对MIDAS的学习、理解
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MIDAS学习心得土木二班张文博2013141473076Midas中文名迈达斯,是一种有关结构设计有限元分析软件,分为建筑领域、桥梁领域、岩土领域、仿真领域四个大类。
Midas FEA是“目前唯一全部中文化的土木专用非线性及细部分析软件”,它的几何建模和网格划分技术采用了在土木领域中已经被广泛应用的前后处理软件Midas FX+的核心技术,同时融入了MIDAS强大的线性、非线性分析内核,并与荷兰TNO DIANA公司进行了技术合作,是一款专门适用于土木领域的高端非线性分析和细部分析软件。
Midas FEA拥有简洁直观的用户界面,即使是初学者也可以在短期内迅速掌握。
特别是工程中比较难处理的各种非线性分析问题,程序不仅提供了简单的参数化输入方法,其全中文化的程序界面、全中文化的技术手册、全中文化的培训例题,可以让初学者迅速成长为高级分析人员。
在周六的Midas选修课上我们就跟着校外专家学习了Midas building和Midas gen的基本操作和设计方法。
在这之前我们仅仅学习了设计软件cad,看过简介后我确信这是一款比cad的功能更加强大的,专门针对工程领域的专业设计软件。
经过了几节课的学习,自己也有一些心得体会,现在写出来权当做复习和总结。
Midas的界面设计的相当不错,和office的界面很相似。
第一眼就给人非常专业和高端的感觉。
由于UI设计的很细致和人性化,不会给人距离感,让人觉得虽然这是一款专业设计软件,但是我操作起来不会觉得枯燥乏味。
Midas采用的是3d视角,与采用平面视角的cad相比,Midas无疑方便了很多。
对于设计师来说能看到建筑的模拟图形是很有帮助的。
在绘制一个建筑模型的时候,cad就只能按平面图、立面图、剖面图的顺序来绘制。
但是Midas是以3d的方式来建模的,非常的直观。
而且Midas对于建模时候的各个细节,都有相应的功能按钮。
对于墙、柱、梁、板,软件都是对应的不同的模块,批量操作时不容易产生误操作。
midas civil心得1、今天同事发现midas中当张拉钢束时当前阶段灌浆即下0个阶段灌浆(默认是这样),计算出来的等效面积和惯距是考虑钢束转化成混凝土后的面积,所以应该输入下1个阶段灌浆。
2、时间依存材料(徐变收缩)中28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值单位一定要看好,否则输入小了,总是提示你约束有误,我就犯了两回这样的错误,在边界条件上找了半天没有发现错误,其实是这个标号输入太小。
3、对于新手初次使用midas,一定要注意单位,记得一次有个同事在cad里划分好单元(单位mm),导入midas中用的单位是mm,导入后就是什么也没有,找了半天发现是单位不对,像用spc计算截面特性同样应该注意这个问题。
4、在进行抗震分析时,如果阵型始终达不到质量的90%,建议在特征值分析控制中采用多重ritz向量法。
5、静力荷载工况中除了温度和温度梯度,其他荷载都使用施工阶段荷载!!6、预应力钢束特性值中导管直径如果输入错误(我曾经给输入大了100倍,主梁断面给扣了所剩无几),结果计算出恒载反力出现负值!!7、移动荷载分析控制数据中计算位置杆系单元应点选内力(最大值+当前其他内力)及应力。
变截面组定义时的注意本人在学习中有所体会,写出来供大家一起学习讨论,也避免其他人和我一样走一些弯路。
1、PSC数值形截面(即从CAD中导入的截面)不能定义为变截面组,若将其指定为变截面组则不能作分析且不能转变为变截面.所以对于变截面问题要直接输入截面,不能导入。
2、从CAD中导入截面时,应注意:a.单位要正确,即导入前在cad中定义的单位,和导入时要统一。
