MIDAS例题连续梁要点

ThismodelpaperwasrevisedbyLINDAonDecember15,2012.MIDAS例题连续梁要点4×30m连续梁结构分析对4*30m结构进行分析的第一步工作是对结构进行分析，确定结构的有限元离散，确定各项参数和结构的情况，并在此基础上进行建模和结构计算。建立斜连续梁结构模型的详细步骤如下。1.设定建模环境2.设置结构类型3.定义 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 和截面特性值4.建立结构梁单元模型5.定义结构组6.定义边界组7.定义荷载组8.定义移动荷载9.定义施工阶段10.运行结构分析11.查看结果 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 13.取一个单元做横向分析概要：在城市桥梁建设由于受到地形、美观等诸多方面的限制，连续梁结构成为其中应用的最多的桥梁形式。同时，随着现代科技的发展，连续梁结构也变得越来越轻盈，更能满足城市对桥梁的景观要求。本文中的例子采用一座4×30m的连续梁结构（如图1所示）。1、桥梁基本数据桥梁跨径布置：4×30m＝120；桥梁宽度：（栏杆）＋（人行道）＋（机动车道）＋（人行道）+（栏杆）＝；主梁高度：；支座处实体段为；行车道数：双向四车道＋2人行道桥梁横坡：机动车道向外％，人行道向内％；施工方法：满堂支架施工；图11/2全桥立面图和 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 断面2、主要材料及其参数混凝土各项力学指标见表1表1强度等级项目C50C40C25弹性模量（MPa）345003250028000剪切模量（MPa）138001300011200泊桑比轴心抗压强度标准值（MPa）轴心抗拉强度标准值（MPa）轴心抗压强度设计值（MPa）轴心抗拉强度设计值（MPa）热膨胀系数低松弛钢绞线（主要用于钢筋混凝土预应力构件）直径：弹性模量：195000MPa标准强度：1860MPa抗拉强度设计值：1260MPa抗压强度设计值:390MPa张拉控制应力：1395MPa热膨胀系数：普通钢筋采用R235、HRB335钢筋，直径：8～32mm弹性模量：R235210000MPa/HRB335200000MPa标准强度：R235235MPa/HRB335335MPa热膨胀系数：3、设计荷载取值：恒载：一期恒载包括主梁材料重量，混凝土容重取25KN/m3。二期恒载：人行道、护栏及桥面铺装等（该桥梁上不通过电信管道、水管等）。其中：桥面铺装：采用10cm的沥青混凝土铺装层；沥青混凝土安每立方24kN计算，则计算铺装宽度为15m，桥面每米铺装沥青混凝土重量为：×24×15＝m；人行道：人行道按照每侧18KN/m考虑；栏杆：按照每侧每米470kg计算，即按照m；二期恒载合计：85kN/m活载车辆荷载：公路Ⅰ级；人群荷载：m2；（根据《公路桥涵设计通用 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 （JTGD60-2004）》第27页条第一款的规定：当桥梁计算跨径小于或等于50m时，人群荷载标准值为m2；）温度力①系统温度：升温25℃、降温－15℃；②箱梁截面上下缘温度梯度变化参考新规范（《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004））第条取用。图2竖向梯度温度（梁截面温度）不均匀沉降考虑到桩均为嵌岩桩，所以在本计算算例中不考虑支座沉降的问题。强度发展强度发展采用CEB-FIP规范的公式：，式中：表示混凝土的28天强度；时间参数；表示水泥种类，早强高强水泥选，一般水泥或早强水泥选，缓凝水泥选。