MIDAS中SPC的应用.docx

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MIDAS中SPC的应用.docx

MIDAS中SPC的应用

原创]midas的SPC应用

一、简介

MIDAs里的SPC是"截面特性值计算器—SectionalPropertyCalculator〞的缩写。

其功能就是线条生成plane〔平面〕截面或lane（线性）截面。

但其强大的功能被人们忽略了！

！

6.71版本的SPC是V1.2，2010的是V1.5.1低版本无法翻开高版本的。

二、将D*F截面导入midas

杆单元的D*F文件可以直接导入，方法：

文件—导入—D*F。

但截面的D*F文件就只能通过SPC来转换了。

强大的SPC功能将解决MIDA**ont]部定义截面缺乏的问题。

方法如下：

1在CAD里将截面画好，可将不同截面放在一个文件中，跟图层无关。

单位无所谓，但要和SPC的单位一致，比方CAD中用mm单位。

SPC也用这个

2在MIDA**ont=宋体]里〔新建文件后〕在工具里选择"截面特性计算器〞，这个界面是全英的。

进去后会提示你选择单位，和CAD的一致就OK。

一般用mm。

File-impot-d*f

然后选择自己画的D*F所在的位置。

此时成功导入D*F到SPC。

是否Intersection就是要把节点穿插的线型进展划分。

3对导入的截面进展计算。

方法：

Model-section-generate（生成）

点select按钮把截面〔此时还只能说是线条〕全选。

Type里面选择Plane，也可以勾选"calculateprotertiesnow〞但建议这个分另外一步进展，因为如果有组合截面的话要进展更改。

然后进展截面计算，方法：

proterty-calculate。

此时已经划分网格进展特性的计算。

可以通过list查看特性值。

4此时如果针对一般的截面，就可以导出sec截面了。

方法：

model-section-e*port。

注意：

file-save是保存成SPC格式的file-e*port可以导出图画。

Proterty-e*port可以导出MCT文件，该文件也可以在Mida**ont]里运行，生成截面，低版本可以用，这样生成的截面不可显示。

5将SEC文件导入Mida**ont=宋体]，方法有两个：

1截面-数值-任意截面-从SPC导入

2截面-设计截面-设计用数值截面-截面数据-从SPC导入〔要自己输入H等厚度〕

三组合截面

这里比普通方截面多几个步骤：

1如果是空心的截面Generate之后你会发现或许没划分好，不过没关系。

利用section-domainstate（划分围）。

会一个个提示你是否是自己想要的截面，是就点左键，不是就点右键。

2定义材料section-domainmaterial这里只能输入材料的Eλб。

试验证明换算截面面积惯性矩等只与E有关，与其它无关〔这么笨的问题我还去验证了下〕。

一般都是把钢材换算成混凝土的，所以把混凝土setasbasematerial。

把材料和截面一一对应起来。

当取消材料的时候选择NONE去对应。

这种方法定义的组合截面有些不能导入，解决方法：

下载（64.9KB）

2010-5-417:

下载（35.95KB）

2010-5-417:

四钢管混凝土组合截面〔或哑铃形截面〕

查了好多资料终于把这个搞定了〔两天时间〕，前辈已经总结过了：

3种截面建立施工联合截面比拟表

编号

比拟工程

标准截面

一般截面

用户截面

是否需要手工输入数据

根本不需要

不需要

需要

是否显示各阶段截面的实际形状

根本能显示

能显示

不能显示

是否限制截面形状

限制

不限制

子截面个数

自带

2-3个

任意数

建立过程难易度

容易

较容易

较繁琐

首先要用2010带的1.51这个版本，以前的老版本就不行了。

因为主要是考虑到组合截面的输入问题。

只有新版的才有positesection这个功能。

这里用到3种截面的组合：

1420钢管、管C60混凝土、外包C80混凝土。

过程：

在SPC里从positesection里生成组合截面〔sec格式〕。

〔要定义材料，分部，计算〕黑暗中摸索……

在MIDAS里从组合截面里选择一般组合。

从SPC导入。

这里只是导入截面，当然还要从施工阶段分析数据里定义施工阶段联合截面。

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熟悉PKPM构造设计软件、MTS多高层钢构造设计软件、MST空间钢构造设计软件、MIDAS/Gen建筑领域通用的构造分析和优化设计系统分析软件。

