迈达斯学习第05章荷载.docx
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迈达斯学习第05章荷载
第五章“荷载”中的常见问题
5.1为什么自重要定义为施工阶段荷载？
具体问题
一次落架桥梁，没有施工阶段划分，自重还需定义为施工阶段荷载吗？
施工阶段荷载和其他荷载类型有什么区别？
相关命令
荷载〉静力荷载工况...
问题解答
如果不进行施工阶段分析，那么自重的荷载类型应选择“恒荷载”。
如果进行施工阶段分析，且自重是在施工阶段激活参与作用的，那么其荷载类型建议选择“施工阶段荷载”。
相关知识
如果进行施工阶段分析，且自重是在施工阶段激活参与作用，但自重荷载工况的类型没有选择为“施工阶段荷载”或“施工荷载”，那么在进行荷载组合时，不能使用程序自动生成荷载组合，否则自重效应会被重复组合。
施工阶段荷载与其它荷载类型的区别：
“施工阶段荷载”和“施工荷载”仅在施工阶段作用，不在成桥阶段作用，而其他荷载类型既可以在施工阶段作用也可以在成桥阶段作用。
以自重为例，如果自重的荷载类型定义为“恒荷载”，且自重荷载工况在施工阶段被激活，那么在施工分析中，自重在施工阶段的作用累计在“恒荷载（CS）”中；在POSTCS阶段（即成桥阶段），自重仍作为“恒荷载”作用在成桥模型上，其效应为“自重（ST）”。
但是自重的真实效应应该是考虑施工阶段的累加效应，即“恒荷载（CS）”，而不是“自重（ST）”。
此时如果采用程序自动生成的荷载组合，那么“（CS）恒荷载”和“（ST）自重”作为两个并列的荷载工况参与荷载组合，导致自重效应被重复考虑。
5.2“支座沉降组”与“支座强制位移”的区别？
具体问题
两者都是模拟支座沉降的，具体有什么区别呢？
使用时有哪些注意事项呢？
相关命令
荷载〉支座强制位移...，
荷载〉支座沉降分析数据
问题解答
相同点：
（1）两者都可用于模拟支座沉降，且在沉降的方向上自动施加相应方向的节点约束。
（2）沉降方向指的是支座节点的局部坐标z的正向。
不同点:
（1）当不确定哪个或哪几个支座发生沉降的情况下，使用支座沉降，在已知某个或某几个支座发生的变形的情况下，使用节点强制位移。
（2）支座沉降分析只能用于成桥阶段分析，节点强制位移既可以用于成桥阶段分析，也可以用于施工阶段分析；但节点强制位移用于施工阶段分析时，只能激活，不能钝化。
（3）支座沉降分析只针对节点的局部坐标z向，而节点强制位移可定义节点的6个自由度方向的变形。
使用注意事项：
无论是节点强制位移还是支座沉降组分析所针对的都是支座位置的节点进行分析，因此定义节点强制位移或支座沉降组时选择的不是支座位置节点，就会在定义了节点强制位移或支座沉降组的位置处出现反力。
5.3如何定义沿梁全长布置的梯形荷载？
具体问题
如题对于变宽梁桥，其铺装荷载不是均布荷载，沿梁长方向呈梯形，如何定义梯形荷载？
相关命令
荷载〉连续梁单元荷载...
问题解答
定义沿一组单元变化规律相同的荷载，需使用“连续梁单元荷载”定义。
对于如题所示的梯形荷载如果使用“梁单元荷载”定义，则会出现如下图4.3.1所示的情形，采用“连续梁单元荷载”定义其荷载显示形式如下图4.3.2所示。
图4.3.1梁单元荷载定义梯形荷载
图4.3.2连续梁单元荷载定义梯形荷载
相关知识
MIDAS中有两种梁单元荷载定义方法，这两种梁单元荷载定义方法在定义均布荷载时没有区别，但在定义三角形荷载或梯形荷载时有明显区别。
梁单元荷载适用于单个梁单元，连续梁单元荷载适用于一组单元。
相关问题
问题4.4。
5.4如何对弯梁定义径向荷载？
具体问题
曲线梁桥，在承受径向荷载时，如何定义梁单元径向荷载？
相关命令
荷载〉梁单元荷载...
荷载〉连续梁单元荷载...
