MIDAS例题连续梁要点Word格式.docx
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18.4
11.5
轴心抗拉强度设计值（MPa）
1.83
1.65
1.23
热膨胀系数
0.00001
2.2低松弛钢绞线（主要用于钢筋混凝土预应力构件）
直径：
15.24mm
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：
0.000012
2.3普通钢筋
采用R235、HRB335钢筋，直径：
8～32mm
R235210000MPa/HRB335200000MPa
标准强度：
R235235MPa/HRB335335MPa
热膨胀系数：
3、设计荷载取值：
3.1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：
0.16×
24×
15＝57.6kN/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4.7kN/m；
二期恒载合计：
85kN/m
3.2活载
车辆荷载：
公路Ⅰ级；
人群荷载：
3.0kN/m22；
）
3.3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4.3.10条取用。
图2竖向梯度温度（梁截面温度）
3.4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。
3.5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0.2，一般水泥或早强水泥选0.25，缓凝水泥选0.38。
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
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：
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
C50混凝土
JTG04（RC）
2
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/
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/
C50；
类型：
设计规范；
强度发展――规范：
CEB-FIP；
混凝土28天抗压强度：
水泥类型：
N,R:
0.25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：
强度进展：
选择指定材料：
C50混凝土，点击
按钮；
操作：
点击
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
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（20.5）m
室类型：
多变形
外轮廓尺寸
H01（0.15m）；
H02（0.3m）；
H04（1.35m）B01（2.5m）B03（0.43）B04（4.82）
内轮廓尺寸
HI1（0.85m）HI6（0.85m）BI1（2.5m）BI6（2.3m）
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/
/变截面/单箱多室2然后根据各梁段的两端的截面在I、J端相应的选择截面型号；
定义3－4变截面的步骤如下：
I端：
图17变截面输入（I端）
J端：
图18变截面输入J端
由此定义变截面3－4，4－3，4－5，5－4，5－7，7－5，5－8，8－5，3－8，8－3，具体各数字对应的截面位置参照结构图（图1所示）。
四、建立结构有限元模型
1、建立节点
模型/节点/建立节点/坐标（0，0，0）；
复制次数（0）；
距离（0，0，0）
然后点击：
2、建立梁单元模型
选择节点后利用
扩展功能建立主梁上部梁单元
模型/单元/扩展单元
扩展类型：
节点－>
线单元；
单元类型：
梁单元；
材料：
1－C50混凝土；
截面1－实体段（1号截面）；
生成形式：
复制和移动；
复制和移动：
，dx，dy，dz（0.4，0，0）；
复制次数：
1次；
，选择节点1，然后点击
图19建立有限单元模型
然后按照此步骤逐步往下建立整个结构的有限元模型，各有限元模型单元的长度见表3。
最后建立的的有限元模型如图20所示。
表3单元长度及序号
单元号
长度（m）
0.4
21
1.0
40
59
0.8
22
0.6
41
60
3
23
42
61
4
1.4
24
2.0
43
62
5
25
44
63
6
26
45
64
7
27
46
65
1.8
8
28
47
66
9
29
48
67
10
30
49
68
11
31
50
69
12
32
51
70
13
33
52
71
14
34
53
72
15
35
54
73
16
36
55
74
17
37
56
75
18
38
57
76
19
39
58
77
20
78
图20有限元模型
3、复制整个结构的节点
操作步骤如下：
模型/节点/复制和移动
图21复制和移动节点1
形式：
复制（）；
等间距（），dx，dy，dz（0，0，-1000）mm;
适用按钮。
图22复制和移动节点2
修改单元依存材料特性
五、定义结构组
对连续梁结构进行施工阶段分析，需要对结构进行结构组的定义；
根据本结构的特点（预应力混凝土连续梁结构）和施工特点（满堂支架施工），故确定建立如下两个结构组：
jg和mt。
具体操作步骤如下：
模型/组/定义结构组
jg，然后点击
mt，然后点击
图23
确定结构组所包含的单元：
点击树形菜单/组/结构组
左键点击组名jg，然后点击
进入操作空间，左键按住，然后选择1～78号单元，具体操作步骤如下：
图24
然后确定mt组的结构：
左键点击组名mt，然后点击
进入操作空间，左键按住，然后选择80～158号节点，具体操作步骤如下图所示：
