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midas Civil 基本操作——by 石头歌一、材料定义三种定义材料的方法：1、导入数据库中的材料性能参数2、用户自定义【材料和截面】对话框——【添加】——【设计类型】选择【用户定义】，输入【名称】和【用户定义】中的材料性能参数，【确认】。
3、导入其它模型中的材料性能参数【材料和截面】对话框——【导入】，打开其它模型，从【选择列表】中选择不导入的材料，输回到【材料列表】，【编号类型】选择【新号码】以避免覆盖已存在的材料，点击【确认】。
二、时间依存材料定义时间依存材料是英文说法的直译，在国内就是指混凝土的收缩徐变特性，在其他国家还包含混凝土抗压强度随时间变化的特性。
1、徐变和收缩在这里，先介绍混凝土收缩徐变特性的定义方法。
三个步骤：（1）定义收缩徐变函数【特性】——【时间依存性材料】——【徐变/收缩】——【时间依存性材料（徐变和收缩）】对话框——【添加】，输入【名称】，选择【设计规范】，例如选择【China (JTG D62-2004)】，输入各参数，【确认】。
注意：【构件理论厚度】可暂时输入一个正数值，以后在利用软件的自动计算功能进行修改；【水泥种类系数】规范中只给出一个值，一般的硅酸盐水泥或快硬水泥取 5 。
国外相关论文对该系数的解释：与水泥种类有关的系数，对于慢硬水泥（SL）取4；对于普通水泥（N）和快硬水泥（R）取5；对于快硬高强水泥（RS）取8。
用户也可以自定义混凝土的收缩徐变函数：【特性】——【时间依存性材料】——【用户定义】。
用户自定义混凝土收缩徐变函数很少使用，所以不再介绍。
（2）将定义好的收缩徐变函数与材料相连接【特性】——【时间依存性材料】——【材料连接】，选择【徐变和收缩】名称，【选择指定的材料】，点击【添加/编辑】。
（3）修改单元依存材料特性【特性】——【时间依存性材料】——【修改特性】，选中要修改的单元，选择要修改的参数，例如，选择【构件的理论厚度】，采用【自动计算】，选择【中国标准】，输入参数【a】，【适用】。
Civil使用手册01-材料的定义通过演示介绍在程序中材料定义的三种方法。
1、通过调用数据库中已有材料数据定义——示范预应力钢筋材料定义。
2、通过自定义方式来定义——示范混凝土材料定义。
3、通过导入其他模型已经定义好的材料——示范钢材定义。
无论采用何种方式来定义材料，操作顺序都可以按下列步骤来执行：选择设计材料类型（钢材、混凝土、组合材料、自定义）→选择的规范→选择相应规范数据库中材料。
对于自定义材料，需要输入各种控制参数的数据，包括弹性模量、泊松比、线膨胀系数、容重等。
钢材规范混凝土规范图1 材料定义对话框02-时间依存材料特性定义我们通常所说的混凝土的收缩徐变特性、混凝土强度随时间变化特性在程序里统称为时间依存材料特性。
定义混凝土时间依存材料特性分三步骤操作：1、定义时间依存特性函数（包括收缩徐变函数，强度发展函数）（图1，图2）；2、将定义的时间依存特性函数与相应的材料连接（图3）；3、修改时间依存材料特性值（构件理论厚度或体积与表面积比）（图4）；图1 收缩徐变函数图2 强度发展函数定义混凝土时间依存材料特性时注意事项： 1）、定义时间依存特性函数时，混凝土的强度要输入混凝土的标号强度； 2）、在定义收缩徐变函数时构件理论厚度可以仅输入一个非负数，在建立模型后通过程序自动计算来计算构件的真实理论厚度；3）、混凝土开始收缩时的材龄在收缩徐变函数定义中指定，加载时的混凝土材龄在施工阶段定义中指定（等于单元激活时材龄+荷载施加时间）；4）、修改单元时间依存材料特性值时要对所有考虑收缩徐变特性的混凝土构件修改其构件理论厚度计算值。
计算公式中的a 代表在空心截面在构件理论厚度计算时，空心部分截面周长对构件与大气接触的周边长度计算的影响系数；5）、当收缩徐变系数不按规范计算取值时，可以通过自定义收缩徐变函数来定义混凝土的收缩徐变特性；6）、如果在施工阶段荷载中定义了施工阶段徐变系数，那么在施工阶段分析中将按施工阶段荷载中定义的徐变系数来计算。
01Midas Civil截面特性计算器SPC1、截面特性计算器①截面特性计算器的功能使用截面特性计算器的目的是为了导入在midas中无法直接建立的截面。