4、结构有限单元离散在4×30连续梁结构计算分析中，考虑到结构的受力特点（主梁为预应力结构、桥墩为普通钢军混凝土结构）分别建模计算分析，在此文本中仅考虑预应力混凝土梁的结构分析，建模时仅建主梁模型，桥墩及基础等均不在建模计算范围内。一、设定建模环境为了做连续梁施工阶段和成桥阶段分析首先打开新项目“4×30连续梁”为名保存文件，开始建立模型。单位体系设置为“m”和“N”。该单位体系可以根据输入的数据类型随时随意更换。文件/新项目文件/保存(4×30连续梁)工具/单位体系长度＞m；力＞N图3设定建模环境及单位体系二、设置结构类型由于是连续梁结构，所以在做结构计算的时候没有必要选择3-D分析，只需要考虑平面分析即可以，这样即可以减少在定义约束条件时出现的问题，同时又能保证结构设计的质量。模型>结构类型----结构类型（X-Z平面）将结构的自重转换为自重（按集中质量考虑>转换到Z）图4设置结构类型三、定义材料和截面特性值1、定义材料输入主梁的材料特性值。在材料和截面对话框中选择材料表单点击按钮。模型/材料和截面特性/材料材料号：1名称：(C50)设计类型：混凝土混凝土：规范：（JTG04(RC)）数据库：C50按上述方法参照表1输入混凝土和预应力钢绞线的材料特性值。表1.材料特性值序号项目设计类型规范数据库1C50混凝土混凝土JTG04(RC)C502预应力钢绞线钢材JTG04(S)Strand1860图5定义材料特性值1定义多种材料时，使用按钮会更方便一些。图6定义材料特性值2定义时间依存性材料（收缩和徐变）模型/材料和截面特性/时间依存性材料（收缩和徐变）/添加/名称：C50混凝土；设计规范：china（JTGD62-2004）28天强度：50N/mm2；环境年平均相对湿度：70％；构件理论厚度：1000mm；水泥种类系数：5；收缩开始时的混凝土龄期：3天；点击：按钮。图7定义时间依存性材料定义时间依存性材料（抗压强度）模型/材料和截面特性/时间依存性材料（强度）/添加/名称：C50；类型：设计规范；强度发展――规范：CEB-FIP；混凝土28天抗压强度：50N/mm2；水泥类型：N,R:点击按钮图8定义时间依存材料（抗压强度）时间依存性材料连接：徐变和收缩：C50混凝土；强度进展：C50；选择指定材料：C50混凝土，点击按钮；操作：点击按钮图9时间依存性材料连接2、定义截面特性值输入预应力混凝土梁的截面特性值。在材料和截面特性对话框的截面表单选择按钮。图10定义截面在该连续梁中，截面高度是变化的，同时底板和肋的厚度也是变化的，故在做设计时候先定义标准的等截面，然后再定义变截面。截面/添加---/设计截面/单箱多室2截面号：1名称：实体段对称（√）室数（3）板宽（）m室类型：多变形外轮廓尺寸H01（）；H02（）；H04（）B01（）B03（）B04内轮廓尺寸HI1（）HI6（）BI1（）BI6（）点击图11实体段标准截面其余各截面的输入见图12～16所示（具体截面参数见结构参数示意图）。图127号截面（等截面区截面）图133号截面图144号截面图155号截面图168号截面由于有一部分结构为变截面，所以需要定义变截面，具体操作步骤如下：截面21111弹性连接单元轴向刚度输入单位长度所施加的力，旋转刚度输入单位转角所施加的弯矩值。F01钢束形状参数（单位：m）XYZR00010060606060606060606060606010000钢束布置插入点：0，0，0；假想X轴方向：X（·）；绕x轴旋转角度：0；绕主轴旋转角度：Y，0；点击按钮图35钢束输入示意图按照同样的方式进行其余各束的钢束布置形状的输入。其余各束的钢束布置形状参数见表6～22所示。表5.