有从事构造加固与鉴定、工程改造加固、预应力工程研究、钢构造设计十多年的经历,。

国家一级注册构造师、工程技术应用研究员。

欢送各位同行相互沟通与交流。

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截面特性值计算器SPC的使用说明

2009-07-1412:

06:

02|分类：

工程设计|标签：

|字号大中小订阅

SPC是"截面特性值计算器—SectionalPropertyCalculator〞的缩写。

Ø以往的程序只能以Line或Plane一种形式来模拟截面形状，在SPC中用户可以根据需要任意选定Plane形式的截面或Line形式的截面来模拟截面形状。

"Plane形式的截面

画完轮廓之后，在Generate里选择PlaneType，程序会按照轮廓所指定的Plane围自动生成截面。

计算截面特性值时，程序会通过网格自动生成功能在截面的Plane围生成网格之后，利用该网格计算各特性值。

计算抗扭刚度时，首先利用有限元方法计算Prandtl的应力函数，通过对应力函数进展积分计算抗扭刚度。

<图1-

（1）>生成Plane截面的过程

<图1-

（2）>生成Line截面的过程

建立截面的轮廓

生成Plane截面

利用网格进展计算

利用有厚度的线建模

生成/计算Line截面

Line形式的截面

对于薄壁截面，可先指定线的厚度画出截面形状之后，在Generate里选择LineType生成截面。

显示LineType的线必须有厚度，因为程序是利用此厚度计算截面特性的。

Line截面的抗扭刚度是根据剪力流（ShearFlow）计算的。

※考前须知

MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的规则截面的抗扭刚度计算方法参见附录一。

对于MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的规则截面，利用MIDAS/Civil、Gen的截面特性计算功能计算截面特性值比SPC更好一些。

MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的PSC截面，当用户输入的截面属于薄壁型截面时，应使用本截面特性值中的Line方式重新计算抗扭刚度，然后在截面特性值增减系数中对抗扭刚度进展调整。

对于Plane形式的截面，程序是通过有限元法来近似计算抗扭刚度的。

在抗扭问题里使用的近似求解法有Ritz法（或者Galerkin法）、Trefftz法，所有的近似求解都与实际结果多少有点误差，其特征如下：

JRitz£JE*act£JTrefftz

像SPC一样利用有限元法近似地计算抗扭刚度时，通常使用Ritz法,故其计算结果有可能比实际的抗扭刚度小。

用户可通过加大网格划分密度方法来提高结果的准确度。

对于Line形式的截面,如薄壁截面，线的厚度很薄时几乎可以准确地计算其抗扭刚度。

但是如果是闭合截面〔无开口截面〕，这种计算方式会导致其抗扭刚度的计算结果随着线厚度的增加而变小，所以对于不是薄壁截面的闭合截面应尽量防止使用Line的方式计算截面特性。

在SPC中对薄壁闭合截面，对闭合局部一定要使用model>closedloop>Register指定闭合。

<图2>将D*F文件中的截面形状导入后，生成截面并进展排列

SPC可以在一个窗口里任意的建立很多个截面，并分别进展分析，且可根据名称、位置、截面特性值等可以很方便地对截面进展搜索及排列

截面列表

换算的基准材料（联合截面时）

截面的形状、形心位置、基准材料局部

单位体系

截面特性

-面积（Area:

