MIDAS道路与桥梁软件建模设计.doc

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道桥设计软件应用

专业土木工程

班级土木C082

姓名刘利军

学号086902

MIDAS常见问题

摘要：

MIDAS/Civil是为了能够迅速完成对土木结构的结构分析与设计而开发的土木结构专用的结构分析与优化设计软件，是通用的空间有限元分析软件，可以适用于桥梁结构，地下结构，工业建筑，飞机场，大坝，港口等的结构的分析与设计，随着计算机的快速发展，迈达斯用的越来越普遍，但是在使用过程中还会碰到许多问题。

关键词：

桥梁建模迈达斯常见问题

1、如何利用板单元建立变截面连续梁（连续刚构）的模型？

建立模型后如何输入预应力钢束？

使用板单元建立连续刚构（变截面的方法）可简单说明如下：

1）首先建立抛物线（变截面下翼缘）；

2）使用单元扩展功能由直线扩展成板单元，扩展时选择投影，投影到上翼缘处。

；3）在上翼缘处建立一直线梁（扩展过渡用），然后分别向横向中间及外悬挑边缘扩展成板单元；

4）使用单元镜像功能横向镜像另一半；

5）为了观察方便，在单元命令中使用修改单元参数功能中的修改单元坐标轴选项，将板单元的单元坐标轴统一起来。

在板单元或实体块单元上加预应力钢束的方法，目前设计人员普遍采用加虚拟桁架单元的方法，即用桁架单元模拟钢束，然后给桁架单元以一定的温降，从而达到加除应力的效果。

温降的幅度要考虑预应力损失后的张力。

这种方法不能真实模拟沿钢束长度方向的预应力损失量，但由于目前很多软件不能提供在板单元或块单元上可以考虑六种预应力损失的钢束，所以目前很多设计人员普遍在采用这种简化分析方法。

MIDAS目前正在开发在板单元和块单元上加可以考虑六种预应力损失的钢束的模块，以满足用户分析与设计的要求。

2、如果梁与梁之间是通过翼板绞接，Midas/Civil应如何建模模拟梁翼板之间的绞接？

可以在主梁之间隔一定间距用横向虚拟梁连接，并且将横向虚拟梁的两端的弯矩约束释放。

此类问题关键在于横向虚拟梁的刚度取值。

可参考有关书籍，推荐E.C.Hambly写的"Bridgedeckbehaviour",该书对梁格法有较为详尽的叙述。

3、如果梁与梁之间是通过翼板绞接，Midas/Civil应如何建模模拟梁翼板之间的绞接？

可否自己编辑截面形式

可以在定义截面对话框中点击"数值"表单，然后输入您自定义的截面的各种数据。

您也可以在工具>截面特性值计算器中画出您的截面，然后生成一个截面名称，程序会计算出相应截面的特性值。

您也可以从CAD中导入截面（比如单线条的箱型截面，然后在截面特性值计算器中赋予线宽代表板宽）。

4、如果截面形式在软件提供里找不到，自己可否编辑再插入变截面，如果我设计的桥梁是变截面但满足某一方程F（x），且截面形式Midas/civil里没有，需通过SFC计算再填入A、I、J等。

也就是说全桥的单元截面都要用ACAD画出来再导入SFC，如果我划分的单元较小这样截面就很多很麻烦，SFC有没有提供象这种变截面的简单计算方法目前MIDAS中的变截面组支持二次方程以下的小数点形式的变截面方程，如1.5次等。

您可以先在SPC中定义控制位置的两个变截面，然后用变截面组的方式定义方程。

然后再细分变截面组。

我们将尽快按您的要求，在变截面组中让用户可以输入方程的各系数。

谢谢您的支持！

>如果我设计的桥梁是变截面但满足某一方程F（x），且截面形式Midas/civil里没有，需通过SFC计算再填入A、I、J等。

也就是说全桥的单元截面都要用ACAD画出来再导入SFC，如果我划分的单元较小这样截面就很多很麻烦，SFC有没有提供象这种变截面的简单计算方法5.弯桥支座如何模拟？

