MIdas_Gen_内部教程:施工阶段解读
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PSC变截面箱梁施工阶段及PSC设计例题北京迈达斯技术有限公司2007年3月19日一、结构描述 (2)二、结构建模 (4)三、分步骤说明 (4)1、定义材料和截面特性 (4)2、建立上部梁单元并赋予单元截面属性 (7)3、定义结构组并赋予结构组单元信息 (11)4、定义边界组并定义边界条件 (12)5、定义荷载工况和荷载组 (13)6、定义施工阶段 (14)7、分阶段定义荷载信息 (14)8、分析及后处理查看 (20)9、按照JTG D62规范的要求对结构进行PSC设计 (21)PSC变截面箱梁施工阶段及PSC设计例题对于常规的PSC连续梁桥我们通常可以参考建模助手建立的模型,对于特殊的桥型或有特殊要求的结构我们需要按照一般方法建立有限元模型,施加边界和荷载进行分析。
这个例题主要说如何使用一般方法建立PSC连续梁桥并定义施工阶段进行施工阶段分析和按照JTG D62规范对结构进行设计验算。
一、结构描述这是一座50+60+50的三跨预应力混凝土连续箱梁桥,这里仅模拟其上部结构。
施工方法采用悬臂浇注,跨中截面和端部截面如图1所示。
图1-1跨中截面示意北京迈达斯技术有限公司技术资料——PSC变截面箱梁施工阶段分析及验算图1-2支座截面示意桥梁立面图如图2所示。
图2连续梁立面图图3钢束布置形状北京迈达斯技术有限公司技术资料——PSC变截面箱梁施工阶段分析及验算二、结构建模对于施工阶段分析模型,通常采用的建模方法是:1、定义材料和截面特性(包括混凝土收缩徐变函数定义);2、建立上部梁单元并赋予单元截面属性;3、定义结构组并赋予结构组信息;4、建立边界组并定义边界条件;5、定义荷载工况和荷载组;6、定义施工阶段;7、分阶段定义荷载信息(分施工阶段荷载和成桥荷载两部分);8、分析,分析完成后定义荷载组合进行后处理结果查看;9、定义设计验算参数按照JTG D62对结构进行长短期及承载能力验算。
下面就每个步骤分别详述如下——三、分步骤说明1、定义材料和截面特性本模型中涉及的材料包括混凝土主梁(C40)、预应力钢绞线(Strand1860)。
MIDAS/gen操作流程介绍操作流程L在MIDAS中新建一个模型:2.将CAD单线模型转换成DXF格式导入MIDAS(midm不识别曲线模型,并注意尺寸数问题);3.定义材料及截面属性;4.指定支座节点形式(边界条件):5.检查结构数据;6.定义荷载工况及荷载组合(DL;LL;WL;TS;TL;RL;SL等)7.荷载加载(坐标轴选取:整体坐标轴且是否选取投影面积;局部坐标轴);8杆件释放(释放梁端约束);9.前处理阶段运行;10.查看模态、变形及内力,并判断模型是否准确(如果对模型并不确保准确,可在荷载加载阶段只添加重力荷载,进行简单运行,初步检查模型是否正确);1L后处理阶段试算:12.根据试算结果,查看应力比及设计细节,调整覆盖项参数(再修改程序默认定义不准确的杆件类型以及杆件长细比)。
王I 导入模型开始就要设置好所需单位噢,荷,周L ;p f =自“娟孟J的隔-■独书才加期出-明荏分G 数糖q萌问我才析算俺h 军法敲忻处据l 水北照才析的is国丰玷性分析硼:i 融工mr 叫忻我造鼓跳2曲卜%直调w三或-m 命令信担心汗福面7捕捉类图标/看这里看这里看这里显不类图标所有功能应有尽有,只有你想不到没有他做不到其他软件一样有一些快捷键,比如F2只显示选中单元、F5前处理阶段运行、F8单元验算、F12删除多余杆件等。
各种命令有待你慢慢挖掘》D 视图类图标MIDAS 页面简介口后后口昌底占1Gen 2D14-u 杜仁山-[履里0匚1MJ 酬Qi 中国区清当啮®回出I4与油米后:毕唯I KH耳t L E R 皿,吐如”—三立01葡曲弹1记南唱的现则可动.百T :实宜-、一.、gfi 去。
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w w w.M i d a s U s e r.c o m钢结构安装过程施工阶段分析2钢结构安装过程施工阶段分析1、分析背景 (1)2、实际案例 (1)3、建模要点 (2)4、施工过程分析 (3)5、分析结果 (6)钢结构施工过程施工阶段分析钢结构安装过程施工阶段分析1、分析背景合理的施工方案和科学分析是保证结构安全经济的重要手段。