②截面特性计算器的使用标准流程1)首先在CAD中画好所要导入的截面，并另存为dxf格式的文件。
2)打开截面特性计算器，导入dxf文件。
3)使用”Model>Section>Generate”功能形成截面，在”Name”中输入截面的名称（方便后面导入时截面的识别），并勾选其中的”Calculate Properties Now”，同时完成截面特性的计算。
4)使用”Model>Section>Export”功能导出sec文件，勾选其中的”MIDAS Sectin File”，命名后即可导出需要的sec文件。
5)然后在”File>Save”中保存spc文件，以便以后查询，或直接退出，程序会提示是否保存。
③在midas中导入上面形成的截面。
打开midas的“模型-材料和截面特性-截面”，点击“添加”，点击PSC选项，在下拉框中选择“PSC-数值”，点击“从SPC中导入截面”，选择相应的sec文件即可。
（若sec中含有多个截面，会弹出对话框，选择所需要的截面即可。
）2、利用截面特性计算器绘制特殊截面双拼45a工字钢①在CAD绘制双拼45a工字钢截面图形，另存为dxf格式文件。
②打开截面特性计算器，导入双拼45a工字钢dxf文件。
File>Import>AutoCAD DXF>OK③使用”Model>Section>Generate ”功能形成截面，在”Name ”中输入截面的名称，Type:Plane,Angle:2,Apply 。
④计算截面特性及导出sec 文件，Property>Calculate Section Property,MeshSize:10mm,Pause after Each Calc(打开)，Apply。
midas Civil 技术资料----横坡截面-梁截面温度设置目录midas Civil 技术资料1 ----横坡截面-梁截面温度设置 1 1概述2 2 带横坡截面-梁截面温度设置理论依据 23 带横坡截面-梁截面温度设置方法4 3.1 截面单元面积A y 的划分 4 3.2等效代换梁截面温度参数计算 6 3.3 梁截面温度设置 8 4 结果对比及验证 9 5总结 11 参考文献11北京迈达斯技术有限公司 桥梁部2013/07/291概述根据规范JTG D60-2004(4.3.10-3)条目中规定，需要计算折线温差作用效应。
在JTGD62-2004附录B中给出的温差作用效应计算的模型是平坡截面，然而，在实际设计工程中截面往往是带有横坡或顶面非水平，如图1，这就给在Civil中输入参数，准确计算带横坡截面的温差作用效应带来了一定的困难。
本文结合规范，给出带横坡截面温差作用效应计算时，Civil中梁截面温度参数设置的输入方法。
图1 带横坡截面2 带横坡截面-梁截面温度设置理论依据图2 温度梯度计算模式及任意单元面积A y内的温差效应公式首先，JTG D62-2004 附录B 条文说明中关于温差作用效应的计算公式如图2所示，由公式附B-18、B-19可知，在计算温差作用效应时，定义了多层纤维面积dy，根据该单元面积所处的位置不同（y值）来计算任意点应力。
由其详细的推导过程可知，其实就是把截面图3 附录B 温差作用效应计算公式其次，规范在附录B中，根据其条文说明的详细推导过程，给出了具体的温差作用效应的计算公式。
但是，规范示意的似乎是平坡截面的计算公式，并未给出带横坡截面等顶面非水平截面的温差作用效应计算公式，是不是这类截面就不能准确计算了呢？图4 温差作用效应计算流程和要点当然不是，由附录B条文说明的推导过程，可以清晰的了解到，其实，不管是平坡截面还是带横坡的截面，亦或是顶面非水平的其他截面，正确的计算方法都是相同的，都是按照图4所示的流程和要点进行计算的。
Civil使用手册01-材料的定义通过演示介绍在程序中材料定义的三种方法。
1、通过调用数据库中已有材料数据定义——示范预应力钢筋材料定义。
2、通过自定义方式来定义——示范混凝土材料定义。
3、通过导入其他模型已经定义好的材料——示范钢材定义。
无论采用何种方式来定义材料，操作顺序都可以按下列步骤来执行：选择设计材料类型（钢材、混凝土、组合材料、自定义）→选择的规范→选择相应规范数据库中材料。