预应力钢束特征参数及数量表钢束名称钢束特性值钢束数量钢束名称钢束特性值钢束数量F01154F101210F02154FD1154F03154FD2154F04154FD3154F05154N176F06126N276F07126N376F081210N476F091210TC196表6.F02钢束形状参数（单位：m）XYZR000010060606060606060606060606010000表8.F04钢束形状参数（单位：m）XYZR000000600表10.F06钢束形状参数（单位：m）XYZR000600表12.F08钢束形状参数（单位：m）XYZR00040600表钢束形状参数（单位：m）XYZR0000010060606060606060606060606010000表9.F05钢束形状参数（单位：m）XYZR00060600表11.F07钢束形状参数（单位：m）XYZR000600表13.F09钢束形状参数（单位：m）XYZR00040600表14.F10钢束形状参数（单位：m）XYZR00060600注：表6～15，插入点均为（0,0,0）表16FD1钢束形状参数（单位：m）XYZR000406800插入点,0,0)表18.TC1钢束形状参数XYZR0000插入点（0，0，0）表21N3钢束形状参数（单位：m）XYZR0002200插入点（,0,0）表15.FD2钢束形状参数（单位：m）XYZR000600表17.FD3钢束形状参数（单位：m）XYZR000406800插入点,0,0)表19N1钢束形状参数（单位：m）XYZR00000表20N2钢束形状参数（单位：m）XYZR0002200插入点（,0,0）表22.N4钢束布置形状参数（单位：m）XYZR0002200插入点（,0,0）张拉预应力钢束：图36张拉钢束示意图钢束张拉：荷载/预应力荷载/钢束预应力荷载荷载工况：预应力；荷载组名称：预应力；选择加载的预应力钢束：F01、F02、F03、TC1、N2、N3张拉力：（·）应力；先张拉：两端；开始点：1395N/mm2；结束点：1395N/mm2；注浆：下0个施工阶段；点击：按钮选择加载的预应力钢束：F04、F06、F08、F09、F10、FD1~3、N4张拉力：（·）应力；先张拉：开始点开始点：1395N/mm2；结束点：0N/mm2；注浆：下0个施工阶段；点击：按钮选择加载的预应力钢束：F05、F07、N1张拉力：（·）应力；先张拉：结束点开始点：0N/mm2；结束点：1395N/mm2；注浆：下0个施工阶段；点击：按钮输入系统温度：根据当地的气候条件，确定结构物的系统温度；本结构中暂定系统升温为30℃，降温为-15℃。具体的超作见图：荷载/温度荷载/系统温度……荷载工况名称：系统温升；荷载组名称：默认；最终温度：30；点击按钮；荷载工况名称：系统温升；荷载组名称：默认；最终温度：-15；点击按钮；系统温升见1所示，系统温降见2所示21图37输入系统温升、温降示意图温度梯度输入根据本结构所处环境的条件，本结构铺装为16cm沥青混凝土铺装层，所以温度梯度数据见图2温度梯度所示。荷载/温度荷载/梁截面温度……荷载工况名称：梁截面温升；荷载组名称：默认；选项：（·）添加；截面类型：（·）一般截面；方向：（·）局部-z；参考位置：（·）边（顶）；截面温度：材料特性：（·）单元B1：20m；H1：0；H2：；T114℃；T2℃；B2：20m；H1：；H2：；T1℃；T2℃；B1：7m；H1：；H2：；T1℃；T20℃；按按钮，选择单元1～78号；点击按钮；图38输入梁截面温升数据荷载/温度荷载/梁截面温度……荷载工况名称：梁截面温升；荷载组名称：默认；选项：（·）添加；截面类型：（·）一般截面；方向：（·）局部-z；参考位置：（·）边（顶）；截面温度：材料特性：（·）单元B1：20m；H1：0；H2：；T1-7℃；T2℃；B2：20m；H1：；H2：；T1℃；T2℃；B1：7m；H1：；H2：；T1℃；T20℃；按按钮，选择单元1～78号；点击按钮；图38输入梁截面温降数据8、定义移动荷载该结构桥宽，桥梁横向布置为（栏杆）＋（人行道）＋（机动车道）＋（人行道）+（栏杆），也即该结构有2个人行道和4个车行道，选用车辆荷载为公路Ⅰ级。