midas建模.docx

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midas建模

建立新项目并命名及保存

定义单位体系

订制相应工具条

确定结构的类型

本模型处于整体坐标系的x-z平面，即x方向为杆系长度方向，z方向为竖直方向。

定义材料和截面

在‘材料’工具栏添加材料包括规范类型和数据库。

在‘截面’工具栏中选择适合的截面类型。

输入节点和单元

在X-Z坐标面内定义原点（0.0.0）定义旋转角度（0）建立节点（0,0,0）

单选节点1，等间距的复制和移动节点建立单元（在单元工具栏新建选择单元类型及截面）形成新的单元。

输入边界条件

参考地质资料对桥梁的边界条件进行模拟和定义

输入荷载

运行结构分析

查看结果

1.建立一个模型的第一步就是要建立符合你需要的单位体系，一般用KN，M，可以在软件右下角直接进行设置，如下图：

也可以在工具→単位系中进行设置，如下图：

2.定义材料和截面

定义材料→特性→材料特性值→材料，截面，因为是铁路桥，所以我们材料规范选择TB05（RC）—《TB10002.3-2005铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》截面输入时应设置相应单位。

（在首先建立模型的时候，可以直接应用MIDAS给定的规范数据库中的材料来定义，但是在实际的工程中，要根据实际的情况来设置一些参数，如泊松比、弹性模量、线膨胀系数等。

这个时候要用自定义材料参数来定义。

）

截面定义：

截面定义有许多种方法，可以采用调用数据库中截面（标准型钢）、用户定义、采用直接输入截面特性值的数值形式、导入其他模型中已有截面。

参考图纸，对于有收坡比的桥墩，可以采用将变截面转化为变截面组来实现。

变截面的添加：

进入添加截面界面，变截面，对应单元导入i端和j端；并命名（注：

各个截面的截面号不能相同）。

变截面组就是变截面赋予单元，进入模型窗口，将做好的变截面拖给对应的单元即可。

变截面设定：

特性→截面特性值→添加→变截面→输入i.j截面数据

变截面组设定：

单元→变截面组→在单元列表中选中需要赋予变截面特性的单元，输入组名称（随便输入就好，只要自己好记，并不和其他变截面组名称重复就行）

3.建立节点：

首先要明白节点是有限元模型最基本的单位，节点不代表任何的实际桥梁结构只是用来确定构件的位置。

节点的建立可以采用捕捉栅格网、输入坐标、复制已有节点、分割已有节点等方法来建立新的节点，另外在复制单元的同时程序会自动生成构成单元的节点。

节点建立过程中可能会出现节点号不连续的情况，这是可以通过对选择节点进行重新编号或紧凑节点编号来进行编辑。

一般的情况下把第一个节点建在（0,0,0）点。

4.建立单元：

在MIDAS中可以通过多种方法来建立单元，包括连接已有节点，建立单元、对已有单元进行分割建立新的单元、扩展已有节点或单元生成更高维数的单元、导入AUTOCAD的DXF文件来生成单元的方法等。

对于复制单元、分割单元、扩展单元都可以执行等间距操作和任意间距操作。

（使用镜像功能复制单元时，新生成的单元的局部坐标系方向与源单元的局部坐标系方向相反，因此需要调整单元的局部坐标系方向使得输出的单元内力方向统一。

）

5.边界条件：

在桥墩建模模型中，常用的边界条件有三种，一般支承，节点弹性支承，一般弹性支承，参考地质资料，对于桩基础，嵌岩桩我们可以采用固结的方式进行设置，扩大基础采用转动弹簧模型进行设置，其中DX,DY,DZ表示各方向的水平刚度，RX，RY，RZ表示各个方向的转动刚度，在我们计算桥墩横向自振频率的过程中，横向自振频率只与横向约束力也就是横向刚度有关系，所以我们可以锁定其他方向的力的大小为无穷大，对横向方向的约束力的大小进行模拟，通过比较，从而反算出实际情况下地基约束力的大小。

6.荷载的输入与定义：

MIDAS对结构自重荷载可以通过程序来自动计算。

在定义自重时，首先要定义自重荷载的荷载工况名称，并定义自重所属的荷载组，然后输入自重系数即可。

对于荷载系数，通常在Z方向输入-1即可。

因为通常考虑的模型的重力作用方向都是竖直向下，而程序默认的整体坐标系Z的正方向是竖直向上的。

如果自重作用时考虑结构的容重与材料定义时的容重不同，这里自重系数只要输入计算自重时要考虑的容重与材料定义的容重之比就可以了。

定义自重荷载工况：

荷载→静力荷载→静力荷载工况→类型（恒荷载）

自重荷载的定义：

荷载→自重→荷载工况名称（自重）

7.结构类型的选择

在这里结构类型我们选择3-D，因为自振频率只与建筑本身的材料和地质条件有关系，不用考虑正负温梯，温度荷载的影响，所以初始温度可以不与设定，重力加速度通常设为9.8或10.

结构→结构类型

8.特征值分析类型的选择

振型分析在midas中主要有三种方法，在这里我们选择特征值向量中的Lanczos算法。

特征值分析控制:

荷载→地震作用→反应谱荷载工况→特征值分析控制→lanczos

9.模态分析

结果→模态→振型→周期与振型，在树形菜单荷载工况的下拉菜单中可以选择模态号，模态成分选择Md-XYZ，显示类型选择变形前和图例，其中，当桥墩发生第一次横向变形时为横向一次模态，在软件窗口右侧的图例中可以找到横向自振频率，以此类推，当桥墩发生第一次纵向变形时可以取得一次纵向模态。

例：

当模态号为1时，可以发现桥墩发生了纵向变形，说明此为纵向第一模态，此时的自振频率为1.20HZ.

当模态号为2时，可以发现桥墩发生了横向变形，说明此为横向第一模态，此时的自振频率为1.78HZ.