midas时程荷载工况中几个选项的说明
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midas时程荷载工况中几个选项的说明时程荷载工况中几个选项的说明动力方程式如下:在做时程分析时,所有选项的设置都与动力方程中各项的构成和方程的求解方法有关,所以在学习时程分析时,应时刻联想动力方程的构成,这样有助于理解各选项的设置。
另外,正如哲学家所言:运动是绝对的,静止是相对的。
静力分析方程同样可由动力方程中简化(去掉加速度、速度项,位移项和荷载项去掉时间参数)。
0.几个概念自由振动: 指动力方程中P(t)=0的情况。
P(t)不为零时的振动为强迫振动。
无阻尼振动: 指[C]=0的情况。
无阻尼自由振动: 指[C]=0且P(t)=0的情况。
无阻尼自由振动方程就是特征值分析方程。
简谐荷载: P(t)可用简谐函数表示,简谐荷载作用下的振动为简谐振动。
非简谐周期荷载: P(t)为周期性荷载,但是无法用简谐函数表示,如动水压力。
任意荷载: P(t)为随机荷载(无规律),如地震作用。
随机荷载作用下的振动为随机振动。
冲击荷载: P(t)的大小在短时间内急剧加大或减小,冲击后结构将处于自由振动状态。
1.关于分析类型选项目前有线性和非线性两个选项。
该选项将直接影响分析过程中结构刚度矩阵的构成。
非线性选项一般用于定义了非弹性铰的动力弹塑性分析和在一般连接中定义了非线性连接(非线性边界)的结构动力分析中。
当定义了非弹性铰或在一般连接中定义了非线性连接(非线性边界),但是在时程分析工况对话框中的分析类型中选择了“线性”时,动力分析中将不考虑非弹性铰或非线性连接的非线性特点,仅取其特性中的线性特征部分进行分析。
只受压(或只受拉)单元、只受压(或只受拉)边界在动力分析中将转换为既能受压也能受拉的单元或边界进行分析。
如果要考虑只受压(或只受拉)单元、只受压(或只受拉)边界的非线性特征进行动力分析应该使用边界条件>一般连接中的间隙和钩来模拟。
2.关于分析方法选项目前有振型叠加法、直接积分法、静力法三个选项。
这三个选项是指解动力方程的方法。
MIDAS程序中几何刚度初始荷载和初拉力的功能说明项 目几何刚度初始荷载初拉力荷载适用单元索单元、桁架单元、梁单元索单元、桁架单元荷载工况几何刚度初始荷载实际上属于结构的特性值,从理论上说它不属于任何荷载工况初拉力是荷载的概念,必须设定荷载工况线性分析时用于构成结构的几何刚度,构成的几何刚度影响到结构的总体刚度,所以对所有荷载工况的结果均有影响,但其本身输入的荷载大小并不会添加到各荷载工况中,除非用户将其指定到特定的荷载工况中。
对内力的影响非线性分析时认为结构处于初始的平衡状态,输入的几何刚度初始荷载同时会在对应单元上作为一种内力保存,且与输入的几何刚度初始荷载形成初始的平衡状态。
该状态为分析所有其他荷载工况的初始状态。
因为非线性分析的结果与结构的初始状态有很大关系,为了真实分析追加的其他荷载工况的响应,需要设定结构的初始状态。
举例说明,处于受拉状态的单元,在追加的其他荷载作用下的位移比没有受拉力的单元的位要小。
非线性分析中,几何刚度初始荷载将反映到内力中。
在结构上的作用方式类似于温度荷载作用。
通过初拉力引起的变形进行分析。
初拉力荷载作用下的结果与结构的约束条件有关。
比如两端固结的索,索的内力将与初拉力相同,悬臂的情况,虽然产生变形,但内力将变为零,与温度作用效果相同。
线性分析时因为对结构的刚度有影响,所以会影响到分析所有荷载工况时的刚度。
对初始刚度的影响非线性分析时会影响到分析所有荷载工况时的刚度。
与结构的刚度无关,作为荷载参与分析。
线性分析时分析过程中,结构的几何刚度不变。
初拉力作为荷载对刚度无影响,只是作为类似温度荷载作用于结构上。
当作P-Delta分析或使用了刚度随内力变化的等效桁架单元时,初拉力的作用于其他类型的作用相同。
对计算过程中几何刚度的影响非线性分析时计算过程中几何刚度发生变化。
计算过程中几何刚度发生变化。
项 目几何刚度初始荷载初拉力荷载考虑收缩和徐变的分析(线性分析、累加模型) 1.通过构成结构的几何刚度,对收缩和徐变的计算结果有影响。
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.合计(CS)=恒荷载(CS)+钢束1次(CS)+钢束2次(CS)+收缩二次+徐变2次+施工荷载(CS)(如果有被分离出来的)。
基于MIDAS的桥梁荷载试验方案设计系统使用说明书1.软件功能本系统基于MIDAS/Civil软件(已测试6.71与2010版本)中桥梁控制截面影响线文件,自动进行荷载试验方案的设计并完成相关绘图工作,主要功能如下:(1)根据MIDAS/Civil(已测试6.71与2010版本)软件中生成的各荷载试验工况影响线文件,以及用户对加载效率的要求,根据试验车辆等输入数据,自动计算各工况满足加载效率时的车辆加载方案。
(2)计算所有车辆加载方案对所有工况的加载效率,防止某加载方案对其他工况加载效率过大,并当某加载方案对多个工况均满足加载效率时,即可实现试验工况的合并,减少现场试验工作量。
(3)对所有工况的车辆加载方案中任何车辆均可进行参数的修改、车辆删除或车辆增加,自动重新计算相应的加载效率。
(4)可在本系统中及Auto CAD(已测试2006及2008版)软件中,生成相关的荷载试验方案设计示意图。
