿真的T梁伸缩缝宽度与温度应力研究

基于MIDAS仿真的T梁伸缩缝宽度与温度应力研究

基于MIDAS仿真的T梁伸缩缝宽度与温度应力研究

随着经济的发展和城市化的加速，大型桥梁建设得到了前所未有的快速发展。T形梁路面伸缩缝作为桥梁的一个重要组成部分，其负责桥梁上部结构的承载与变形，具有重要的工程意义。而伸缩缝的宽度和温度应力则是伸缩缝设计过程中的重要考虑因素。本文基于MIDAS仿真，对T形梁伸缩缝宽度与温度应力进行了研究。

一、研究背景

伸缩缝的作用在于桥面变形的吸收和转移，同时防止错台和开裂的情况出现。而伸缩缝的宽度和温度应力则是决定伸缩缝性能的重要因素之一。因此，对于T形梁伸缩缝宽度和温度应力的研究，对于提高其使用性能及延长其使用寿命具有重要意义。

二、研究内容

本文基于MIDAS仿真，对于T形梁伸缩缝宽度和温度应力进行了模拟计算。其中，仿真模型的建立及参数设置以及结果分析和对比都是研究内容的重要组成部分。

1. 仿真模型的建立及参数设置

本文所用的仿真软件为MIDAS Civil 2018，考虑到桥梁伸缩缝的特殊性，本文选取了单孔T型梁进行研究。同时，为了准确求解，还需要建立合理的质量、约束和荷载边界条件。

2. 结果分析与对比

本文主要对于伸缩缝宽度和温度应力两个方面进行了数值计算和分析。其中，伸缩缝宽度方面，通过对不同季节下桥梁上部测量数据的统计，得出了不同时间下伸缩缝的变形情况。温度应力方面，则是通过对桥梁上部不同位置T形梁钢材进行热力学分析，结合有限元方法得出不同温度下T型梁的应力分布情况。

三、结论

1. 从伸缩缝宽度方面看，不同季节下伸缩缝宽度大小不同，宽度变化范围比较大，严重影响桥梁的使用寿命及安全性。

2. 从温度应力方面看，T形梁在高温季节容易出现温度应力大的情况，这些应力会对比梁的安全性能产生较大的影响。

综上所述，本文的研究对于T形梁伸缩缝宽度与温度应力的研究具有一定的科学价值，并基于MIDAS仿真平台得到了较为可靠的数值和实测数据。在今后的桥梁建设中，对于伸缩缝的设计和使用中，应注重伸缩缝宽度和温度应力的变化趋势，提高桥梁的安全性和使用寿命。进一步的研究可以深入探讨伸缩缝宽度和温度应力对桥梁使用寿命和安全性能的影响机制，并在此基础上提出相应的解决方法和完善措施。