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MIDAS 培训资料
第⼀章关于MIDAS/Civil1.1 midas 软件 /Civil 简介
MIDAS系列软件是以有限元为理论基础开发的分析和设计软件。早在1989年韩国浦项集团成⽴CAD/CAE研发机构开始专门研发MIDAS系列软件，于2000年9⽉正式成⽴In formation Tech no logy Co., Ltd.（简称MIDAS IT）。⽬前MIDAS系列软件包含建筑（Gen），桥梁（Civil），岩⼟隧道（GTS），机械（MEC）,基础（SDS），有限元⽹格划分（FX+）等多种软件。
在计算机技术⽅⾯，MIDAS/Civil 所使⽤的是客体指向性计算机语⾔Visual C++，
因此可以充分地使32bit 视窗环境的优点和特点得到发挥。以⽤户为中⼼的输⼊输出功能使⽤的是精确⽽且直观的⽤户界⾯和尖端的电脑图形技术，从⽽为考虑施⼯阶段或者材料时间依存性的⼟⽊建筑物的建模和分析提供了很⼤的便利。
在结构设计⽅⾯，MIDAS/Civil 全⾯强化了实际⼯作中结构分析所需要的分析功
能。通过在已有的有限元库中加⼊索单元、钩单元、间隙单元等⾮线性要素，结合施⼯阶段、时间依存性、⼏何⾮线性等最新结构分析理论，从⽽计算出更加准确的和切合实际的分析结果。
建模技术采⽤的是⾃⾏开发的新概念CAD^式的建模技术，可以更加提⾼建模效
率。特别是由于拥有如桥梁建模助⼿等⾼效⾃动化建模功能，所以只要输⼊截⾯形 状、桥梁特点、预应⼒桥的钢束位置等基本数据，就可以⾃动建⽴桥梁模型以及施 ⼯阶段的各种数据。悬索桥完成系模型
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为青潭⼤桥的抗震设计所进⾏的特征值分析
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墩柱静⼒分析1.2 MIDAS/Civil 的适⽤领域 MIDAS/Civil 的适⽤领域如下。
所有形式的桥梁分析与设计
钢筋混凝⼟桥、钢桥、联合梁桥、预应⼒桥、悬索桥、斜张桥
⼤体积混凝⼟的⽔化热分析
桥台、桥墩、防波堤、地铁、其它基础建筑
地下建筑的分析
地铁、通信电缆管道、上下⽔处理设施、隧道
发电站及⼯业设施结构设计 发电站、铁塔、压⼒容器、⽔塔等=￡j*U
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其它国家基础建设结构设计飞机场、⼤坝、港湾等
1.3MIDAS/Civil 的特点
*提供菜单交互式、表格输⼊、导⼊CAD等灵活多样的建模功能。
*提供刚构桥、板型桥、箱梁桥、顶推法桥梁、悬臂法桥梁、移动⽀架/满堂⽀架法桥梁、悬索桥、斜拉桥的建模助⼿。
*提供中国、美国、英国、德国、欧洲、⽇本、韩国等国家的材料和截⾯数据库，以及混凝⼟收缩和徐变规范和移动何在规范。*提供桁架、⼀般梁/边截⾯梁、平⾯应⼒/平⾯应变、只受拉/只受压、钩、索、板、实体单元等⼯程实际时所需的各种有限元模型。*提供静⼒分析、动⼒分析、静/动⼒弹塑性分析、⼏何⾮线形分析、优化索⼒、屈曲分析、移动荷载分析（影响线/影响⾯分析）、⽀座沉降分析、施⼯阶段分析、联合截⾯施⼯阶段分析等功能。*在后处理中，可以根据设计规范⾃动⽣成荷载组合，也可以添加和修改荷载组合。
*可以输出各种反⼒、位移、内⼒和应⼒的图形、表格和⽂本。
*可在进⾏结构分析后对多种形式的梁、柱截⾯进⾏设计和验算。
1.4分析框图
1.5操作界⾯