对于自定义材料，需要输入各种控制参数的数据，包括弹性模量、泊松比、线膨胀系数、容重等。
钢材规范混凝土规范图1 材料定义对话框02-时间依存材料特性定义我们通常所说的混凝土的收缩徐变特性、混凝土强度随时间变化特性在程序里统称为时间依存材料特性。
定义混凝土时间依存材料特性分三步骤操作：1、定义时间依存特性函数（包括收缩徐变函数，强度发展函数）（图1，图2）；2、将定义的时间依存特性函数与相应的材料连接（图3）；3、修改时间依存材料特性值（构件理论厚度或体积与表面积比）（图4）；图1 收缩徐变函数图2 强度发展函数定义混凝土时间依存材料特性时注意事项： 1）、定义时间依存特性函数时，混凝土的强度要输入混凝土的标号强度； 2）、在定义收缩徐变函数时构件理论厚度可以仅输入一个非负数，在建立模型后通过程序自动计算来计算构件的真实理论厚度；3）、混凝土开始收缩时的材龄在收缩徐变函数定义中指定，加载时的混凝土材龄在施工阶段定义中指定（等于单元激活时材龄+荷载施加时间）；4）、修改单元时间依存材料特性值时要对所有考虑收缩徐变特性的混凝土构件修改其构件理论厚度计算值。
计算公式中的a 代表在空心截面在构件理论厚度计算时，空心部分截面周长对构件与大气接触的周边长度计算的影响系数；5）、当收缩徐变系数不按规范计算取值时，可以通过自定义收缩徐变函数来定义混凝土的收缩徐变特性；6）、如果在施工阶段荷载中定义了施工阶段徐变系数，那么在施工阶段分析中将按施工阶段荷载中定义的徐变系数来计算。
midas Civil 技术资料----设计用数值截面-截面参数设置目录midas Civil 技术资料1 ----设计用数值截面-截面参数设置 1 1问题提出2 2设计截面定义及参数设置 2 2.1设计用数值截面定义 2 2.2设计用数值截面-参数设置 4 3箱形截面-受扭塑性抵抗矩W t 计算示例 7 参考文献8北京迈达斯技术有限公司 桥梁部2013/04/271问题提出设计用数值截面，矩形、T形、I形截面参数如何设置是非常重要的，关系到设计容许值的结果。
大家可结合如下所述，对照规范公式进行理解。
2设计截面定义及参数设置2.1设计用数值截面定义1．在CAD中绘制设计截面，如图2-1所示，并存为*.dxf文件，分别为矩形、箱形、T形、I形。
单位：m图2-1 截面参数设置-设计截面图2-2 创建截面2．Civil—工具—截面特性值计算器，计算各截面特性并存为midas section file文件，如图2-2、2-3、2-4所示。
图2-3 计算截面特性图2-4 导入sec类型文件在Civil中定义截面时，设计用数值截面可直接导入，具体操作略。
2.2设计用数值截面-参数设置1．矩形截面图2-5 矩形数值截面参数输入矩形可看做只有中腹板，无翼缘厚度的箱形截面来理解设计截面参数的输入。
（1）“设计参数”中：T1（上翼缘厚度），填入一个可忽略的较小值，；T2（下翼缘厚度），填写0；BT（箱形截面外腹板中心距离），填写0；矩形截面该值不起作用；HT（箱形截面上、下翼缘的中心距离），截面高度，对应D62-04式5.5.2-1中的h值。
（2）验算扭转用厚度（最小）：实际截面宽度值，对应D62-04式5.5.2-1中的b值，用于计算Wt，可见，该值的准确输入直接关系到抗扭验算的结果。
剪切验算：验算截面对剪切较薄弱的部位的剪力。
（3）Z1, Z3：确定剪力计算位置，以截面底边为基准线沿截面Z轴方向的距离，注意，由材料力学切应力（τmax）计算公式可知，矩形截面，切应力最大值发生在截面形心处，故，一般情况下对于矩形截面Z1, Z3的位置可设置成与Z2重合。
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11、MIDAS/Civil软件的使用方法-变截面与变载
11.1.1变截面与变载菜单
11.1.2
11.1.3实腹长方形变截面
11.1.4回到工作窗口
利用拖放功能，拖着变截面名称，拖到窗口中释放，这时候这个截面特性就已经赋予给了这些单元，我们单击视图—消隐查看效果。
11.2.1变截面组
11.2.2输入变截面组数据：选择全部单元、单击添加即可。
11.2.3显示变截面组