人群荷载根据规范，选用m2。输入移动荷载树形菜单/移动荷载分析鼠标左键点击：移动荷载规范；选择移动荷载规范：移动荷载规范——china；点击按钮。图39选择移动荷载规范定义车道树形菜单/移动荷载分析/车道车道：点击按钮。车道名称：C1;车辆荷载的分布：车道单元；车辆运动方向：往返；偏心距：－；车轮间距：；桥梁跨度：30m；选择：（·）两点；节点（1，79）跨度起点：单元2、21、40、59、78；点击按钮。图40定义车道C1同理重复进行上述步骤，建立其余3个车行道和两个人行道，各车道和人行道的关键参数见表23所示。表23各车道关键参数车道名称偏心距车轮间距桥梁跨度(m)(m)(m)C130C230C330C430R1030R2030建立车辆：树形菜单/移动荷载分析/车辆（左键双击）车梁：点击按钮；定义标准车辆荷载：规范名称：公路工程技术标准（JTGB01-2003）;车辆荷载：车辆荷载名称：CH-CD车辆荷载类型：CH-CD点击按钮；定义人群荷载用户定义/用户定义的车辆荷载荷载类型：（·）人群荷载，新公路人群荷载类型；车辆荷载名称：rq；人群荷载：dWmL<＝50m；dWmL>50m；Width点击按钮；图41定义标准车辆荷载图42定义人群荷载建立移动荷载具体的超作步骤见图43和图44的箭头指示。树形菜单/移动荷载分析/移动荷载工况移动荷载工况：点击按钮。荷载工况名称：1;点击按钮；子荷载工况荷载工况数据：车辆组：VL:CH-CD；系数：1加载最少车道数：1；加载最多车道数：4；分配车道左键点击C1~4，然后点击1，其后点击2，即完成第一个子工况的定义点击按钮。点击按钮；子荷载工况荷载工况数据：车辆组：VL:rq；系数：1加载最少车道数：1；加载最多车道数：2；分配车道左键点击C1~4，然后点击3，其后点击4，即完成第一个子工况的定义点击按钮。点击移动荷载工况左下角的确定按钮，即完成荷载工况的定义。21图43定义荷载工况143图44定义荷载工况2定义移动荷载分析分析/移动荷载分析控制荷载控制位置：（·）影响线加载;生成影响点：（·每个线单元上影响点数量（3）计算位置：杆系单元——（·）内力（最大值＋当前其他内力）（√）应力计算选项：（√）反力（·）全部（√）位移（·）全部（√）内力（·）全部（√）桥梁等级（JTGB01-2003）（·）公路Ⅰ级；冲击系数：规范类型：JTGD60-2004;结构基频方法：用户输入；f[Hz]=点击按钮。图45定义移动荷载分析9、定义施工阶段该结构为4×30m连续梁结构，根据该结构特点该结构的施工阶段划分为5个阶段，分别为：主梁浇注、张拉预应力、拆除支架、铺装和成桥。各具体参数分别见图47～50所示。荷载/施工阶段分析数据/定义施工阶段点击按钮；施工阶段：名称：主梁浇注；持续时间：30；保存结果：（√）施工阶段；（√）施工步骤；添加子步：3，10单元：左键点击jg，材龄60天，然后点击按钮；左键点击mt，材龄0天，然后点击按钮边界——激活：（·）变形后；在组列表里左键点击gd，mt，然后点击按钮荷载：自重，激活——开始，然后点击按钮。图46定义施工阶段图47定义主梁浇注阶段图48定义张拉预应力阶段图49定义拆除支架阶段图50定义铺装阶段图51定义成桥阶段定义施工阶段分析控制参数分析/施工阶段分析控制……最终施工阶段：（·）最后施工阶段；分析选项：（√）考虑时间依存效果（累加模型）时间依存效果：（√）徐变和收缩；（·）徐变和收缩徐变：徐变分析时的收敛控制——迭代次数（5），收敛误差（）（√）自动分割时间：T>10（2），T>100（5），T>1000（7），T>5000（10）T>10000（20）（√）钢束预应力损失（收缩和徐变）；（√）抗压强度的变化；（√）钢束预应力损失（弹性收缩）；（√）保存当前阶段的结果（梁/桁架）点击按钮。