b.所绘制的截面不能包含面域,否则在截面特征管理器中就无法显示定义为面域的那块,而且图形要是封闭的。
c.导入的步骤,首先用generate命令选中图形,在进行计算划分网格,最后输出保存,即可在截面对话框中导入数值型截面。
地基弹簧的模拟问题?地基弹簧只能受压,根据其特点,用只受压的弹性连接是最合适的,但是在有限元计算过程中会出现一个自由度奇异的问题。
Midas使用体验:从入门到精通2023年了,科技飞速发展,无论是人与人之间的交流,还是人与机器之间的交互,都变得越来越简单、自然。
而在这样的环境下,Midas这款优秀的工具变得越加重要,帮助我们更加高效地管理和处理信息。
本文将从入门到精通的角度,分享我的Midas使用体验。
从入门到精通,我相信每个人在学习任何一款软件时,都会先从基础开始。
对于Midas来说,它是一款多功能管道工程设计和分析软件,有着广泛的应用领域。
在最初的学习中,我首先了解了软件的安装和界面布局。
Midas的安装非常简单,只需要按照提示进行操作即可。
一旦安装完成,我们就会看到一个用户友好的主界面,其中包含了多个功能模块。
接着,我开始学习软件的基本操作,如新建项目、添加模型等。
Midas的操作非常直观,只需要点几下鼠标就能完成。
在学习的过程中,我注意到软件还提供了一些快捷键和命令,这些操作可以使我们的设计工作更加快速高效。
在使用过程中,我发现软件文档非常齐全,不论是网上还是软件内部都能找到对应的帮助文件,这极大地方便了我的学习过程。
在掌握了软件的基本操作后,我开始尝试使用更高级的功能。
Midas的高级功能非常强大,可以帮助我们进行更加细致的设计和分析。
其中最为重要的是其管路和结构分析功能。
在管路分析中,Midas 可以帮助我们分析管道系统的应力、变形和损伤等,这对于我们确保管道系统的安全和可靠性至关重要。
结构分析方面,Midas可以帮助我们分析建筑物和桥梁等结构体系的稳定性和强度。
这些高级功能虽然学习难度较大,但一旦掌握,我们就可以更加自如地操作软件,完成更加复杂的设计和分析工作。
在我使用Midas的过程中,还发现软件提供了许多实用的插件和工具,如自动建模插件、辅助计算工具等。
这些插件和工具极大地扩展了Midas的功能,使我们在设计和分析工作中更加高效。
同时,Midas还不断更新软件版本,并加入一些新的功能,如增加对BIM技术的支持等。
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Midas FEA是“目前唯一全部中文化的土木专用非线性及细部分析软件”,它的几何建模和网格划分技术采用了在土木领域中已经被广泛应用的前后处理软件Midas FX+的核心技术,同时融入了MIDAS强大的线性、非线性分析内核,并与荷兰TNO DIANA公司进行了技术合作,是一款专门适用于土木领域的高端非线性分析和细部分析软件。
Midas FEA拥有简洁直观的用户界面,即使是初学者也可以在短期内迅速掌握。
特别是工程中比较难处理的各种非线性分析问题,程序不仅提供了简单的参数化输入方法,其全中文化的程序界面、全中文化的技术手册、全中文化的培训例题,可以让初学者迅速成长为高级分析人员。
在周六的Midas选修课上我们就跟着校外专家学习了Midas building和Midas gen的基本操作和设计方法。
在这之前我们仅仅学习了设计软件cad,看过简介后我确信这是一款比cad的功能更加强大的,专门针对工程领域的专业设计软件。
经过了几节课的学习,自己也有一些心得体会,现在写出来权当做复习和总结。
Midas的界面设计的相当不错,和office的界面很相似。
第一眼就给人非常专业和高端的感觉。
由于UI设计的很细致和人性化,不会给人距离感,让人觉得虽然这是一款专业设计软件,但是我操作起来不会觉得枯燥乏味。