联合截面时为有效面积）

-截面惯性矩（I**,Iyy）

-截面惯性积（I*y）

-抗扭刚度（J）

-从形心到各方向最外端的距离

显示截面排序的方法

表示联合截面

<图3>输出截面特性对话框

SPC计算的截面特性值如下：

Ø在SPC里建立的截面可以通过以下文件形式输出。

MIDAS/Civil[Gen]的MCT[MGT]文件

此时无法导出具体的截面形状，而是按MIDAS/Civil[Gen]截面数据库中的"数值〞形式建立一个正方形，其边长为截面有效面积的平方根。

另外，SPC不提供截面的周长、剪切面积、剪切系数的计算结果，这些值均按0处理。

AutoCADD*F文件

在SPC里建立的截面形状可以输出D*F格式的文件。

在截面的形心位置会自动生成点。

文本文件

各种截面特性值在文本文件里以表格形式输出。

除输出SPC所计算的截面特性以外，还输出截面抵抗拒（SectionModulus:

Z=I/c）。

8SPC的建模窗口为*-y平面,构件的纵向为z轴。

由SPC输出的MIDAS/Civil（Gen）的MCT（MGT）文件中，程序会自动转换坐标轴。

但是当用户在MIDAS/Civil（Gen）中手工直接输入利用SPC计算的截面特性值时，应注意相对应的坐标轴。

操作环境

SPC所提供的各种工具条可以通过Tools>Customize来设定是否显示,并利用鼠标的拖放功能方便地设定其位置,在树形菜单、工具条、关联菜单里提供了所有与SPC的建模及截面计算相关的功能，用户可以很方便地调出各项功能来进展建模和计算。

设定单位体系、显示/隐藏模型信息、设定颜色等可在工具条里点击（Setting），或者在Tools>Setting进展General

Tolerance

在这里指定容许误差。

一般情况下，程序会根据设定的单位体系自动进展合理的调整。

UnitSystem

在这里指定单位体系。

如果更改单位体系，会出现如下的对话框,如点击

"是（Y）〞，所有的数据会按照指定的单位体系而自动的进展换算、更改。

ØDisplay

Section

-Name:

在操作窗口中显示截面名称。

-Material:

对于联合截面来说，显示各局部指定的材料。

<图7>联合截面的各局部输出的材料信息

材料号和名称

表示换算截面的基准截面

Curve

-Width:

表示线的厚度。

-ID:

在操作窗口中显示线的编号。

Point

-Display:

在操作窗口中显示点。

-ID:

在操作窗口中显示点的编号。

ClosedLoop

-Display:

在操作窗口中显示封闭曲线。

-ID:

在操作窗口中显示封闭曲线的编号。

CoordinateA*is

-Display:

在操作窗口中显示当前坐标系的坐标轴。

ØColor

View

-SelectedEntity:

指定被选择个体的颜色。

-Background:

指定操作窗口的背景颜色。

ClosedLoop

指定封闭曲线的颜色。

Curve

-Normal:

指定线的颜色。

对于有厚度的线指定的是线外轮廓的颜色。

-Width:

指定有厚度的线的厚度局部的颜色。

-CalculatedSection

指定完成截面计算后所构成的线的颜色。

通过此颜色可以一目了然的区别已进展截面计算的截面和未进展计算的截面。

Point

-Normal:

指定点的颜色。

-Centroid

如进展截面计算，程序会自动在各截面的形心处生成点。

此功能用于指定该点的颜色。

SPC具有以下选择功能：

Select

对个体进展选择或解除选择。

可以通过点击一个对象进展选择；假设对多个对象进展选择，可以按住[Ctrl]键逐个点击对象进展选择或者是通过移动鼠标进展选择——在鼠标所设定的四边形的对角线的围的全部个体或局部个体会被选择。

如假设再次点击已被选中的个体，则其将被解除选择。

PreviousSelection

选择之前选过的个体。

NewerSelection

选择最新建立的个体。

SelectGroup

选择在组目录中指定的组所包含的个体。

点击SelectGroup图标对其激活后，在组目录中选择所要指定的组，其所包含的个体皆被选中。

点击SelectGroup图标

所激活的选择组的目录

8在使用SPC选择功能时，即使通过窗口选择全部个体，也将根据当前所调出的命令（如修改线宽），也只有能适用该命令的个体才能被选中。

在当前没有调出任何菜单时可以对全部的个体进展选择。

8SPC还提供可根据点、线、面各种不同的条件来选择个体的Pick功能。

操作例题-1

对<图8>所示的截面以Plane截面和Line截面两种方式建模并进展截面计算。

因为截面对*轴和y轴是对称的，所以只要建立左侧上端的1/4局部，然后通过对称复制就可以建立整个截面。

首先，点击工具条的（Setting）图标在General里将单位设定为kgf、mm，取消Display里的CoordinateA*is的Display选项，然后点击工具条的（ZoomAuto-Fit）图标，使模型在整个建模过程中都可以按操作窗口自动对齐。