2.使用要求装有Windows Xp/Vista/7等操作系统的计算机;计算机中装有AUTO CAD软件(已测试2006及2008版,用于车辆加载方案示意图的自动生成);部分杀毒软件有可能误报为木马,请添加信任后运行;3.使用说明以下通过一算例说明程序的使用方法:(1)在Midas中将各荷载试验工况对应截面效应的影响线导出到本软件运行目录的“影响线文件”文件夹内,分别以各工况名称命名,文件类型为txt,Midas中导出前的单位建议使用“kN,cm”(此处单位即为计算及绘图时所使用的单位,由于MIDAS影响线文件保留小数点后6位,kN,m的单位设置有可能产生挠度影响线数值过小而导致精度难以满足),如图1~图2所示。
图1 MIDAS影响线导出图2 MIDAS影响线导出(2)运行本软件,在“设计荷载效应及加载效率范围输入”、“试验车辆信息输入”中分别填入相关数据,如图3~图4所示。
图3 “设计荷载效应及加载效率范围输入”窗口界面图4 “试验车辆信息输入”窗口界面补充说明:“各工况设计荷载效应”根据实桥设计荷载等级等参数由Midas软件计算,单位与导出影响线时使用的单位应一致。
设计常用图形结果在MIDAS中的输出MIDAS/Gen可以较全面地提供分析和设计的图形及文本结果,对于设计中常用的一些图形结果,用户可以通过本文介绍的方式进行查看和输出。
MIDAS/Gen中图名的标注方法:点,点击按钮,可以选择字体及大小,”,“视图”下勾选“说明击“显示”按钮在文本栏中输入图名,点击按钮“适用”即可。
1各层构件编号简图显示节点编号。
)(注:,点击单元编号按钮显示构件的编号。
点击节点编号按钮12各层构件截面尺寸显示简图,“特性显示”“特性”;或者点击“按钮”下勾选“特,选择显示视图菜单“/”征值名称”。
(注:建议用户在给截面命名的时候表示出截面的高宽特性。
)2各层配筋简图、柱轴压比3程序可以提供各层梁、柱、剪力墙的配筋简图,用户可以查看所需的配筋面积,也可以让”下,进行/钢筋混凝土构件配筋设计程序进行配筋设计,输出实际配筋的结果。
菜单“设计”中查钢筋混凝土结构设计结果简图设计钢筋混凝土梁、柱、剪力墙构件配筋设计后,在“/调整。
看。
显示的单位可以在对于柱和剪力墙构件,程序在输出所需配筋面积的同时,输出柱的轴压比(图中括号内。
的数值)轴压比34梁弹性挠度菜单“结果/位移”,MIDAS提供的是梁端节点的变形图(绝对位移)。
(注:可使用菜单“结果/梁单元细部分析”查看任意梁单元任意位置的变形、内力、应力;或者需要对梁单元进行划分,显示梁中部的位移。
)5各荷载工况下构件标准内力简图菜单“结果/内力”下,选择需要查看的构件类型,“荷载工况/荷载组合”里可选择各种荷载工况或荷载组合,查看各种构件在不同工况下的内力值和内力图。
下图显示的是恒载作用下的框架弯矩图。
46梁截面设计内力包络图除了选取某一榀框架,查看其内力图之外,MIDAS还提供平面显示的功能,特别是对于梁单元,该功能适用范围较广。
使用菜单“结果/内力/构件内力图”,在“荷载工况/荷载组合”里选择包络组合,可以查看各层梁截面设计内力包络图。
Midascivil荷载组合详解主要根据公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)编制。
在结果>荷载组合对话框中选择“自动生成”功能。
a.在荷载>移动荷载分析数据中定义移动荷载时,下面组合中的符号L用ML代替。
b.反应谱荷载工况的简称为ESPc.在荷载>移动荷载分析数据中,将人群荷载按移动荷载定义,并在移动荷载工况中将其与其它汽车荷载子荷载工况进行组合时(在移动荷载工况中选择“组合”),在定义人群荷载子荷载工况时,系数应取(根据通用规范4.1.6条第1项)。
为了考虑人群荷载单独作用的情况(系数的情况),需要另外单独定义一个人群荷载移动工况。
d.下面组合中考虑了可变荷载作用的不同时组合(JTGD60-2004e.不考虑汽车荷载的恒荷载+其他可变荷载的组合及组合值系数需用户另外添加(规范无规定)。
f.永久荷载中既有对结构承载能力不利,又有对结构的承载能力有利的永久荷载时,需要用户另外添加组合或修改“永久荷载对结构的承载能力有利组合”中的系数。
g.在荷载组合自动生成对话框中选择“考虑弯桥制动力”时,当汽车制动力与离心力同时出现在荷载组合中时,制动力荷载的组合系数自动乘以的系数。
h.程序会自动生成各状态组合的包络组合。
i.钢结构的组合依然沿用旧规范。
j.当有移动荷载作用时,在设计中实际采用的组合会更多(对每个荷载组合都会对弯矩最大时、剪力最大时、轴力最大时的情况进行验算)。
k.在荷载>静力荷载工况中定义荷载名称,但没有具体定义荷载值时,荷载组合的自动生成功能将不包含该荷载工况名称。
l.预应力混凝土设计荷载组合在荷载组合的“混凝土”中定义。
a)永久荷载对结构的承载能力不利(120个)恒荷载组合(1个):*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL永久荷载+1个可变作用(8个):*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)*D +*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+**D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+**D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+**D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+**D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+**D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*FR永久荷载+汽车荷载+1个其他可变作用(8个):*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+* **D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**BRK*70%*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**(T+TPG )*D+* PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**FR 永久荷载+汽车荷载+2个其他可变作用(8×7/2-3-1=24个):*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+* *LS+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF) +**LS+**BRK*70%*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL +*(L+IL+CF)+**LS+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**BRK*70%*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR )+*B+ *STL+*(L+IL+CF)+**BRK*70%+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**(BRK*70%+T+TPG)***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**W+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**W+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**W+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**SF+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**SF+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+ *EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**IP+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**(T+TPG)+**FR 永久荷载+汽车荷载+3个其他可变作用(56-6-5-4-5=36个):*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+* *LS+**CRL+**BRK*70%*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**BRK*70%+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**BRK*70%+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**W+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**W+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**W+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**W+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**SF+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**SF+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+* +*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**IP+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**(T+TP+**CRL+**BRK*70%+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**BRK*70%+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**W+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**W+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**W+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**W+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**SF+**(T+TPG )*D+* PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**SF+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**IP+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**IP+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**(T+TPG)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**BRK*70%+**W+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**W+**SF+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**W+**SF+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**W+**IP+**( T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF ) +**W+**IP+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*( L+IL+C F)+**W+**(T+TPG)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR )+*B+*STL+* (L+IL+CF)+**SF+**(T+TPG)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**IP+**(T+TPG)+ **FR永久荷载+汽车荷载+4个其他可变作用(70-41=29个):*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+* *LS+**CRL+**BRK*70%+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**BRK*70%+**(T+TPG )*D+* PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**W+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**W+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+ CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**W+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**W+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*( L+IL+ CF)+**LS+**CRL+**SF+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**SF+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**IP+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**IP+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**(T+TPG )+*** D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**BRK*70%+**W+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**W+**SF+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**W+**SF+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*( L+IL+ CF)+**LS+**W+**IP+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**W+**IP+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**W+**(T+TPG)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*( L+IL+ CF)+**LS+**SF+**(T+TPG)+***D+*PS+*EV+*EH+*( SH+CR)+*B +*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**IP+**(T+TPG)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**BRK*70%+**W+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**W+**SF+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**W+**SF+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**W+**IP+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**W+**IP+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**W+**(T+TPG)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**SF+**(T+TPG)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**IP+**(T+TPG)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF) +**W+**SF+**(T+TPG)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**W+**IP+**(T+TPG)+**FR永久荷载+汽车荷载+5个其他可变作用(56-44=12个):*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+* *LS+**CRL+**BRK*70%+**W+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**W+**SF+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**W+**SF+***D+*PS+*EV+*EH+*( SH+C R)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**W+**IP+**(T+TPG)*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**W+**IP+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**W+**(T+TPG)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**SF+**(T+TPG)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**IP+**(T+TPG)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**W+**SF+**(T+TPG)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**W+**IP+**(T+TPG)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**W+**SF+**(T+TPG)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**CRL+**W+**IP+**(T+TPG)+**FR永久荷载+汽车荷载+6个其他可变作用(7-5=2):*D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF )+**LS+ **CRL+**W+**SF+**(T+TPG)+***D+*PS+*EV+*EH+*(SH+CR)+*B+*STL+*(L+IL+CF)+**LS+**CRL+**W+**IP+**(T+TPG)+**FRb)永久荷载对结构的承载能力有利时(120)参照上面组合的情况,除基础变位作用的分项系数取以外,其他永久荷载的分项系数均取地震作用组合地震作用组合时,所有与汽车荷载相关的作用(L,IL,CF,CRL,BRK)均不参与组合。
MIDAS中关于荷载设置的常见问题解答第五章“荷载”中的常见问题错误!未定义书签。
5.1 ..... 为什么自重要定义为施工阶段荷载?错误!未定5.2“支座沉降组”与“支座强制位移”的区别?75.3 ..... 如何定义沿梁全长布置的梯形荷载? 85.4 ................. 如何对弯梁定义径向的荷载? 105.5 ..................... 如何定义侧向水压力荷载? 125.6如何定义作用在实体表面任意位置的平面荷载?15.7如何按照04公路规范定义温度梯度荷载? 155.8定义“钢束布置形状”时,直线、曲线、单元的区别5.9 ......... 如何考虑预应力结构的管道注浆? 185.10为什么预应力钢束采用“2-D输入”与“3-D输入”的5.11“几何刚度初始荷载”与“初始单元内力”的区别5.12定义索单元时输入的初拉力与预应力荷载里的初拉5.13为什么定义“反应谱荷载工况”时输入的周期折减5.14定义“反应谱函数”时,最大值的含义? 255.15为什么定义“节点动力荷载”时找不到已定义的时程5.16 ....... 如何考虑移动荷载横向分布系数? 285.17为什么按照04公路规范自定义人群荷载时,分布5.18 ... 在定义车道时,“桥梁跨度”的含义? 305.19 ............................... 如何定义曲线车道? 315.20定义“移动荷载工况”时,单独与组合的区别? 35.21定义移动荷载子荷载工况时,“系数”的含义?35.22为什么定义车道面时,提示“车道面数据错误”? 3 5.23“结构组激活材龄”与“时间荷载”的区别? 355.24施工阶段定义时,边界组激活选择“变形前”与“变5.25定义施工阶段联合截面时,截面位置参数“Cz”和择为“施工阶段荷载”或“施工荷载”,那么在进行荷载组合时,不能使用程序自动生成荷载组合,否则自重效应会被重复组合。