Midas采用的是3d视角,与采用平面视角的cad相比,Midas无疑方便了很多。
对于设计师来说能看到建筑的模拟图形是很有帮助的。
在绘制一个建筑模型的时候,cad就只能按平面图、立面图、剖面图的顺序来绘制。
总结了一下MIDAS软件MIDAS(Mechanical and Industrial Design Automation System)软件是一款综合性的结构工程软件,主要用于结构分析、设计和优化。
它由MIDAS IT公司开发,已经成为全球范围内最受欢迎和广泛应用的结构工程软件之一、MIDAS软件具有多种功能模块,以满足不同类型和规模的工程项目的需求。
这篇文章将总结MIDAS软件的主要特点和应用领域。
首先,MIDAS软件具有强大的分析功能。
它可以进行线性和非线性的静力分析、动力分析、热力分析和随机振动分析。
MIDAS软件支持多种分析方法,包括有限元分析、边界元分析、离散元分析和模态分析等。
使用这些分析功能,工程师可以准确地评估结构的安全性、性能和可靠性。
其次,MIDAS软件拥有丰富的设计工具。
它提供了多种建模工具和设计工具,包括梁、板、壳、柱和节点等元素的建模工具,以及截面设计、构件设计和连接设计等功能。
MIDAS软件还支持多种材料的设计和分析,如钢、混凝土、木材和复合材料等。
这些设计工具使工程师能够高效地完成结构设计,并优化结构的性能和成本。
此外,MIDAS软件还具有直观友好的用户界面和高效的计算引擎。
用户界面简洁明了,功能布局合理,使得用户能够轻松地进行建模、分析和设计。
计算引擎采用了高效的算法和计算方法,可以快速地进行大规模的结构分析和优化。
MIDAS软件的应用领域非常广泛。
它可以应用于建筑、桥梁、隧道、高速公路、航空航天、海洋工程、电力工程等各种工程项目。
工程师可以使用MIDAS软件对结构进行分析和设计,确保结构的安全和可靠性。
此外,MIDAS软件还可以帮助工程师进行结构优化,以达到最佳的性能和成本。
尽管MIDAS软件的功能和应用领域非常广泛,但它也存在一些限制。
首先,MIDAS软件的学习曲线较陡峭,需要一定的培训和实践才能熟练掌握。
其次,MIDAS软件的使用需要较大的计算资源,特别是对于大型和复杂的结构分析和优化。
Midas应用个人心得与总结分享Midas应用个人心得与总结分享从XX年工作后开始学习midas,将所作的计算挑选10个典型,由简入难做一简单总结.附图,因涉及实际设计图纸,模型未附上,仅介绍一下思路和注意事项即自己曾走的弯路。
一、钢筋混凝土弯桥:刚工作后接触的第一个计算:4*20半径70m。
用gqjs直线桥、midas空间梁单元弯桥、桥博梁格法分别建模计算。
midas思路:当时做法excel中计算节点坐标,pl导入cad,dxf 导入midas。
注意局部坐标系的建立,支座与主梁采用刚性连接。
仅与其他软件比较弯矩内力和支反力,未考虑支座预偏心。
二、3-30滑模施工:为与桥博作比较,截面顶面中心对齐,建模节点与梁底节点加刚性连接。
顺便做了模态分析,基频计算与规范理论计算差不多。
通过有效宽度系数考虑应力验算的有效宽度。
注意梯度温差中B的取值、支座沉降组沉降的正负、施工阶段分析中的单元组、混凝土龄期、边界组取变形后、psc设计注意施工阶段用的'荷载定义为施工阶段荷载。
荷载组合中预应力乘以0.8需要手动修改,,但是psc设计用的混凝土设计中的组合系数不用修改,程序自动考虑,工作总结《转载:某工Midas应用个人总结》。
当时对两个程序预应力损失的计算逐项做了一下对比,两者基本吻合。
第四项损失midas未考虑逐根张拉。
我是在施工阶段中将预应力分组在子阶段分批张拉。
三、横向预应力:等效荷载我是定义为用户定义荷载;自动生成组合后用包络再与用户定义荷载组合。