例题的截面大小为125´250，以点击工具里的（GridSetting）图标，将GridSize设为10。

8由于SPC的GridSetting里以所指定的栅格间距为基准进展相关的画图、视图功能，所以即使不直接使用栅格捕捉功能，适当地指定其栅格间距会更方便一些。

下面绘制Plane截面：

调出Model>Curve>Create>Line菜单，在生成直线对话框（参见图9）里的Point1处输入–3.75,0,选择D*,Dy选项，输入0,75之后点击Apply按钮。

调出Model>Point>Translate菜单，如<图10-

（2）>所示，选择在前面所生成的线的上部端点作为复制点，在<图10-

（1）>的移动复制对话框的Mode中选择Copy,在Delta*,Y的D*输入栏里输入0、Dy输入栏里输入37.5，然后选择CopyOption里ConnectbyLine选项之后点击Apply按钮。

则该点将被复制，并连接生成的点和被复制点成直线。

<图9>建立直线对话框

<图10-

（1）>

移动复制点的对话框

<图10-

（2）>

移动复制指定的点

8在所有可以建立线的对话框中，都提供可以指定线的厚度和线的对齐方向的功能（Width和Alignment）功能。

构成Line截面的线必须有厚度，而构成Plane截面的线不需要有厚度（用户即使指定了线的厚度，在生成Plane截面之后也会自动忽略线的厚度）。

现在是Plane截面，线不需要有厚度，所以其相关的功能无法使用。

继续利用点的移动复制功能生成截面形状。

点击工具条的（NewerSelection）图标选择前面通过移动复制生成的点，在<图10-

（1）>的移动复制对话框中的Delta*,Y的D*栏输入-58.75,Dy栏输入0之后点击Apply按钮。

点击工具条的（NewerSelection）图标选择最新建立的点,在<图10-

（1）>的点移动复制对话框里的Delta*,Y的D*栏输入0,Dy栏输入12.5之后点击Apply按钮。

用同样的方法选择最新建立的点之后,在<图10-

（1）>的点移动复制对话框里的Delta*,Y的

D*栏输入62.5,Dy栏输入0后点击Apply按钮就会生成像<图11>一样的轮廓线。

<图11>进展点的移动复制

<图12-

（1）>

线移动复制对话框

<图12-

（2）>移动复制完的线

目录菜单

通过将<图11>所示的线向左侧复制来完成需要加厚的局部。

调出Model>Curve>Translate菜单,选择<图11>里所示的线作为对象。

在<图12-

（1）>所示的线移动复制对话框里选择Mode里的Copy。

在Delta*,Y的D*栏里输入-10，Dy栏里输入0。

然后，选定CopyOption里的ConnectEndsbyLine选项之后点击Apply按钮。

如<图12-

（2）>所示，将选定的线通过移动复制生成新的线，然后将两线的末端用直线连接。

由于不需连接两线末端的下端直线，所以将其删除。

选择<图12-

（1）>所示的菜单目录中的DeleteCurve,然后选择<图12-

（2）>中所示的直线点击Apply按钮。

现已建立1/4的对称局部，通过对称复制完成整个截面形状。

在线菜单命令目录中选择MirrorCurve。

通过窗口选择选定全部的线，在<图13-

（1）>所示的线对称复制对话框里选择Mode里的Copy,将对称复制的基准线设定为y轴（AboutY-a*is,0），然后点击Apply按钮。

通过窗口选择全部的线之后，如<图13-

（2）>所示将对称复制的基准线设定为*轴（About*-a*is,0），然后点击Apply按钮。

经过两次对称复制，如<图13-（3）>所示建立了全部的截面形状。

<图13-

（1）>

线移动复制对话框

<图13-

（2）>

线移动复制对话框

<图13-（3）>完成后的截面形状

现在调出Model>Section>Generate菜单，通过建立的轮廓线生成Plane截面。