图52施工阶段分析控制点击运行结构计算分析图53运行计算分析10、查看结果10．1定义荷载组合结果/混凝土设计/自动生成选择荷载组合：选项:（·）添加；选择规范：混凝土；设计规范：JTGD60-2004;施工阶段荷载工况：（·）ST＋CT；荷载组合类型：（√）承载能力极限状态设计（√）基本组合（√）偶然组合（√）正常使用极限状态（√）弹性阶段截面应力计算点击按钮图54定义荷载组合查看施工阶段结果在计算分析完成后，通过后处理可以查看计算的成果，在本文中主要通过查看施工阶段的结果来说明如何查看计算成果。结果/反力阶段选择：成桥阶段，见图55的1所示。1图55查看成桥阶段结构计算结果察看成桥计算应力、反力、内力及应力。反力荷载工况/荷载组合：CS：合计；步骤：最后；反力：（·）FZ显示类型：（√）数值…；（√）图例…；【点击数值后面的…（见图56所示步骤）】小数点以下位数：1位；（√）适用于选择确认时；图56确定数值显示参数图57查看成桥阶段反力位移在本文本中仅查看恒载产生的位移。位移/变形形状荷载工况/荷载组合：CS：恒载；步骤：最后；位移：（·）DZ显示类型：（√）数值…；（√）图例…；【点击数值后面的…（见图58所示步骤）】小数点以下位数：0位；（√）适用于选择确认时；图58定义反力数值显示参数图59查看成桥阶段位移内力在本文本中仅查看恒载产生的结构内力（My）（单位为KN，m）。内力/梁单元内力图荷载工况/荷载组合：CS：恒载；步骤：最后；内力：（·）My显示选项：（·）5点，（·）线涂色；显示类型：（√）等值线；（√）数值…；（√）图例…；【点击数值后面的…（见图58所示步骤）】输出位置：（√）I小数点以下位数：0位；（√）适用于选择确认时；图60查看成桥阶段恒载内力图应力在本文本中仅查看恒载产生的结构应力（Sig-xx(弯矩－y)）（单位为KN，m）。应力/梁应力（PSC）荷载工况/荷载组合：CS：恒载；步骤：最后；截面位置：（·）1应力：（·）Sig-xx（弯矩－y）显示选项：系数，（·）线涂色；显示类型：（√）等值线；（√）数值…；（√）图例…；【点击数值后面的…（见图58所示步骤）】输出位置：（√）I小数点以下位数：1位；（√）适用于选择确认时；图61查看成桥阶段恒载结构应力（Sig-xx(弯矩－y)）12、做结构PSC设计对于预应力混凝土结构MIDAS/Civil提供了一个很便利的设计工具——PSC设计功能，在本结构中将对该结构进行PSC设计；本结构设计要求为全预应力结构，所以在设计时可以不输入普通钢筋；第一步：编辑构件类型结果/荷载组合…（该步骤在图54中已经表述）设计/一般设计参数/编辑构件类型一般/编辑构件类型选项：（·）添加；构件类型：（·）梁梁：（·）连续图62编辑构件类型第二步：定义PSC设计参数结果/荷载组合…（该步骤在图54中已经表述）设计/PSC设计/PSC设计参数…设计规范：JTGD62-2004；设计参数：截面设计内力——（·）二维；构件类型——（·）全预应力；公路桥涵结构的设计安全等级——（·）一级；构件制作方法：（·）现浇；输出参数：（√）施工阶段法向压应力验算；（√）受拉区钢筋的拉应力验算；（√）使用阶段正截面抗裂验算；（√）使用阶段斜截面抗裂验算；（√）使用阶段正截面压应力验算；（√）使用阶段斜截面主压应力验算；（√）使用阶段正截面抗弯验算；（√）使用阶段斜截面抗剪验算；图63定义PSC设计参数第三步：定义PSC设计材料设计/PSC设计/PSC设计材料…编辑钢筋混凝土材料特性点击材料列表里面的C50混凝土；混凝土材料：设计规范：JTG04（RC），等级：C50;钢筋：设计规范：JTG04（RC）主筋等级：HRB335；箍筋：HRB335；点击按钮；图64编辑PSC设计材料第四步：定义PSC设计截面位置设计/PSC设计/PSC设计截面位置…选项：（·）添加/替换弯矩：I＆J；剪力：I＆J；在模型窗口中，按住左键，然后选择1～78号单元；点击按钮；图65编辑PSC设计截面位置通过结构的PSC设计，可以查看结构是否满足规范要求。