11.2.4变截面组转换成变截面
11.2.5将新开始截面号改大以便不和前面的号发生冲突
112.6查看新转换的变截面
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赠人玫瑰，手留余香。
<图 1-(1)> 生成Plane 截面的过程建立截面的轮廓生成Plane 截面利用网格进行计算※注意事项MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的规则截面的抗扭刚度计算方法参见附录一。
对于MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的规则截面，利用 MIDAS/Civil、Gen的截面特性计算功能计算截面特性值比SPC更好一些。
MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的PSC截面，当用户输入的截面属于薄壁型截面时，应使用本截面特性值中的Line方式重新计算抗扭刚度，然后在截面特性值增减系数中对抗扭刚度进行调整。
对于Plane形式的截面，程序是通过有限元法来近似计算抗扭刚度的。
在抗扭问题里使用的近似求解法有Ritz法(或者Galerkin法)、Trefftz法，所有的近似求解都与实际结果多少有点误差，其特征如下：J Ritz≤J Exact≤J Trefftz像SPC一样利用有限元法近似地计算抗扭刚度时，通常使用Ritz法, 故其计算结果有可能比实际的抗扭刚度小。
用户可通过加大网格划分密度方法来提高结果的精确度。
对于Line形式的截面, 如薄壁截面，线的厚度很薄时几乎可以准确地计算其抗扭刚度。
但是如果是闭合截面（无开口截面），这种计算方式会导致其抗扭刚度的计算结果随着线厚度的增加而变小，所以对于不是薄壁截面的闭合截面应尽量避免使用Line的方式计算截面特性。
在SPC中对薄壁闭合截面，对闭合部分一定要使用model>closed loop>Register指定闭合。
SPC可以在一个窗口里任意的建立很多个截面，并分别进行分析，且可根据名称、位置、截面特性值等可以很方便地对截面进行搜索及排列。
<图2> 将DXF文件中的截面形状导入后，生成截面并进行排列<图3> 输出截面特性对话框里建立的截面可以通过以下文件形式输出。
MIDAS/Civil [Gen]的 MCT [MGT]文件此时无法导出具体的截面形状，而是按MIDAS/Civil [Gen]立一个正方形，其边长为截面有效面积的平方根。
midas Civil 技术资料
----设计用数值截面-截面参数设置
目录
midas Civil 技术资料
1 ----设计用数值截面-截面参数设置 1 1问题提出
2 2设计截面定义及参数设置 2 2.1设计用数值截面定义 2 2.2设计用数值截面-参数设置 4 3箱形截面-受扭塑性抵抗矩W t 计算示例 7 参考文献
8
北京迈达斯技术有限公司 桥梁部
2013/04/27
1问题提出
设计用数值截面，矩形、T形、I形截面参数如何设置是非常重要的，关系到设计容许值的结果。
大家可结合如下所述，对照规范公式进行理解。
2设计截面定义及参数设置
2.1设计用数值截面定义
1．在CAD中绘制设计截面，如图2-1所示，并存为*.dxf文件，分别为矩形、箱形、T形、I形。
单位：m
图2-1 截面参数设置-设计截面
图2-2 创建截面
2．Civil—工具—截面特性值计算器，计算各截面特性并存为midas section file文件，如图2-2、2-3、2-4所示。
图2-3 计算截面特性
图2-4 导入sec类型文件
在Civil中定义截面时，设计用数值截面可直接导入，具体操作略。
2.2设计用数值截面-参数设置
1．矩形截面
图2-5 矩形数值截面参数输入
矩形可看做只有中腹板，无翼缘厚度的箱形截面来理解设计截面参数的输入。
（1）“设计参数”中：
T1（上翼缘厚度），填入一个可忽略的较小值，；
T2（下翼缘厚度），填写0；
BT（箱形截面外腹板中心距离），填写0；矩形截面该值不起作用；
HT（箱形截面上、下翼缘的中心距离），截面高度，对应D62-04式5.5.2-1中的h值。