注意1.单向张拉钢束特征值的数据;2.长期组合中仅考虑恒活载,其余可不计。
附:1.根部弯矩一般比计算值大0.15-0.3,可参考城市规范,自己酌情考虑。
2.规范中冲击系数为1.3,有疑问,一般为0.3吧,布置是否笔误。
取1.3的话,承载能力要求太高了。
四、下部结构的联合计算:1)m法对节点采用节点弹性支撑系数的计算。
2)支座刚度的计算,在墩顶考虑支座加了约束3)截面特征系数的调整:0.67或0.85。
MIDAS学习技巧1.理解基本概念和原理:在学习MIDAS之前,首先要理解这门技术的基本概念和原理。
了解数据库和数据挖掘等相关概念,并了解MIDAS在这些领域中的应用。
这样有助于我们更好地理解MIDAS的设计和使用。
2. 学会使用MIDAS的工具和软件:MIDAS有许多工具和软件可供学习和使用。
学会使用这些工具,例如MIDAS命令行工具、MIDAS R package和MIDAS Matlab toolbox等,可以帮助我们更好地进行实际操作和编程。
3.阅读相关文献和案例研究:阅读MIDAS相关的文献和案例研究是学习MIDAS的重要途径。
通过阅读和分析实际应用案例,我们可以更好地理解MIDAS的原理和应用场景,并且学习到一些实用的技巧和经验。
4.进行实际项目和练习:实践是掌握MIDAS的关键。
选择一个实际的项目或者练习题目,将MIDAS技术应用到其中,并进行实际操作和编程。
通过这样的实践,我们可以更好地理解和掌握MIDAS的技术和方法。
5.参加MIDAS培训和研讨会:参加MIDAS培训和研讨会是学习MIDAS的另一种有效途径。
在培训和研讨会中,我们可以直接学习到一些MIDAS的最新应用和技巧,并且可以和其他学习者进行交流和讨论,共同提升。
6.跟踪最新研究和进展:MIDAS作为一门新兴的技术,不断有新的研究和进展。
跟踪这些最新的研究和进展,可以帮助我们了解MIDAS的最新应用和技术,并且可以促使我们不断学习和进步。
7.形成学习小组或合作学习:组建一个学习小组或进行合作学习可以增加学习的动力和效果。
大家可以一起讨论和解决问题,互相学习和交流经验。
这样可以提高学习的效果,并且可以更好地理解和应用MIDAS技术。
8.不断实践和应用:最重要的学习技巧是不断实践和应用。
只有通过实际的操作和应用,我们才能真正掌握和理解MIDAS的技术和方法。
因此,不断实践是提高MIDAS学习效果的关键所在。
Midas Gen 学习总结一、YJK导入gen(详见“YJK模型转midas模型程序功能与使用”)1.版本选择选择版本V7.30,YJK中的地震反应谱函数和反应谱工况的相关内容不转换V8.00则进行转换。
建议取V8.00。
2.质量来源(质量源)同YJK:查看midas工作树形菜单中“质量”只有节点质量,各节点的质量大小及分布与YJK完全一致,不需要在gen中再将荷载和自重转换为质量。
建议取此选项。
Midas自算:查看midas工作树形菜单中“质量”有荷载转化为质量,同时“结构类型”中参数“将自重转化为质量”也自动勾选。
转入了在YJK定义的各种材料重度及密度。
3.墙体转换板:墙与连梁(墙开洞方式)都转换成midas的板单元,自动网格划分,分析结果较墙单元精确,但不能按规范给出配筋设计。
墙单元:墙转换成墙单元的板类型,连梁转换成梁单元。
分析结果没有板单元精确,但能按规范给出配筋设计。
4. 楼板表现楼板分块:导入到midas楼板为3节点或4节点楼板,需要在midas划分网格。
YJK网格划分:需要将楼板定义为弹性板,并勾选与梁变形协调,导入midas网格已划分,同时梁也实现分割,与板边界耦合。
4.楼屋面荷载板上均布荷载:导入midas楼面荷载同YJK。
导入后查看是否存在整层节点“刚性连接”。
导到周围梁墙:导入midas楼面荷载分配到周边梁墙。