问题解答
定义梁单元荷载时，荷载作用方向有整体坐标系方向和单元局部坐标系方向两种选择，例如对于曲梁定义径向荷载时须选择单元局部坐标系y向，如下图所示：
图4.4.1梁单元荷载图4.4.2曲梁径向荷载显示
相关知识
梁单元荷载不仅可以定义线性荷载和线性弯矩，还可以定义节点荷载和节点弯矩。
荷载定义方向可以选择按整体坐标系加载，也可以选择按单元局部坐标系加载。
图4.4.3梁单元荷载类型图4.4.4梁单元荷载加载方向
相关问题
问题4.3。
5.5如何定义侧向水压力荷载？
具体问题
如何定义作用侧墙上的水压力荷载？
相关命令
荷载〉流体压力荷载...
问题解答
可以对板单元或实体单元定义流体压力荷载，定义流体压力荷载时有两个参数要注意，一是参考高度，一是荷载作用方向。
参考高度是开始考虑有流体压力的位置，对于水压力而言，可以理解为水平面位置；荷载作用方向可以选择单元的法向或任一整体坐标系方向作用，要根据实际情况取方便的一种参考方式来定义荷载作用方向。
图4.5.1流体压力荷载对话框图4.5.2流体压力荷载图示
相关知识
如果将流体容重改为土容重，流体压力荷载就可以用来模拟侧向土压力荷载了。
如果是均布的压力荷载，也可以使用“荷载〉压力荷载”来模拟。
5.6如何定义作用在实体表面任意位置的平面荷载？
具体问题
对于检测项目来说，荷载的大小是确定的，但布置位置是任意选定的，如何定义这样的荷载呢？
相关命令
荷载〉定义平面荷载类型...
荷载〉分配平面荷载...
问题解答
对于确定的荷载形式，如空间车辆荷载城-B，其荷载作用图示如图4.6.1所示，如果将此定义为平面荷载，定义方式如图4.6.2所示。
图4.6.1城-B荷载图示
图4.6.2用平面荷载模拟城-B荷载图4.6.3分配平面荷载
相关知识
在平面荷载类型中，不仅可以定义平面分布的集中荷载，还可以定义在平面分布的线性荷载、面荷载。
5.7如何按照04公路规范定义温度梯度荷载？
具体问题
JTGD60中对温度梯度荷载做了修改，温度梯度的表现形式为三折线形式，这样的温度梯度荷载在MIDAS中如何模拟？
相关命令
荷载〉温度荷载〉梁截面温度...
问题解答
针对JTG04规范关于温度梯度表示方法的改变，在MIDAS内新增一项温度梯度荷载的输入方法，即“梁截面温度”。
如图4.7.1所示。
在“梁截面温度”中可以定义沿梁高方向或梁宽度方向的温度变化。
将三折线温度梯度分为三段或多段线性温度荷载输入，每段线性温度需要输入的参数包括B、H1、T1、H2、T2，每输入一段温度梯度后添加一次，再继续输入下一段温度梯度，直到将所有温度梯度段输入完毕，选择该温度梯度作用的梁单元，适用即可。
温度荷载中有系统温度、节点温度、单元温度、温度梯度荷载和梁截面温度荷载，分别意义如下:
前三个是对模型整体温度的定义，其中系统温度是定义的模型全部单元和节点的温度，如果某些单元或节点的温度不一样，可通过节点温度和单元温度来定义；
后两者，是针对同一截面顶面和底面的温度差的定义，当为线性变化时，采用温度梯度荷载定义，若为非线性时，采用梁截面温度荷载定义。
5.8定义“钢束布置形状”时，直线、曲线、单元的区别？
具体问题
输入预应力钢束形状时，钢束形状选项：
直线、曲线、单元有什么区别？
对钢束控制点坐标的插入点是否有影响？
相关命令
荷载〉预应力荷载〉钢束布置形状...
问题解答
钢束形状分为三种类型，目的是为了更方便的输入不同类型的钢束形状。
直线和曲线是指桥梁的形状，曲线桥布置预应力钢束时选择曲线类型比较方便。
选择单元类型时表示钢束形状沿着单元布置，且此时布置在单元内外侧的钢束的长度会相同，在钢束长度和重量上产生一些误差。
选择“曲线”时没有这样的问题，但仅适用于桥梁形状为圆曲线的桥梁布置预应力钢束。
对于缓和曲线因为曲线半径和圆心都在变，所以提供了“单元”这种近似的输入方法。
5.9如何考虑预应力结构管道注浆？
具体问题
在对后张法预应力结构进行施工阶段分析时，如何模拟管道注浆？
相关命令
荷载〉预应力荷载〉钢束预应力荷载....