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第⼆章 ⼟⽊结构分析2.1 MIDAS/Civil 中的数值分析模型
结构分析模型是由节点、单元及边界条件三要素所构成的。其中，节点是⽤来 确定构件的位置；单元是⽤分析模型数据表达结构构件的元素，它是由连续的结构 构件按有限元法划分⽽成的；边界条件是⽤来表达所研究的对象结构与相邻的结构 之间的连接⽅式。
所谓的结构分析就是为了研究结构的⼒学性能，建⽴结构的数值分析模型，利 ⽤假定的外部环境作⽤，对数学模型作理论性的实验分析的总过程。
在结构分析时，需要准确的表现结构的特性和结构所处的外部环境。其中外部 环境主要就是指荷载因素。可通过规范或者⼀些现有的统计资料得到。但是，要想 把握好结构的特性，充分地了解结构的受⼒性能，则不是⼀件⾮常简单的事情。它 将直接影响到结构的受⼒分析结果。"Xi* .?"[* | 甲*L T ：
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因此，作结构分析时必须充分细致的了解实际结构的材料特性，掌握结构的变形能⼒即刚度，选择合理的有限计算单元，使得计算结构模型同实际结构相接近，使计算结果同实际结构相符合。
但是，通常结构的形状是复杂的，⽽且很难精确地把握其材料的物理特性。要想把结构的刚度(即变形能⼒)和质量精确地反映到计算结构模型上，将会花去很⼤的精⼒和时间，有时有可能带来事倍功半的效果。因此，进⾏结构分析时，在不破坏整体结构特征的前提下，必须做到简化、调整计算结构的数学模型，使得⽤最少的投⼊，得到最佳的结果。
例如，对桥梁的主梁建⽴数学模型时，不使⽤板形单元(平⾯应⼒单元或板单元)，⽽采⽤线形单元(桁架单元或梁单元)时，不但缩短结构分析时间，⽽且更便于作结构设计。
所谓的有限元( Finite Element) 就是⽤分析模型数据表达结构构件特性的元
素，它是由连续的结构构件按有限元法划分⽽成的。它必须充分的反映结构受⼒
特性，但通常很难做到⽤数学的⽅法完整地反映出实际结构固有的特性。
因此，作为⽤户必须充分地了解实际结构的受⼒性能，掌握好各种有限单元的⼒
学特性，以便较好的选择有限单元，正确地做到结构分析和设计。2.2 坐标系和节点
MIDAS/Civil 软件使⽤如下⼏个坐标系系统。
.. 全局坐标系(Global Coordinate System)
.. 单元坐标系(Element Coordinate System)
.. 节点坐标系(Node local Coordinate System)
全局坐标系是由X、Y、Z三轴满⾜右⼿螺旋法则的空间直⾓坐标系(Conventional Cartesian Coordinate System) ，⽤⼤写X、Y、Z 表⽰三个轴的⽅向。通常利⽤该坐标系表达节点坐标、节点位移、节点反⼒及相关于节点的其它输⼊数据。
全局坐标系是⽤来确定所分析对象结构空间位置的坐标系统。启动MIDAS/Civil 软件，在系统界⾯视窗区，将⾃动⽣成基准点(Refere nee Poi nt) 即全局坐标系的原点X=0 Y=0 Z=0和全局坐标系统。其中Z轴的⽅向平⾏于重⼒加速度⽅向并与其反向。因此利⽤软件建⽴结构的计算模型时，建议做到结构的垂直⽅向与全局坐标系的Z轴平⾏建模，将有利于结构分析。
单元坐标系也是由x、y、z三轴满⾜右⼿螺旋法则的空间直⾓坐标系统，可⽤⼩写x、y、z表⽰三个轴的⽅向。通常利⽤该坐标系表达单元内⼒、单元应⼒及相关于单元的其它输⼊数据。结构端部节点的约束(⽀撑)⽅向、弹簧⽀撑⽅向及节点的强制位移⽅向同全局坐标系的坐标轴⽅向不相吻合时，通常采⽤节点坐标系。