二、gen建模、分析1、建模过程:(cad导入法)①前期准备:修改模型单位(mm)→定义材料、截面和厚度;②构件建模:从cad中导入梁→单元扩展生成柱墙→墙体分割与开洞→定义楼板类型(刚性板/弹性板);③施加荷载:定义静力荷载工况(恒、活、X/Y风)→分配楼面荷载和施加梁荷载→定义风荷载→定义反应谱和地震作用(Rx、Ry)→定义自重;④补充定义:荷载转化成质量→结构自重转化成质量→定义边界(支承条件、释放约束)→定义结构类型和层数据;⑤运行分析:先设定特征值的振型数量,然后点击运行分析。
midascivil心得;1、今天同事发现midas中当张拉钢束时当前阶段;2、时间依存材料(徐变收缩)中28天龄期混凝土立;3、对于新手初次使用midas,一定要注意单位,;4、在进行抗震分析时,如果阵型始终达不到质量的9;5、静力荷载工况中除了温度和温度梯度,其他荷载都;6、预应力钢束特性值中导管直径如果输入错误(我曾;7、移动荷载分析控制数据中计算位置midas civil 心得1、今天同事发现midas中当张拉钢束时当前阶段灌浆即下0个阶段灌浆(默认是这样),计算出来的等效面积和惯距是考虑钢束转化成混凝土后的面积,所以应该输入下1个阶段灌浆。
2、时间依存材料(徐变收缩)中28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值单位一定要看好,否则输入小了,总是提示你约束有误,我就犯了两回这样的错误,在边界条件上找了半天没有发现错误,其实是这个标号输入太小.3、对于新手初次使用midas,一定要注意单位,记得一次有个同事在cad里划分好单元(单位mm),导入midas中用的单位是mm,导入后就是什么也没有,找了半天发现是单位不对,像用spc计算截面特性同样应该注意这个问题。
4、在进行抗震分析时,如果阵型始终达不到质量的90%,建议在特征值分析控制中采用多重ritz向量法。
5、静力荷载工况中除了温度和温度梯度,其他荷载都使用施工阶段荷载!!6、预应力钢束特性值中导管直径如果输入错误(我曾经给输入大了100倍,主梁断面给扣了所剩无几),结果计算出恒载反力出现负值!!7、移动荷载分析控制数据中计算位置杆系单元应点选内力(最大值+当前其他内力)及应力。
变截面组定义时的注意本人在学习中有所体会,写出来供大家一起学习讨论,也避免其他人和我一样走一些弯路。
1、PSC数值形截面(即从CAD中导入的截面)不能定义为变截面组,若将其指定为变截面组则不能作分析且不能转变为变截面.所以对于变截面问题要直接输入截面,不能导入。
2、从CAD中导入截面时,应注意:a。
midas civil心得《midas civil 心得》作为一名结构工程领域的从业者,midas civil 这款软件在我的工作中扮演了至关重要的角色。
在长期使用它进行结构分析与设计的过程中,我积累了不少宝贵的经验和心得,在此想与大家分享。
midas civil 是一款功能强大且全面的有限元分析软件,它涵盖了从桥梁到建筑,从地下结构到塔架等各种结构类型的分析和设计。
刚接触这款软件时,我被它丰富的功能和复杂的操作界面所震撼。
但随着不断的学习和实践,我逐渐掌握了它的核心功能和操作技巧。
在使用 midas civil 进行建模的过程中,准确地定义结构的几何形状和边界条件是至关重要的。
这需要我们对实际结构有清晰的理解,并能够将其准确地转化为软件中的模型。
比如在建立桥梁模型时,需要精确地描绘主梁、桥墩、桥台等构件的形状和尺寸,同时合理设置支座的约束条件。
一个小的错误或疏忽都可能导致分析结果的巨大偏差。
材料属性的定义也是不容忽视的环节。
不同的材料具有不同的力学性能,如弹性模量、泊松比、密度等。
我们必须根据实际使用的材料,准确地输入这些参数。