13、取任意一个单元做横向分析在本分析中为了尽可能多的荷载项，输入的荷载项和实际结构的荷载项有所不同。取单元11做横向分析，11号单元的截面为2号截面，具体参数见图66所示。图6611号单元截面参数图单元做横向分析的具体步骤如下：模型/结构建模助手/横向分析模型横向分析建模助手选择位置：单元（11），（）I；然后点击添加按钮；模型：纵向长度（1000）mm；最大网格尺寸（1000）mm；边界条件：（）支撑；铺装和防撞墙：类型：Type1；b1（250）mm;b2（2500）mm;b3（7500）mm;b4（0）mm;b5（7500）mm;b6（2500）mm;b7（250）mm;修改截面偏心：（√）上翼缘，（）中心－上；（√）下翼缘，（）中心－上；荷载：（√）自重；（√）铺装；厚度（200）mm；单位重量（）N/mm3;（√）防护墙；单位重量（8）N/mm；（√）撞击（9800）N；高度（1800）mm；（√）人行道：厚度（80）mm；单位重量：2e-5N/mm3；人群荷载（）N/mm2；栏杆荷载：2400N；h（1100）mm；（√）温度；delta（9）℃；系统温度15℃；（√）徐变/收缩（C50）；（√）活荷载：P（94000）N；Dw（1800）mm；n（4）；Dv（1200）mm；De（600）mm；W（1000）mm；（√）风荷载：腹板分布荷载（1）N/mm；钢束和钢筋：（√）钢束；曲线类型：（）样条；形状插入点；（）端点I，单元（1）；X轴方向：I->J；形状：1：x（500）mm，z（-75）mm2：x（20000）mm，z（-75）mm（√）普通钢筋；分配单元（1to29）；保护层厚度：（√）上部（40）mm；（√）下部（40）mm；直径（d25）；数量（6）；纵向间距（200）mm；点击按钮――>再点击按钮――>再点击按钮整个步骤见图67～70所示。图67做横向分析图68输入横向分析模型模型数据图69输入横向分析模型的荷载信息图70输入横向分析模型的钢筋信息打开4×30连续梁_11－文件，得到如图71所示模型；图71横向分析计算模型在得到计算模型后，根据需要对模型进行调整，如果没有需要进行调整的，则直接点击对模型进行运行。查看计算结果：查看结构的变形结果/位移/位移形状荷载工况：（ST：自重）；位移：（）Dz显示类型：（√）数值，（√）图例；点击数值后面的按钮详细设定输出值：小数点以下位数（1）；点击按钮。荷载工况：（ST：人行道）；位移：（）Dz显示类型：（√）数值，（√）图例；点击数值后面的按钮详细设定输出值：小数点以下位数（1）；点击按钮。图72结构自重作用下挠度图73单独考虑人行道荷载作用结构挠度查看结构内力：查看结构的内力结果/内力/梁单元内力图荷载工况：（ST：自重）；内力：（）My显示类型：（√）数值，（√）图例；显示选项：（）5点显示类型：（√）等值线；（√）数值；（√）图例；点击数值后面的按钮详细设定输出值：小数点以下位数（1）；点击按钮。输出位置：（√）I，（√）J；图73自重作用下结构内力查看结构应力：查看结构的变形结果/应力/梁单元应力图荷载工况：（ST：自重）；内力：（）组合组合：（）1（-y，+z）显示类型：（√）数值，（√）图例；显示类型：（√）等值线；（√）数值；（√）图例；点击数值后面的按钮详细设定输出值：小数点以下位数（1）；点击按钮。输出位置：（√）I，（√）J；图74自重作用下梁单元内力图