图25
六、定义边界组
对连续梁结构进行施工阶段分析，需要对结构进行边界组的定义；
根据本结构的特点（预应力混凝土连续梁结构）和施工特点（满堂支架施工），故确定建立如下两个边界组：
gd和mt；
模型/组/定义边界组
gd，然后点击
图26
重复上述步骤，建立mt边界组。
定义边界条件：
分析模型的边界条件如下。
▪3号墩:
固定端（Dx,,Dz）
▪1、2、4、5号墩:
铰支座（Dz）
输入结构的边界条件：
自动对齐
模型/边界条件/一般支撑
窗口选择（节点:
图27的①；
节点2,21,59,78）
边界组名称>
gd
选项>
添加;
支撑类型>
Dz↵
图27的②；
节点40,）
gd
Dx,Dz↵
图27输入边界条件
输入满堂支架的边界条件：
窗口选择（节点：
节点80to158）
mt
Dz,DZ↵
图28输入满堂支架边界条件
输入满堂支架弹性连接
模型/边界条件/弹性连接
窗口缩放
添加/替换;
连接类型>
只受压
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。
SDZ（KN/m）（10000000000）
Beta角>
（0）
2点（1，80）
2点（2，81）
……
2点（79，158）
图29输入满堂支架弹性连接
六、定义荷载组
对连续梁结构进行施工阶段分析，需要对结构进行荷载组的定义；
根据本结构的特点（预应力混凝土连续梁结构）和施工特点（满堂支架施工），故确定建立如下几个荷载组：
自重，预应力和二期；
图30定义荷载组
输入结构荷载
1、定义静力荷载工况
各静力荷载工况参数：
自重（施工阶段荷载）；
预应力（施工阶段荷载）；
二期（施工阶段荷载）；
系统温升（温度荷载）；
系统温降（温度荷载）；
梁截面温降（温度梯度）
荷载/静力荷载工况（L）
自重；
施工阶段荷载；
↵
预应力；
二期；
系统温升；
温度荷载；
系统温降；
梁截面温降；
温度梯度；
梁截面温升；
图31定义静力荷载工况
2、输入荷载
输入自重
荷载/自重（W）…
荷载工况名称：
荷载组名称：
自重系数：
Z（-1）↵
图32添加自重
输入二期
荷载/梁单元荷载（B）…
选项：
添加；
荷载类型：
均布荷载；
方向：
整体坐标Z；
数值：
相对值；
x1：
0，w：
-85（KN/m）
x2：
选择单元：
1to78
图32输入二期荷载
输入预应力荷载：
荷载/预应力荷载/钢束特性值/钢束特性值
点击：
按钮
添加/编辑钢束特性值
钢束名称：
15；
钢束类型：
内部（后张）；
22：
strand1860；
钢束总面积：
0.00196m2；
导管直径：
0.09m；
（√）钢束松弛系数，JTG041
点击↵按钮
图33定义钢束特性值
同样输入钢束12、9、7；
各钢束特性值如图34所示：
图3412、9、7钢束特性值
输入钢束形状：
在本计算中为了简化计算，不考虑预应力钢束的横桥向布置情况。
各钢束的特征参数及数量见表5所示。
荷载/预应力荷载/钢束特性值/钢束布置形状
添加/编辑钢束形状
F01；
组：
默认；
钢束特性值：
分配给的单元：
5to74；
输入类型：
（·
）3-D；
曲线类型：
圆弧；
标准钢束（√）；
钢束数量：
4；
布置形状各参数见表4所示；
表4.F01钢束形状参数（单位：
m）
X
Y
Z
R
3.2
-0.101
6.028
-1.13
20.293
23.95
-0.15
35.95
39.607
50.293
53.95
65.95
69.607
80.293
83.95
95.95
99.607
113.872
116.7
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；
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
F01
F10
F02
FD1
F03
FD2
F04
FD3
F05
N1
F06
N2
F07
N3
F08
N4
F09
TC1
表6.F02钢束形状参数（单位：
1.2
5.006
-1.29
21.695
25.95
33.95
38.205
51.695
55.95
63.95
68.205
81.695
85.95
93.95
98.205
114.894
118.7
表8.F04钢束形状参数（单位：
-1.45
25.03
30.13
-0.084
-1.647
表10.F06钢束形状参数（单位：
20.2
60.178
61.55
-1.087
表12.F08钢束形状参数（单位：
21.95
-0.12
24.4
35.5
37.95
-0.534
表7.F03钢束形状参数（单位：
3.984
23.098
27.353
-0.31
32.547
36.802
53.098
57.353
62.547
66.802
83.098
87.353
92.547
96.802
115.916
119.9
表9.F05钢束形状参数（单位：
-1.6
89.77
94.87
表11.F07钢束形状参数（单位：
58.35
59.722
99.7
表13.F09钢束形状参数（单位：
47.95
54.4
65.9
71.95
表14.F10钢束形状参数（单位：
81.95
84.4
95.5
97.95
-0.64
注：
表6～15，插入点均为（0,0,0）
表16FD1钢束形状参数（单位：
-1.56
-0.1
插入点（25.95,0,0）
表18.TC1钢束形状参数
16.2
103.7
插入点（0，0，0）
表21N3钢束形状参数（单位：
插入点（63.95,0,0）
表15.FD2钢束形状参数（单位：
-1.564
59.95
-0.106
表17.FD3钢束形状参数（单位：
插入点（85.95,0,0）
表19N1钢束形状参数（单位：
表20N2钢束形状参数（单位：
插入点（33.95,0,0）
表22.N4钢束布置形状参数（单位：
插入点（95.95,0,0）
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