用FCM建模助手建立弯箱梁桥模型后，生成的是梁单元（类似平面杆系），请问在如何考虑横向的问题？

（假如横向设置两个抗扭支座，分别计算每个支座的反力）？

采用梁单元能否计算横向的内力和应力（例如扭距、横梁的横向弯距等）？

提个建议，因建模后梁单元已赋予了箱型截面，横向尺寸均有，能否程序加入把梁单元自动转换成块单元的功能，那就很方便了。

目前国内有个软件就具有这个功能，建模很方便，也很实用，对精确分析斜弯坡桥梁就很方便，避免采用梁格法的繁琐模拟。

FCM虽然生成的是梁单元，但可以进行抗扭计算。

假如有双支座，您可以修改为两个支座（在支座位置建立两个节点，并将其沿Z轴复制，连接节点建立弹簧）。

MIDAS软件中的梁单元可以计算扭矩和横梁的横向弯矩。

将梁单元的截面建成面单元（也可从DXF文件导入），然后用单元扩展的功能生成实体块单元即可。

谢谢您的支持！

>用FCM建模助手建立弯箱梁桥模型后，生成的是梁单元（类似平面杆系），请问在如何考虑横向的问题？

（假如横向设置两个抗扭支座，分别计算每个支座的反力）？

>采用梁单元能否计算横向的内力和应力（例如扭距、横梁的横向弯距等）？

>提个建议，因建模后梁单元已赋予了箱型截面，横向尺寸均有，能否程序加入把梁单元自动转换成块单元的功能，那就很方便了。

目前国内有个软件就具有这个功能，建模很方便，也很实用，对精确分析斜弯坡桥梁就很方便，避免采用梁格法的繁琐模拟。

6、曲线桥的设计。

第一种方法：

直接导入曲线。

第二种方法：

直接在表格中输入节点建模。

第三种方法：

使用单元扩展功能，可方便地建立弯桥的梁单元模型、板单元模型、实体单元模型。

梁单元弯桥：

先建立一个点，然后在模型>单元>扩展命令中选择由点生成直线，并选择旋转。

然后输入半径中心位置和分割数（或分割间距）。

点击适用即可。

板单元弯桥：

先建立一条直线，然后在模型>单元>扩展命令中选择由线生成面，其余同上。

建成后可再细分板单元。

实体单元弯桥：

先建立一个截面（板单元模型），然后在模型>单元>扩展命令中选择由面生成块，其余同上。

建成后可再细分块单元。

7、弯矩My是绕y轴的弯矩，这个没有问题。

只是弯曲应力的问题，正如你所说，弯曲应力Sbz是My引起的应力，同样，弯曲应力Sby是Mz引起的应力，刚好和习惯相反。

另外，在组合应力中，也是类似情形：

弯矩（+y）弯矩（-y）弯矩（+z）弯矩（-z）其中，弯矩（+y）实际上是弯距Mz产生的应力，弯矩（+z）实际上是弯距My产生的应力另外，剪切系数Qyb是针对沿z轴剪应力的，剪切系数Qzb是针对沿y轴剪应力的，也刚好相反。

8、计算桥梁结构（中国桥规），在时间依存特性中有关混凝土的强度究竟该输入哪个28天强度？

极限强度？

标准强度还是设计强度？

>在您的设计例题中“预应力混凝土施工阶段分析"中均输入4000kgf/cm3（对应C400），好像是设计强度。

应输入28天材龄立方体抗压强度，即标号强度。

当单位体系为N、mm时直接输入标号即可，如30号混凝土输入30；当单位体系不是N、mm时需要换算后输入，如单位体系为KN、m时，30号混凝土应输入30000。

参见公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JGJ023-85）的第2.1.1条，输入该项是为了计算混凝土的弹性模量以上引自FAQ9、MIDAS如何处理铰接？