否则,计算结果将无法真实反映结构的受力情况。
荷载的施加是另一个关键步骤。
无论是恒载、活载还是风载、地震作用等,都需要根据相关规范和实际情况进行准确的计算和施加。
比如在桥梁设计中,车辆荷载的布置方式和大小需要严格按照交通流量和车辆类型进行确定。
在进行结构分析时,midas civil 提供了多种分析方法,如线性分析、非线性分析、动力分析等。
选择合适的分析方法对于获得准确的结果至关重要。
例如,对于大跨度桥梁或复杂的高层建筑,考虑几何非线性和材料非线性的影响可能是必要的。
在查看分析结果时,需要有敏锐的判断力和丰富的经验。
要能够从众多的数据和图表中提取出关键信息,判断结构的安全性和合理性。
比如,通过查看构件的内力、位移、应力等结果,判断是否存在超筋、裂缝过大等问题。
在实际工程中,我曾遇到过一个复杂的高层建筑结构设计项目。
对MIDAS等软件的学习、理解-------继续探讨笔者“曲线梁桥”程序与MIDAS、ANSYS、“桥梁博士”对比计算中出现显著差异的原因------2006-02-19珠海东部久远科技有限公司孙广华博士、副研究员最近笔者进入MIDAS官方网站,阅读并下载了一些文件,仔细地进行了研究。
有以下了解:1.证实了笔者以前的推测:MIDAS计算梁的时候,是用形心代替剪力中心的。
进入网站的“技术资料”——“变截面梁”,出现关于变截面梁单元基本假定、单元刚度矩阵生成方法、公式等资料(英文)。
其中基本假定的第3条是:变截面梁单元的弯曲中心和剪力中心是重合的(The element cross_section bending and shear centers are coincited);“梁单元”(即等截面梁)也有同样的规定。
2.“技术资料”——“变截面梁”,基本假定的第4条是:梁单元可以承受轴向力、绕横截面两主轴的弯矩和绕其重心轴的扭矩(The element is capable of resisting axial forces,bending moments in the plane of its cross_section, and twisting moments about its centroidal axis),注意:它不考虑与梁扭转有关的另一项内力——双力矩。
双力矩是在梁的横截面上弯矩的反对称分配。
如果把箱梁简化为单根梁单元,由于不考虑双力矩,计算出来的受扭箱梁左右主梁的弯矩必然是相等的,仅剪力有差异。
这显然不对。
实际情况应当是:箱梁左右主梁的剪力、弯矩都会有差异。
3.剪力中心是弹性薄壁杆理论里的一个概念。
形心是所有杆(梁)理论里都有的概念。
弹性薄壁杆受到的垂直于杆轴线的外力,要等效平移到剪力中心轴线上—成为垂直于剪力中心轴线的力和绕剪力中心轴线的力矩,然后进行包括扭转在内的变形计算。
如果杆单元不受垂直于杆轴线的外力,不考虑剪力中心也不妨碍进行正确的扭转内力计算。
当采用更精确的力学模型时,形心、剪力中心的概念就不存在了。
比如,用板壳单元模拟薄壁杆结构,就不存在整体截面的形心、剪力中心问题。
箱形梁桥这样的结构简化为弹性薄壁杆进行分析,就必须找出它横截面的形心、剪力中心,才能正确计算它在横向力作用下的弯曲、扭转。
如果用梁格体系模拟箱形梁桥,形心、剪力中心的横桥向位置都不需要,但其竖向位置是必不可少要知道的。
4.梁桥的形心、剪力中心绝大多数情况下都不会重合。
单箱多室箱形梁桥的剪力中心一般在形心下方,多箱多室箱形梁桥、开口截面梁桥的剪力中心一般在形心上方。
只有实心板桥,如果它两侧没有悬臂板,或者悬臂板影响可以忽略,其剪力中心与形心是重合的。
(笔者“曲线梁桥”程序可以用图形显示梁截面上的主梁自动划分、翼板有效宽度、形心和剪力中心位置)5.用MIDAS的板壳单元模拟箱形梁桥,可以避开它不计算剪力中心的缺点,但在应用上有相当的困难。
