迈达斯Midascivil 梁格法建模实例.docx
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迈达斯Midascivil梁格法建模实例
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迈达斯Midas-civil梁格法建模实例
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北京迈达斯技术有限公司
TOC\o"1-3"\h\z\t"样式2차제목+宋体加粗1,2"HYPERLINK\l"_Toc105839927"概要PAGEREF_Toc105839927\h2
HYPERLINK\l"_Toc105839928"设置操作环境PAGEREF_Toc105839928\h6
HYPERLINK\l"_Toc105839929"定义材料和截面PAGEREF_Toc105839929\h7
HYPERLINK\l"_Toc105839932"建立结构模型PAGEREF_Toc105839932\h11
HYPERLINK\l"_Toc105839933"PSC截面钢筋输入PAGEREF_Toc105839933\h13
HYPERLINK\l"_Toc105839934"输入荷载PAGEREF_Toc105839934\h19
HYPERLINK\l"_Toc105839935"定义施工阶段PAGEREF_Toc105839935\h33
HYPERLINK\l"_Toc105839936"输入移动荷载数据PAGEREF_Toc105839936\h39
HYPERLINK\l"_Toc105839937"输入支座沉降PAGEREF_Toc105839937\h43
HYPERLINK\l"_Toc105839938"运行结构分析PAGEREF_Toc105839938\h45
HYPERLINK\l"_Toc105839939"查看分析结果PAGEREF_Toc105839939\h46
HYPERLINK\l"_Toc105839940"PSC设计PAGEREF_Toc105839940\h64
概要
梁格法是目前桥梁结构分析中应用的比较多的
在本例题中将介绍采用梁格法建立一般梁桥结构的分析模型的方法、施工阶段分析的步骤、横向刚度的设定以及查看结果的方法和PSC设计的方法。
本例题中的桥梁模型如图1所示为一三跨的连续梁桥，每跨均为32m。
图1.简支变连续分析模型
桥梁的基本数据
为了说明采用梁格法分析一般梁桥结构的分析的步骤，本例题采用了比较简单的分析模型——预应力T梁，可能与实际桥梁设计的内容有所不同。
本例题的基本参数如下：
桥梁形式：
三跨连续梁桥
桥梁等级：
I级
桥梁全长：
3@32＝96m
桥梁宽度：
15m
设计车道：
3车道
图2.T型梁跨中截面图图3.T梁端部截面图
分析与设计步骤
预应力混凝土梁桥的分析与设计步骤如下。
定义材料和截面特性
材料
截面
定义时间依存性材料（收缩和徐变）
时间依存性材料连接
建立结构模型
建立结构模型
修改单元依存材料特性
输入PSC截面钢筋
输入荷载
恒荷载（自重和二期恒载）
预应力荷载
钢束特性值
钢束布置形状
钢束预应力荷载
温度荷载
系统温度
节点温度
单元温度
温度梯度
梁截面温度
定义施工阶段
输入移动荷载数据
选择规范
定义车道
定义车辆
移动荷载工况
支座沉降
定义支座沉降组
定义支座沉降荷载工况
运行结构分析
查看分析结果
PSC设计
PSC设计参数确定
PSC设计参数
PSC设计材料
PSC设计截面位置
运行设计
查看设计结果
使用材料以及容许应力
>混凝土
采用JTG04（RC）规范的C50混凝土
>普通钢筋
普通钢筋采用HRB335（预应力混凝土结构用普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采用带肋钢筋既HRB系列）
>预应力钢束
采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860
钢束（φ15.2mm）（规格分别有6束、8束、9束和10束四类）
钢束类型为:
后张拉
钢筋松弛系数（开）,选择JTG04和0.3（低松弛）
超张拉（开）
预应力钢筋抗拉强度标准值（fpk）:
1860N/mm^2
预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:
0.3
管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:
0.0066（1/m）
锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:
开始点:
6mm
结束点:
6mm
张拉力:
抗拉强度标准值的75%
>徐变和收缩
条件
水泥种类系数（Bsc）:
5（5代表普通硅酸盐水泥）
28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度（fcu,f）:
50N/mm^2
长期荷载作用时混凝土的材龄:
5天
混凝土与大气接触时的材龄:
3天
相对湿度:
大气或养护温度:
构件理论厚度:
程序计算
适用规范:
中国规范（JTGD62-2004）
徐变系数:
程序计算
混凝土收缩变形率:
程序计算
荷载
静力荷载
>自重
由程序内部自动计算
>二期恒载
桥面铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等
具体考虑：
桥面铺装层：
厚度80mm的钢筋混凝土和60mm的沥青混凝土，钢筋混凝土的重力密度为25kN/m3,沥青混凝土的重力密度为23kN/m3。
每片T梁宽2.5m，所以铺装层的单位长度质量为：
（0.08×25+0.06×23）×2.5=8.45kN/m2.