（2）验算扭转用厚度（最小）：实际截面宽度值，对应D62-04式5.5.2-1中的b值，用于计算Wt，可见，该值的准确输入直接关系到抗扭验算的结果。
剪切验算：验算截面对剪切较薄弱的部位的剪力。
（3）Z1, Z3：确定剪力计算位置，以截面底边为基准线沿截面Z轴方向的距离，注意，由材料力学切应力（τmax）计算公式可知，矩形截面，切应力最大值发生在截面形心处，故，一般情况下对于矩形截面Z1, Z3的位置可设置成与Z2重合。
（4）Qy：以Z1为例进行解释，就是Z1至截面外边缘的截面面积对中性轴的净距，用于计算τmax。
勾选“自动”，程序将根据用户输入的Z的位置，自动计算“Qy”的数值。
()
（5）验算用厚度（所有）：实际截面宽度值，抗剪验算时调取该值，对应D62-04式5.2.9和5.2.10中的b值和式5.5.3中的b值，剪力计算时调取的b值。
勾选“自动”，程序将根据用户输入的Z的位置，自动计算“验算用厚度（所有）”的数值。
（6）计算截面特性值：这是根据“设计用数值截面的生成”所示的操作完成的截面导入，所得到的导入截面的截面特性值，在进行抗弯验算时，截面尺寸数据（如截面宽度等），从该处调取。
抗扭验算、剪切验算输入的数据不会影响抗弯验算的数据。
2．箱形截面
图2-6 箱形数值截面参数输入
（1）“设计参数”中：
T1 、T2，箱形截面上、下翼缘厚度，对应D62-04图5.5.1中箱形截面的短边壁厚t2值（式5.5.2-2中未给出上下翼缘厚度不同时的公式，故程序按t2=(T1+T2)/2来取值，即取平均厚度，用户可根据自己的设计意图，决定是按较小值还是按平均值填入）。
BT，箱形截面外腹板中心距离。
HT，箱形截面上、下翼缘的中心距离。
（2）验算扭转用厚度（最小）：抗扭用有效最小腹板厚度，即箱形截面腹板（单侧）厚度，对应D62-04图5.5.1中箱形截面的长边壁厚t1值（规范并未给出边腹板厚度不同时的计算方法，用户可根据自己的设计意图填写，比如，两个边腹板厚度不一致，可以填写平均厚度或较小值）。
剪切验算：验算截面对剪切较薄弱的部位的剪力（3）、（4）、（6）部分内容与矩形截面时类似，不赘述。
（5）验算用厚度（所有）：箱形截面所有腹板厚度之和（分别对应Z1、Z2、Z3基准线处的腹板厚度之和），对应D62-04式5.2.9和5.2.10中的b值和式5.5.3中的b值，剪力计算时调取的b值。
3．T形截面和I形截面
图2-7 T形和I形数值截面参数输入
（1）“设计参数”中：
对于T形截面和I形截面（括号中为I形截面设计参数输入）
T1，上翼缘厚度/（上翼缘厚度）；
T2，填写0 /（下翼缘厚度）；
BT，填写0，该值不起作用/（填写0）；
HT，截面上、下翼缘的中心距离/（截面上、下翼缘的中心距离）。
（2）验算扭转用厚度（最小）：T形截面和I形截面都输入腹板厚度，用于计算截面受扭塑性抵抗矩Wt，注意：不是腹板厚度的一半，可通过D62-04规范5.5.2-1和5.5.5-4计算复核，对应公式中的b值。
注：如果T2输入0，程序默认是开口截面（如：矩形、T形），这时，BT不起作用；如果T2输入某一个数值，程序默认是闭口截面（如：箱型），这时BT会被调取用于计算Wt值。
所以，当截面为I形（开口截面）时，需要注意，此时T2≠0，这时BT应该输入0，否则，按闭口截面调取BT值计算Wt，进而导致承载能力计算有误。
其余参数的输入与矩形和箱形截面含义相同，在此不再赘述。
综上所述，按以上设置“设计用数值截面”的参数，正确实现D62-04规范关于抗弯、抗剪、抗扭验算所需的截面数据的准确输入。
3箱形截面-受扭塑性抵抗矩W t计算示例
1.截面尺寸确定
2.依2.2-2所述，计算截面设计参数并在截面特性中填入。
3.根据规范所述，如下图，可将截面划分为各个区块计算，然后累计。
故手算时我们将图示截面分成矩形和翼缘来计算。
根据相应规范条目，手算过程如下，与Civil计算值一致。
给出此过程，以便读者了解截面参数如何使用，加深对设计验算部分的理解。
参考文献
[1]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004.北京:人民交通出版社,2004。