最主要的是各国土木结构设计规范有关混凝土梁强度计算的条文,都是以弯矩、剪力、扭矩和梁横截面尺寸为基础制定的。
板壳单元输出的是梁横截面上若干点的应力,不能直接用于强度计算。
对于位置固定的静力荷载,当然可以把若干点的应力换算成横截面上的内力。
对于位置不固定的车辆荷载,理论上必须采用影响面方法求最大、最小效应。
板壳单元输出的只能是各点的应力影响面。
把各点的应力影响面重新合成为横截面的内力影响面,要另外附加大量工作,不知道MIDAS有无这项功能。
因此,在计算梁式桥时,最实用的方法,应当是梁格法(MIDAS的文档资料里,也有这句话)。
6.MIDAS是不能按照输入的桥梁结构形状自动建立梁格模型。
网站/FAQ里有一资料“(54)梁格法建模注意事项”,见附件2。
“在梁桥中会经常使用梁格法建立模型,因为不同的设计人员对横向联系的模拟(虚梁的设置)不尽相同,所以分析结果会略有差异。
”不能自动建立梁格模型,不仅大大增加了用户的工作量,也使计算者主观因素对计算结果发生影响,不是“略有差异”,而是差别很大,不能说不是一个缺憾。
注意事项的第4项,“虚拟的横向联系梁的刚度可按一字或二字形矩形截面计算”,横向联系梁的抗弯、抗扭刚度可以这么算,但箱形梁横向抗剪刚度计算就不是这样了,正确算法见E.C.汉勃利《桥梁上部构造性能》(郭文辉译, 人民交通出版社, 1982 年),孙广华的《曲线梁桥计算》(人民交通出版社, 1995 年)也引述了汉勃利的算法。
7.用MIDAS计算梁式桥,在什么情况下结果可能是可靠的?情况一、预应力、非预应力直梁桥的静力计算情况二、非预应力曲线梁桥的静力计算情况三、预应力、非预应力的直梁、曲线实心板梁桥的静力计算、动力计算还有一个前提:要按照前面6里的正确方法建立梁格模型。
说“可能是可靠的”,因为要得到正确结果,相关的因素太多太多,有程序编制方面的因素,也有使用者的人为因素。
8.MIDAS和ANSYS、SUP2000及国内桥梁分析软件MIDAS不考虑剪力中心的问题,在ANSYS、SUP2000、“桥梁博士”也同样存在。
在用它们建立梁格法时候,同样有工作量大和在什么情况下结果才可能是可靠的的问题。
但这毕竟是小缺点,绝对无损于它们优秀软件的名誉。
笔者查阅了ANSYS、SUP2000的杆单元资料,其中有不少横截面非中心对称的杆单元,这样的截面,形心和剪力中心是不重合的。
为什么它们都不提剪力中心(MIDAS倒是声明了“形心和剪力中心重合”)?应当不是由于疏忽,可能有他们的思考。
笔者还想钻这个牛角尖,争取找到答案。
9.相比之下,笔者的“曲线梁桥”程序显示出了突出的优点。
(1)它计算梁截面的形心和剪力中心,形心位置考虑了翼板有效宽度,钢索水平分力对剪力中心取矩;(2)程序在输入了结构外部尺寸、材料标号、顺桥向划分的单元数以后,自动建立梁格力学模型,计算者不能干预;(3)程序在输入了最大车道数以后,即可以完成动态布载,输出各主梁各截面的组合内力、应力、钢筋数量、预应力钢筋应力;(4)除了顺桥向划分的单元数的多少是由计算者决定、对精度有一定影响外,整个计算基本不受计算者主观因素影响。
如果和MIDAS“梁格法建模注意事项”比较一下,“曲线梁桥”程序的应用实在是够简单了。
附件1:“曲线梁桥”程序与MIDAS、ANSYS、“桥梁博士”对比计算B240算例:2*40m,R=80m, 每墩双支座间距2.75m。
横截面见下图等壁厚0.25m。
梁高2.0m。
设计这样的横截面,是为了尽可能排除有效宽度影响(对于曲线梁,笔者程序和他人程序计算的有效宽度有可能有差别),因为在静悬臂宽度 1.25m 与理论跨径0.8*40m的比值远小于0.05, 按照新公路规范JTG D62-2400 第4-2-3条计算的翼缘有效宽度就是全宽度。