时程荷载工况中几个选项的说明动力方程式如下:在做时程分析时,所有选项的设置都与动力方程中各项的构成和方程的求解方法有关,所以在学习时程分析时,应时刻联想动力方程的构成,这样有助于理解各选项的设置。
另外,正如哲学家所言:运动是绝对的,静止是相对的。
静力分析方程同样可由动力方程中简化(去掉加速度、速度项,位移项和荷载项去掉时间参数)。
0.几个概念自由振动: 指动力方程中P(t)=0的情况。
P(t)不为零时的振动为强迫振动。
无阻尼振动: 指[C]=0的情况。
无阻尼自由振动: 指[C]=0且P(t)=0的情况。
无阻尼自由振动方程就是特征值分析方程。
简谐荷载: P(t)可用简谐函数表示,简谐荷载作用下的振动为简谐振动。
非简谐周期荷载: P(t)为周期性荷载,但是无法用简谐函数表示,如动水压力。
任意荷载: P(t)为随机荷载(无规律),如地震作用。
随机荷载作用下的振动为随机振动。
冲击荷载: P(t)的大小在短时间内急剧加大或减小,冲击后结构将处于自由振动状态。
1.关于分析类型选项目前有线性和非线性两个选项。
该选项将直接影响分析过程中结构刚度矩阵的构成。
非线性选项一般用于定义了非弹性铰的动力弹塑性分析和在一般连接中定义了非线性连接(非线性边界)的结构动力分析中。
当定义了非弹性铰或在一般连接中定义了非线性连接(非线性边界),但是在时程分析工况对话框中的分析类型中选择了“线性”时,动力分析中将不考虑非弹性铰或非线性连接的非线性特点,仅取其特性中的线性特征部分进行分析。
只受压(或只受拉)单元、只受压(或只受拉)边界在动力分析中将转换为既能受压也能受拉的单元或边界进行分析。
如果要考虑只受压(或只受拉)单元、只受压(或只受拉)边界的非线性特征进行动力分析应该使用边界条件>一般连接中的间隙和钩来模拟。
2.关于分析方法选项目前有振型叠加法、直接积分法、静力法三个选项。
这三个选项是指解动力方程的方法。
关于振型叠加法、直接积分法可以参考一些动力方程方面的书籍。
振型叠加法是将多自由度体系的动力反应问题转化为一系列单自由度体系的反应,然后再线性叠加的方法。
其优点是计算速度快节省时间,但是由于采用了线性叠加原理,原则上仅适用于分析线弹性问题,当进行非线性动力分析时或者因为装有特殊的阻尼器而不能满足阻尼正交(刚度和质量的线性组合)时是不能使用振型叠加法的。
直接积分法是将时间作为积分参数解动力方程式的方法,又称为时域逐步积分法。
直接积分法的优点是可以考虑刚度和阻尼的非线性特点,计算相对准确,但是因为要对所有时间步骤都要积分,所以分析时间相对较长。
静力法是使用动力分析方法模拟Pushover分析(静力弹塑性分析)的方法。
也可以用于确定静力荷载作用下(使用时变静力荷载方法)结构的铰状态。
之所以称为静力法,是因为求解过程中忽略了动力方程中的加速度和速度项,而位移和荷载项也没有了真正意义上的时间概念,只有荷载控制和位移控制中的步骤概念。
时程分析中的静力法与Pushover分析相比,其优点是:a.可控制正反两个方向上的位移,这样更接近于实际地震的振动(Pushover分析的位移是单方向的).b.用户定义铰特性值更自由,并且可通过定义纤维截面更详细地确认截面内破坏情况。
3.关于时程类型选项目前有瞬态和周期两个选项。
这两个选项是指动力荷载的类型以及分析中荷载的使用方法。
“瞬态”一般用于无规律的振动(例如地震荷载)。
选择该项时,分析时间长度是由输入的“分析时间”控制的。
“周期”一般用于有规律的振动(例如简谐振动)。
选择该项时,时间荷载可只定义一个周期。
例如:周期为1秒的无衰减的正弦波荷载,如果用户想要分析一直重复振动的结果,那么可以在定义时间荷载时只定义1个周期长度的时间荷载(即时间荷载长度为1秒),然后在时程荷载工况对话框中的“分析时间”中输入1秒,在“时程类型”中选择“周期”,程序分析结果就会给出循环加载的效果。
当然,也可以在定义时间荷载时重复定义多次循环,在时程荷载工况对话框中的“分析时间”中输入很长的时间,在“时程类型”中选择“瞬态”,两者效果是相同的。
4.关于加载顺序选项当前时程荷载工况要在前次荷载工况(可以是时程荷载、静力荷载、最后一个施工阶段荷载、初始内力状态)作用下的位移、速度、加速度、内力状态下继续分析,则在定义当前时程荷载工况时要选择“接续前次”选项。
a.荷载工况选项在荷载工况列表中可选择的前次荷载工况有TH(时程荷载)、ST(静力荷载)、CS(最后一个施工阶段荷载)。
当前次荷载工况为时程荷载时(例如前次为TH1、当前为TH2),并且要想按照TH1->TH2的顺序进行连续分析时,TH1和TH2的“分析类型”和“分析方法”选项的选择需要一致。
当前次荷载工况为ST(静力荷载)或CS(最后一个施工阶段荷载)时,且定义了非弹性铰做动力弹塑性分析时,如果静力荷载本身的大小致使结构的位移超出了弹性变形的范围,则当前时程荷载工况分析结果会不准确。
因为静力荷载的分析是弹性分析,其内力结果是弹性分析的结果,但是这个内力结果实际上超过了产生弹塑性铰的内力,这时的内力状态是不真实的。