护墙、栏杆和灯杆荷载：
以3.55kN/m2计。
二期恒载＝桥面铺装＋护墙、栏杆和灯杆荷载＝8.45+3.55＝12kN/m2。
>预应力荷载
分成正弯矩钢束和负弯矩钢束
典型几束钢束的具体数据：
在本例题中预应力钢束的编号处理如下
AtB－C：
A表示第几跨；
B表示该跨的第几根主梁，主梁编号从桥梁纵向右侧开始编号，最左为1，以次及彼；
C表示第几根预应力索，索编号从Z向由上到下编号。
在本例题中，表中仅列出了正负弯矩的各跨中的最典型的部分，其余的钢束坐标如下：
正弯矩部分钢束，每跨的钢束只是横向坐标不同，其余坐标相同，横向坐标即为各主梁的横向坐标；负弯矩部分钢束，每根主梁的钢束只是横向坐标不同，横向坐标差即为各主梁之间的横向坐标差。
移动荷载
适用规范：
公路工程技术标准（JTGB01-2003）
荷载种类：
公路I级，车道荷载，即CH-CD
设置操作环境
打开新文件（新项目），以‘简支变连续’为名保存（保存）。
将单位体系设置为‘tonf’和‘m’。
该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。
文件/新项目
文件/保存（PSCBeam）
单位体系还可以通过点击画面下端状态条的单位选择键（）来进行转换。
工具/单位体系²
长度>m;力>tonf¿
图4.单位体系设定
定义材料和截面特性
定义结构所使用的混凝土和钢束的材料特性。
模型/材料和截面特性/材料
类型>混凝土;规范>JTG04（RC）
同时定义多种材料特性时，使用键可以连续输入。
数据库>C50¿²
名称（Strand1860）;类型>钢材;规范>JTG04（S）
数据库>Strand1860
图5.定义材料对话框
定义截面
本例题的桥梁结构的截面型式采用的是比较简单的预应力T梁结构，本结构采用的T梁的中间16m是等截面部分，而在两端各8m的范围内是变截面。
模型/材料和截面特性/截面
数据库/用户>截面号
（1）;名称（端部变截面左）
截面类型>变截面>PSC-工形
尺寸
对称:
（开）
拐点：
JL1（开）
尺寸I
S1－自动（开）,S2－自动（开）,S3－自动（开）,T－自动（开）
HL1:
0.20;HL2:
0.06;HL2-1:
0;HL3:
1.15;HL4:
0.19;HL5:
0.40
BL1:
0.24;BL2:
1.25;BL2-1:
0.69;BL4:
0.33;
尺寸J
S1－自动（开）,S2－自动（开）,S3－自动（开）,T－自动（开）
HL1:
0.20;HL2:
0.06;HL2-1:
0;HL3:
1.28;HL4:
0.17;HL5:
0.29
BL1:
0.12;BL2:
1.25;BL2-1:
0.69;BL4:
0.27;
X轴变化：
一次方程
Y轴变化：
一次方程
考虑剪切变形（开）
偏心>中-下部¿
图6.端部变截面截面数据
模型/材料和截面特性/截面
数据库/用户>截面号
（2）;名称（跨中等截面）
截面类型>PSC-工形
截面名称:
None
对称:
（开）;变截面拐点:
JL1（关）;
剪切验算:
Z1自动:
（开）;Z2自动:
（开）
抗剪用最小腹板厚度
t1:
自动（开）;t2:
自动（开）;t3:
自动（开）
抗扭用:
（开）
HL1:
0.20;HL2:
0.06;HL3:
1.28;HL4:
0.17;HL5:
0.29
BL1:
0.12;BL2:
1.25;BL4:
0.27;
考虑剪切变形（开）
偏心>中-下部¿
图7.跨中等截面
模型/材料和截面特性/截面
数据库/用户>截面号（3）;名称（端部变截面右）
截面类型>变截面>PSC-工形
尺寸
对称:
（开）
拐点：
JL1（开）
尺寸I
S1－自动（开）,S2－自动（开）,S3－自动（开）,T－自动（开）
HL1:
0.20;HL2:
0.06;HL2-1:
0;HL3:
1.28;HL4:
0.17;HL5:
0.29
BL1:
0.12;BL2:
1.25;BL2-1:
0.69;BL4:
0.27;
尺寸J
S1－自动（开）,S2－自动（开）,S3－自动（开）,T－自动（开）
HL1:
0.20;HL2:
0.06;HL2-1:
0;HL3:
1.15;HL4:
0.19;HL5:
0.40
BL1:
0.24;BL2:
1.25;BL2-1:
0.69;BL4:
0.33;
X轴变化：
一次方程
Y轴变化：
一次方程
考虑剪切变形（开）
偏心>中-下部¿
图8.端部变截面右
模型/材料和截面特性/截面
数据库/用户>截面号（4）;名称（端部横梁）
截面类型>变截面>PSC-T形
尺寸
对称:
（开）
左侧
HL1:
0.2;HL3:
1.8;BL1:
0.15;BL3:
0.01;BL4:
0.16
考虑剪切变形:
（开）
剪切验算:
Z1－自动（开）;Z3－自动（开）
抗剪用最小腹板厚度:
t1－自动（开）;t2－自动（开）;t3－自动（开）
抗扭用:
自动（开）
偏心>中-下部¿
显示截面特性:
修改自动计算的刚度（开）
ASY:
0.2809850496097m2;ASZ:
0.4645198244159m2;
Ixx:
0.01936220534522m4;Iyy:
0.31741875m4;Izz:
0.07695m4
图9.端部横梁
模型/材料和截面特性/截面
数据库/用户>截面号（5）;名称（中部横梁）
截面类型>变截面>PSC-T形
尺寸
对称:
（开）
左侧
HL1:
0.2;HL3:
1
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