没有横隔板,没有桥面恒载,材料容重为 1 kn/m**3。
只布置两根底版水平索,分别位于腹板中心下方、距梁顶1.8m处,有效张拉力均为5000kn。
不考虑任何应力损失,不考虑徐变。
这个算例简单,其扭转效应手算也可能。
“曲线梁桥”程序计算的横截面几何性质:剪力中心在初座标系 X-Y 中位置:XSC ( M )= .0000 YSC ( M )= .9551(到梁顶距离)截面重心在初座标系 X-Y 中位置:XCC ( M )= .0000 YCC ( M )= .8409(到梁顶距离)截面总面积 IAA(M**2)= .27500000E+01截面总抗弯惯矩 IUU(M**4)= .16126890E+01截面总抗弯惯矩 IVV(M**4)= .45885420E+01截面总抗扭惯矩 IDD(M**4)= .25733510E+01截面抗翘曲惯矩 IWW(M**6)= .10870250E+00弹性模量 EE (KN/M**2)= 33000000.00剪切模量 GG (KN/M**2)= 14190000.00笔者手算和用“曲线梁桥”程序计算的结果附表1的竖向刚度无穷大。
单根曲梁有限单元模型,考虑了横截面翘曲,没有考虑畸变。
虽然在设计B240 的墩身及支座时,使其刚度尽可能大,但程序计算出来的竖向刚度只是有限大(1e10)。
平面格构有限单元模型,横截面方向可以发生剪切变形(畸变),不同主梁挠度上的差异又使得横截面发生翘曲。
它对支座,也是按弹性考虑的。
因此,平面格构有限单元模型的结果应当是更接近实际情况。
天津市政设计院计算整理的结果附表4立体的、几乎没有经过任何简化的空间模型,但在程序内部进行计算时实际采用的,仍然是单根曲梁模型,既没有考虑截面畸变,也没有考虑截面的剪力中心。
证据一:MIDAS、ANSYS、桥梁博士计算恒载下的支点力,与附表1解析法结果、单根曲梁模型结果高度一致,而与附表1考虑了截面畸变的平面格构结果不一致,说明实际采用的是单根曲梁模型,没有考虑截面畸变。
证据二、笔者用解析法计算预应力作用下B240例,用形心取代剪力中心,计算结果与MIDAS非常接近,见附表5。
(箱形截面的剪力中心比形心低,B240例钢索至剪力中心0.8449m, 至形心0.9591m)用形心代替剪力中心、用解析法计算预应力作用下B240例支座反力与MIDAS等的比较附件2:MIDAS梁格法建模注意事项在梁桥中会经常使用梁格法建立模型,因为不同的设计人员对横向联系的模拟(虚梁的设置)不尽相同,所以分析结果会略有差异。
下面就一些注意事项供设计人员参考。
1. 将多室箱梁分割为梁格时,注意纵梁的中和轴位置应尽量一致。
2. 每跨内的虚拟的横向联系梁数量不应过少(划分为1.5m左右一个在精度上应能满足要求)。
3. 虚拟的横向联系梁之间尽量要设为铰接(可将纵梁之间的虚拟横梁分割为两个单元,将其中一个释放梁端约束)。
4. 虚拟的横向联系梁的刚度可按一字或二字形矩形截面计算。
5. 虚拟的横向联系梁的重量应设为零(可在截面刚度调整系数中调整)。
6. 当虚拟的横向联系梁悬挑出边梁外时,应设置虚拟的边纵梁(为了准确地计算自振周期和分配荷载),此时可将虚拟的边纵梁作为一个梁格进行划分。
7. 定义移动荷载的车道时,应尽量选择按“横向联系梁”方法分布移动荷载,此时应将所有的横向联系梁定义为一个结构组,并在定义车道时选择该结构组。
8. 定义车道时最好定义两次车道,一次按横向偏载定义,一次按横向中间向两边定义。
定义移动荷载工况时可定义偏载和居中两个工况(荷载组合中会自动找到包络结果)。
9. 定义支座时尽量遵循一排支座中只约束其中一个支座在X, Y方向的自由度的原则(否则温度荷载结果会偏大)。
另外,多支座时一般可不约束旋转自由度。
10. 注意输入梁截面温度荷载时宽度B的取值为实际翼缘宽度(或腹板宽度之和)。