空间结构在世界范围内得到广泛应用的同时,其体系越来越新颖、形式越来越复杂,跨度也越来越大,对施工技术相应提出了越来越高的要求。
空间结构的施工过程是一个伴随结构形态和受力状态不断变化的动态过程,会出现体系转换、施工荷载加载和卸载等情况,这些都会大大影响结构内力,因此结构的最危险状态往往出现在施工过程中,传统的分析设计方法以使用阶段的结构作为研究对象,不考虑施工过程的影响,不能反映施工阶段真实的受力特点。
《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91第5.1.7条规定:“安装方法选定后,应分别对网架施工阶段的吊点反力、挠度、杆件内力、提升或顶升时支承柱的稳定性和风载下网架的水平推力等项进行验算,必要时应采取加固措施。
”因此,在实际施工过程,我们对结构施工过程中的内力、挠度进行观测,将实测值与理论仿真分析的结果作比较,如果发现较大偏差可采取有效措施进行调整。
这样才能保证结构施工的安全性,保证结构施工满足设计的要求。
2、实际案例本例中,钢结构大屋盖施工安装采用高空拼装、等标高直线累计滑移技术,其中桁架下弦面设置滑移通道。
工程分6榀桁架逐一拼装,顺次滑移进行安装,主要荷载为自重。
同时考虑千斤顶临时支点的布置和释放对钢结构安装过程进行模拟计算。
1钢结构安装过程施工阶段分析2图1 基本模型3、建模要点:(1)定义结构组图2 施工组1 图3 施工组2图2:第一榀桁架单元赋给一个结构组“施工组1”(自命名); 图3:第二榀桁架单元赋给另一个结构组“施工组2”; 以此类推,6榀桁架单元分别赋给6个结构组;变壁厚水池分析与设计3(2)定义边界组图4 滑移步1 图5 滑移步2图4:第一榀桁架架设在滑道上,将边界约束赋给一个边界组“滑移步1”(一端约束X 、Y 、Z 向位移,另一端约束Z 向位移);图5:第二榀桁架与第一榀桁架对接时,对接节点由千斤顶顶起至设计标高,相应支点约束采用结构变形前的支承位置,约束Z 向位移;以此类推,千斤顶的布置与释放通过边界约束来实现,同时分别赋给不同的边界组。
—钢筋混凝土结构施工阶段分析北京市海淀区中关村南大街乙56号方圆大厦1402室Phone : 010-8802-6170 Fax : 010-8802-6171E-mail : Beijing@M odeling, I ntegrated D esign & A nalysis S oftware目录简要 (1)设定操作环境及定义材料和截面 (2)用建模助手建立模型 (6)建立框架柱及剪力墙 (9)楼层复制及生成层数据文件 (11)定义楼面荷载 (12)定义结构组、边界组、荷载组 (13)分配结构组 (14)定义边界条件 (15)输入施工阶段楼面荷载 (15)输入使用阶段楼面活荷载 (17)定义自重 (18)输入施工阶段分析数据 (19)定义结构类型 (20)运行施工阶段分析 (21)查看分析结果 (22)荷载组合 (23)查看使用阶段分析结果 (24)施工阶段柱弹性收缩结果 (24)简要本例题介绍MIDAS/Gen 的施工阶段分析和设计的方法。
例题模型为六层钢筋混凝土框-剪结构。
基本数据如下:轴网尺寸:见平面图设定操作环境及定义材料和截面1:主菜单选择文件>新项目文件>保存:输入文件名并保存2:主菜单选择工具>单位体系: 长度m, 力kN定义单位体系3:主菜单选择模型>材料和截面特性>材料:添加材料号:1 名称:C30 规范:GB(RC)混凝土:C30 材料类型:各向同性定义材料注:也可以通过程序右下角随时更改单位。
4:主菜单选择模型>材料和截面特性>时间依存性材料(徐变/温度收缩):添加名称:creep 设计标准:中国规范28天材龄抗压强度(标准值):20100kN/m2相对湿度:70% 构件理论厚度:1m(先假定此值,程序可以自动计算)开始收缩时混凝土的材龄:3天定义时间依存性材料5:主菜单选择模型>材料和截面特性>时间依存性材料(抗压强度):添加函数名称:C300 类型:设计规范规范:CEB-FIP(欧洲)混凝土28天抗压强度(S28):20100kN/m2水泥种类:N.R:0.25(普通水泥)定义时间依存性材料抗压强度6:主菜单选择模型>材料和截面特性>时间依存性材料连接:将时间依存材料特性与定义的一般材料连接起来徐变和收缩:CREEP 强度进展:C300选择指定的材料:C30 操作:添加/编辑时间依存性材料连接7:主菜单选择模型>材料和截面特性:添加:定义梁、柱截面尺寸定义梁、柱截面8:主菜单选择模型>材料和截面特性>厚度:添加:定义剪力墙厚度定义剪力墙厚度用建模助手建立模型1 : 主菜单选择模型>结构建模助手>框架:输入:添加x坐标,距离5,重复2;距离3.9,重复2;距离4.3,重复2;添加y坐标,距离5,重复3;编辑:Beta角,90度,生成框架;插入:插入点,0,0,0;Alpha,-90。