如果使用的是梁单元，在边界条件>释放梁端部约束中释放旋转约束即可。

10、如何自定义ZK活载？

？

参考用户定义车辆荷载中的列车荷载类型,其中有普通列车和高速列车荷载类型、轻轨、地铁类型。

11、定义移动荷载的步骤在主菜单的荷载>移动荷载分析数据>车辆中选择标准车辆或自定义车辆。

对于人群移动荷载，按用户定义方式中的汽车类型中的车道荷载定义成线荷载加载（如将规范中的荷载0.5tonf/m**2乘以车道宽3m，输入1.5tonf/m）。

定义人群移动荷载时，一定要输入Qm和Qq，并输入相同的值。

集中荷载输入0。

布置车道或车道面（梁单元模型选择定义车道，板单元模型选择定义车道面），人群荷载的步行道也应定义为一个车道或车道面。

定义车辆组。

该项为选项，仅用于不同车道允许加载不同车辆荷载的特殊情况中。

定义移动荷载工况。

例如可将车道荷载定义为工况-1，车辆荷载定义为工况-2。

在定义移动荷载工况对话框中的子荷载工况中，需要定义各车辆要加载的车道。

例如:

用户定义了8个车道，其中4个为左侧偏载、4个为右侧偏载，此时可定义两个子荷载工况，并选择“单独”，表示分别单独计算，程序自动找出最大值。

在定义子荷载工况时，如果在“可以加载的最少车道数”和“可以加载的最大车道数”中分别输入1和4，则表示分别计算1、2、3、4种横向车辆布置的情况（15种情况）。

布置车辆选择车道时，不能包含前面定义的人群的步行道。

定义移动荷载工况时，如果有必要将人群移动荷载与车辆的移动荷载进行组合时，需要在定义移动荷载工况对话框中的子荷载工况中，分别定义人群移动荷载子荷载工况（只能选择步道）和车辆的移动荷载子荷载工况，然后选择“组合”。

关于移动荷载中车道和车道面的定义当使用板单元建立模型时

a.程序对城市桥梁的车道荷载及人群荷载默认为做影响面分析，其他荷载（公路荷载和铁路荷载）做影响线分析。

b.只能使用车道面定义车的行走路线。

对于城市桥梁的车道荷载及人群荷载以外的荷载，输入的车道面宽度不起作用，按线荷载或集中荷载加载在车道上。

c.对于城市桥梁的车道荷载及人群荷载，在程序内部，自动将输入的荷载除以在”车道面”中定义的车道宽后，按面荷载加载在车道上。

d.车道宽度应按规范规定输入一个车辆宽度，如城市车道荷载应输入3m，人群荷载可输入实际步道宽。

当使用梁单元建立模型时

a.程序默认为做影响线分析。

b.只能使用车道定义车的行走路线。

c.对于城市桥梁的车道荷载，目前版本按线荷载加载在车道上。

d.对于人群移动荷载，按用户定义方式中的汽车类型中的车道荷载，定义成线荷载加载。

挂车荷载布置中应注意的问题

布置挂车荷载时，需要在主菜单>移动荷载分析数据>移动荷载工况中点击‘添加’，在弹出的对话框中再点击‘添加’，在弹出的‘子荷载工况’对话框中的‘可以加载的最少车道数’和‘可以加载的最大车道数’均输入1。

移动荷载的横向布置

移动荷载的横向布置，在板型桥梁、箱型暗渠等建模助手中由程序自动从左到右，从右到左进行布置，并输出包络结果。

对于用户手动建立的桥梁，需要由用户手动布置车道。

将布置的一系列车道布置车辆后定义为一种荷载工况，将另一些车道布置车辆后定义为另一种荷载工况，对不同的荷载工况分别做分析后，在荷载组合中定义包络组合。

12、使用板单元做移动荷载分析时，看不到应力结果

在主菜单的分析>移动荷载分析控