问题解答
在定义“钢束预应力荷载”时，输入张拉荷载后，通过指定管道注浆的时间，如图4.10.1所示。
图4.10.1管道注浆模拟
相关知识
在后张法预应力结构的施工阶段模拟时，在孔道灌浆前，程序是按扣除孔道面积后的净截面进行计算；灌浆后，按照考虑预应力钢筋的换算截面特性进行计算。
如果在“施工阶段分析控制”选项中选择截面特性为常量时如图4.10.2，则程序是按照全截面特性进行计算。
图4.10.2截面特性值计算方法选择
5.10为什么预应力钢束采用“2-D输入”与“3-D输入”的计算结果有差别？
具体问题
当分别采用2-D和3-D两种方法输入钢束，发现预应力效应不一样，有些截面相差有点大，我想确定一下是程序处理二者的方式不一样，还是钢束坐标有问题？
相关命令
荷载〉预应力荷载〉钢束预应力荷载...
问题解答
因为模型采用的是平面分析，
相关知识
2-D输入和3-D只是预应力钢束形状的两种输入方法，2-D输入法相比3-D输入法更为详细，可分别考虑平弯和竖弯不同半径的情况；而3-D的输入方法中输入的弯曲半径是钢束的空间半径。
当钢束布置形状较复杂时建议使用2-D输入法。
5.11“几何刚度初始荷载”与“初始单元内力”的区别？
具体问题
如题！
相关命令
荷载〉初始荷载〉大位移〉几何刚度初始荷载...
荷载〉初始荷载〉小位移〉初始单元内力...
问题解答
“几何刚度初始荷载”用于非线性分析，“初始单元内力”用于一般静力分析；二者的共同点是对结构刚度进行修正。
相关知识
MIDAS中有几种初始荷载的定义方式，各自特点如下所述：
几何刚度初始荷载：
描述当前荷载作用之前的结构的初始状态。
输入几何刚度初始荷载进行非线性分析时，不需定义相应的荷载工况，程序会自动在内部考虑相应荷载和内力，使其达到平衡，因此此时位移为0。
如果用户又定义了荷载工况，则荷载相当于双重考虑，此时不仅会发生位移，而且内力也会增加1倍左右。
对于几何刚度初始荷载的几点附加说明如下：
（1）静力线性分析：
不起作用。
因此如果使用索单元建模，且没有初始单元内力数据的话，分析时会发生奇异；
（2）静力非线性分析：
根据几何刚度初始荷载考虑结构的初始状态。
根据不同荷载工况，几何刚度会发生变化。
另外，不同荷载工况作用效应的算术迭加不成立；
（3）施工阶段非线性分析（独立模型，不考虑平衡内力）：
大位移分析，即几何刚度根据不同施工阶段荷载的作用发生变化，且考虑索单元节点坐标变化引起的影响（索单元）；
（4）施工阶段非线性分析（独立模型，考虑平衡内力）：
几何刚度初始荷载不起作用，“初始荷载/平衡内力”发生作用；
（5）施工阶段非线性分析（独立模型，考虑平衡内力，但未输入平衡内力，输入了几何刚度初始荷载）：
几何刚度初始荷载不起作用，对施加的荷载工况进行静力非线性分析。
下个阶段中也一样，但前一阶段的荷载和本阶段的荷载相当于一同作用并对之进行分析；
（6）移动荷载分析：
程序会自动将索单元转换为等效桁架单元进行线性分析，其几何刚度将利用“小位移/初始单元内力”来确定。
大位移/平衡单元节点内力：
该功能只适用于施工阶段分析中选择非线性分析的独立模型，并且勾选了“包含平衡单元节点内力”选项时的情形。
与几何刚度初始荷载不同的是平衡单元节点内力的方式可以考虑加劲梁的内力。
对于地锚式悬索桥，加劲梁的内力很小，所以两种方式都适用。
但对于自锚式悬索桥，加劲梁的内力很重要，因此不宜使用几何刚度初始荷载的方式。
小位移/初始单元内力：
只适用于线性分析或动力分析，其作用与几何刚度初始荷载相同。
即通过形成几何刚度来影响结构的总体刚度，但其刚度并不随作用荷载的变化而变化。
小位移/初始荷载控制数据：
进行线性分析时，将输入的初始单元内力添加给指定的荷载工况。
如果不添加，则在分析时只考虑初始单元内
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