目录Q1、施工阶段荷载为什么要定义为施工阶段荷载类型 (2)Q2、 POSTCS阶段的意义 (2)Q3、施工阶段定义时结构组激活材龄的意义 (2)Q4、施工阶段分析独立模型和累加模型的关系 (2)Q5、施工阶段接续分析的用途及使用注意事项 (2)Q6、边界激活选择变形前变形后的区别 (3)Q7、体内力体外力的特点及其影响 (4)Q8、如何考虑对最大悬臂状态的屈曲分析 (4)Q9、需要查看当前步骤结果时的注意事项 (5)Q10、普通钢筋对收缩徐变的影响 (5)Q11、如何考虑混凝土强度发展 (5)Q12、从施工阶段分析荷载工况的含义 (5)Q13、转换最终阶段内力为POSTCS阶段初始内力的意义 (6)Q14、赋予各构件初始切向位移的意义 (6)Q15、如何得到阶段步骤分析结果图形 (6)Q16、施工阶段联合截面分析的注意事项 (6)Q17、如何考虑在发生变形后的钢梁上浇注混凝土板 (7)Q1、施工阶段荷载为什么要定义为施工阶段荷载类型A1.“施工阶段荷载”类型仅用于施工阶段荷载分析,在POSTCS阶段不能进行分析。
如果将在施工阶段作用的荷载定义为其他荷载类型,则该荷载既在施工阶段作用,也在成桥状态作用。
在施工阶段作用的效应累加在CS合计中,在成桥状态作用的荷载效应以“ST荷载工况名称”的形式体现。
因此为了避免相同的荷载重复作用,对于在施工阶段作用的荷载,其荷载类型最好定义为施工阶段荷载。
注:荷载类型“施工荷载”和“恒荷载”一样,都属于既可以在施工阶段作用也可以在POSTCS阶段独立作用的荷载类型。
Q2、P OSTCS阶段的意义A2.POSTCS是以最终分析阶段模型为基础,考虑其他非施工阶段荷载作用的状态。
通常是成桥状态,但如果在施工阶段分析控制数据中定义了分析截止的施工阶段,则那个施工阶段的模型就是POSTCS阶段的基本模型。
沉降、移动荷载、动力荷载(反应谱、时程)都是只能在POSTCS阶段进行分析的荷载类型。
MIDAS/Gen软件常见问题与解答目录一、建模 (1)二、加荷载 (8)三、分析 (11)四、查看结果 (18)五、设计 (21)六、工具、视图、其它 (25)一、建模问:我想在程序中通过修改数据库中的材料特性值来定义一种材料,能否实现?答:例如想修改C30混凝土的部分参数,可先选择一个规范,再选择C30,然后将规范改为“无”,就可以对C30混凝土的参数进行修改,而不用用户自己输入材料的每一个特性值参数了。
问:不大明白“模型/材料和截面特征/截面特征系数”中设定参数,比如在“连梁刚度折减系数”和“梁设计弯矩增大系数”等应该怎么设定?答:在“模型/材料和截面特征/截面特征值系数”中一般使用得较多的是设定梁的刚度放大或者折减系数,这时候对于需要放大或者折减的梁,要单独定义一个截面号,然后修改Iyy(抗弯刚度),抗扭刚度则修改Ixx。
设计中,需要对一些梁的弯矩进行调幅的时候,选择要定义的梁,在“设计/钢筋混凝土构件设计参数/编辑梁端负弯矩调幅系数”里面进行设定。
问:在建模中,设计的截面在MIDAS截面库中没有,请问对于不规则的截面输入有什么方法?答:在“工具>截面特性值计算器”中计算截面的特性值后再导入到程序中。
问:在删除部分截面号后,如何对截面的号数进行重新编号,使其连续?答:点击菜单“模型/材料和截面特性/截面”,点击“重新编号”按钮,选择需要重新编号的截面,定义好“开始号”及“增幅”,注意勾选上“修改单元截面号”,点击“重新编号”即可。
问: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?答: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)。
混凝土湿重是指混凝土凝浇注时的重量。
问: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?答:计算收缩和徐变至少要定义一个施工阶段。