<图14-

（1）>生成截面的对话框

<图14-

（2）>Plane截面的生成过程

自动按照生成的网格计算截面特性

已生成的截面

形心

为了生成截面须选择决定截面形状的线，可通过窗口选择全部的线。

如<图14-

（1）>所示的生成截面的对话框中选择Type里的Plane,在Name里输入Plane-I。

为了在生成截面的同时计算截面特性需选择CalculatePropertiesNow，然后点击Apply按钮。

如<图14-

（2）>所示在Plane截面里程序会自动计算并生成适当大小的网格后生成各截面的特性值。

计算截面特性值后，为方便用户查询形心的位置，程序会自动在形心位置生成点（参见<图14-

（2）>）。

8计算截面特性值对话框中的输入、选择功能如下。

Type

截面的形式,指定面（Plane）或线（Line）。

Name

输入截面的名称。

可在RedefineSection里重新指定。

Location

指定截面的位置。

在桥梁中经常使用大量的截面，此时可通过ArrangeSection,PickSection等功能对各截面进展排列、搜索。

可在RedefineSection里重新指定。

Group

指定截面所属的组。

可以在组目录里选择，还可以输入新的组的名称建立组后将其包含在组里。

SectionColor

选择截面颜色。

可在RedefineSection里重新指定。

CalculatePropertiesNow

在生成截面的同时直接计算截面特性。

除了像联合截面生成截面之后需另外计算之外，生成截面时直接计算特性值比拟方便。

通过调出Property>Calculate菜单也可计算截面特性。

8截面形心的绝对坐标随着截面位置的变化而变化，因此没有任何意义，有实际意义的是截面部的相对坐标。

SPC为了让用户可以快速的查询形心的位置，对于已计算了特征值的截面在形心处生成点。

调出Model>Point>Query菜单，可以方便的查询所要查询的位置到形心的距离。

例如要计算从左侧下端到形心的距离就可以利用QueryPoint功能先选择左下角的点之后，点击表示形心的点会显示如下所示的窗口信息。

根据QueryPoin所输出的信息

查询截面的各特性时可点击工具条里的（PropertyList）图标，在截面特性目录对话框里查看，也可以点击工具的（DisplayProperty）图标在操作窗口中直接输出需要的特性值。

而且可以调出QuerySection菜单确认通过信息窗口输出的截面特性。

<图15-

（1）>截面特性计算结果

<图15-

（2）>显示截面特性

现在我们用Line截面建立同样的截面。

首先点击工具条里的（Select）图标，选择已完成的Plane截面Plane-I后，点击工具里（Inactivate）图标，钝化Plane截面Plane-I。

为了生成线须调出Model>Curve>Create>Line菜单。

为了建立上端的翼缘局部，在<图16>的生成直线对话框里的Point1栏里输入–62.5,112.5。

点击D*,Dy选项输入125,0。

在线的宽度Width输入翼缘的高12.5，线的宽度对齐位置Alignment选择Left，点击Apply按钮。

8线基准位置（先宽度方向）可以沿画线的方向为准设定为中心、左方、右方。

在ChangeWidth菜单里可以指定线的宽度和对齐位置。

<图16-

（1）>生成直线对话框

12.5

Left

Center

Right

画线的方向

125

（-62.5,112.5）

<图16-

（2）>随画线的方向而施加的宽度加宽方向

目录菜单

为了继续画构成腹板的线，在<图16-

（1）>生成线的对话框的Point1栏输入0,112.5，D*,Dy栏输入0,-225。

然后在线的宽度Width栏输入腹板宽7.5

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