所以要注意ST(静力荷载)或CS(最后一个施工阶段荷载)的荷载要在弹性范围内。
当前次荷载工况为时程荷载时,不存在要求前次时程荷载工况的结果处于弹性阶段的要求。
因为前次时程荷载分析也是在做非线性分析,分析过程考虑了内力和位移的非线性关系,在保证精度和收敛条件下其结果是真实的。
b.初始单元内力表格选项该选项可定义时程分析的初始条件(内力、初始几何刚度)。
一般可用于有初始恒荷载作用的地震作用的弹塑性时程分析,即先做静力分析获得结构的初始内力,程序会使用该内力状态构成结构的初始刚度矩阵,然后做时程分析。
同荷载工况选项中的说明一样,内力表格中的内力值要在弹性范围内。
生成初始单元内力表格的方法参见联机帮助说明。
c. 累加位移/速度/加速度结果不选此项时,查看本荷载工况的结果时只输出本荷载工况作用的结果;选择此项时,查看本荷载工况的结果时包含了前次荷载工况最终步骤的影响。
程序只要选择了加载顺序选项,程序计算当前荷载工况时就会考虑前次荷载工况的影响,该选项(不选时)仅是为了方便用户想查看不受前次荷载工况影响的当前荷载工况作用结果。
所以该选项仅影响结果的输出,不影响内部计算过程。
d. 保持最终步骤荷载不变保持前次荷载工况最终步骤时的荷载不变,加到本次荷载工况各荷载时间步骤中。
5. 关于阻尼的计算阻尼矩阵的生成方法比较多样,程序目前提供的组尼计算方法如下(1) 有直接输入各振型阻尼的方法(目前翻译名称为直接模型,今后版本中名称修改为振型阻尼)(2) 质量和刚度因子法(一般称为瑞利阻尼法)(3) 应变能因子法(4) 单元质量和刚度因子法其中在分析方法选项中选择“振型叠加法”时将不必构成结构总体阻尼矩阵,按各振型进行求解方程;在分析方法选项中选择“直接积分法”时,将构成结构的总体阻尼矩阵。
直接输入振型阻尼的方法: 直接输入各振型的阻尼,所有振型也可以采用相同的阻尼。
质量和刚度因子法(瑞利阻尼): [C]=a 0*[M]+a 1*[K],程序中可直接输入a 0和a 1,也可以通过输入两个自振频率的阻尼比来计算a 0和a 1,计算公式如下:01n n n a a 22ωζω=+ 工程上一般在确定a 0和a 1时使用的阻尼比相等,但要注意的是两个自振频率的取值。
确定瑞利阻尼的原则是: 选择的两个用于确定常数a 0和a 1的频率点i ω和j ω要覆盖结构分析中感兴趣的频段。
感兴趣的频率的确定要根据作用于结构上的外荷载的频率成分和结构的动力特性综合考虑。
在频段[i ω,j ω]内,阻尼比略小于给定的阻尼比ζ(在i、j 点上i j ζζζ==),这样在该频段的结构反应将略大于实际的反应,这样的计算结果对工程设计而言是安全的,如果i ω和j ω选择的好,则可避免过大设计。
在频段[i ω,j ω]以外,阻尼比将迅速增大(瑞利阻尼的特点),这样频率成分的振动会被抑制,所以这部分是可以忽略的。
但是如果i ω和j ω选择的不合理,频段[i ω,j ω]以外有对结构设计有重要影响的频率分量时,则可能导致严重的不安全。
简单地采用前两阶自振频率来确定常数的方法应预纠正。
应变能比例法: 只有定义了组阻尼时才起作用。
根据用户定义的组阻尼程序会计算各振型对应的阻尼比。
单元质量和刚度因子法: 只有定义了组阻尼时才起作用。
根据用户定义的组阻尼程序会自动构成结构总体阻尼矩阵。
定义组阻尼时,使用不同材料的单元要分别定义为不同的结构组,并给出不同的阻尼比。
6. 关于直接积分法中的时间积分参数直接积分法又叫时域逐步积分法,是解动力方程的一种方法。
直接积分法中常用的数值分析方法类型如下(还有一些方法,本资料未列出,可参考动力分析方面的书籍)。
(1) 中心差分法(2) 平均常加速度法(3) 线形加速度法(4) Newmark-β法(5) Wilson-θ法评价逐步积分法的优劣标准是收敛性、计算精度、稳定性、计算效率。
收敛性: 当时间离散步长Δt->0时,数值解是否收敛于解析解。
计算精度:截断误差与时间步长Δt 的关系,若误差接近于0(Δt N ),则称方法具有N 阶精度。
稳定性:随着计算时间步数的增大,数值解是否变得无穷大(即远离精确解)。
计算效率:所花费计算时间的多少。
逐步积分法按是否需要联立求解耦联方程组又分为隐式方法和显式方法,其中上述方法中除了中心差分法属于显式方法外,其余属于隐式方法。
Newmark-β法是通过假定至i t 1i t +时段内加速度的变化规律,以时刻的运动为初始值通过积分方法得到时刻的运动量的方法。
其中a、b、c 三种方法包含在Newmark-i t 1i t +β法中,Wilson-θ方法是在线性加速度法的基础上发展起来的数值分析方法,因此线性加速度方法也可以说的Wilson-θ方法的一个特例(θ=1时)。
目前MIDAS 程序中提供的直接积分法为Newmark-β法。
根据Newmark-β法中的γ和β的取值不同,对应的逐步积分法不同。
其中,Tn 是结构的最小自振周期,γ=0.5时具有二阶精度,20γβ−=时无条件稳定。
当选择直接积分法时(特别是用户自行输入Newmark时间积分参数时),要慎重选择时间t∆γ和β,因为这将影响到分析的精度和稳定性。
步长、参数7.关于非线性分析控制参数中的“更新阻尼矩阵”选项该选项只有同时选择下列选项时才会被激活。
“分析类型”: 选择“非线性”“分析方法”: 选择“直接积分法”“阻尼计算方法”: 选择“质量和刚度因子”法或“单元质量和刚度因子”法 这是因为使用“质量和刚度因子”法或“单元质量和刚度因子”法计算阻尼矩阵时,阻尼值与刚度矩阵相关,而产生非弹性铰时结构的刚度矩阵将发生变化。