MIDAS双壁钢围堰建模过程.docx

1、MIDAS双壁钢围堰建模过程MIDAS结构检算培训资料之双壁钢围堰操作例题一、项目简介 1.1结构简介某特大桥采用（60.75+100+60.75）m大跨连续梁结构跨越秦淮新河，承台位于主河道，直为径17.4m，高4m，底标高-5.0m，施工最大水位为8.0m，河床以下主要为第四系全新统冲积层(Q4al)，下伏基岩为侏罗系上统西横山组(J3)钙泥质砂岩和凝灰质砂岩，承台处地址情况如下图： 图1-1承台处地址情况图钢围堰为单双壁结合圆形钢围堰，内边线半径比承台半径大10cm。钢围堰壁厚1.0m，外直径尺寸为19.6m、内直径尺寸为17.6m，壁高为15m。钢围堰平面分为8块，立面分为5节，分节高

2、度为4m+4m+5m+5m。钢围堰壁板系统由内、外面板、面板纵肋、壁板桁架、水平环板、隔板组成。双壁钢围堰内外壁采用6mm厚的钢板，内外壁间距为100cm。每间隔1m设一道水平环形桁架，桁架采用756mm的角钢焊接而成。竖向每间隔50cm设一道竖肋，竖肋采用756mm的角钢；横向加劲肋间距为50cm，采用厚15mm、宽180mm的钢板，围堰结构如图： 图1-2 钢围堰立面图 图1-3 钢围堰平面图1.2材料设计参数表表1.1 材料设计参数表序号材料规格材质容重（KN/m3）备注1钢板厚6mmQ23578.5面板2角钢756mmQ23578.5桁架3混凝土C3025刃角砼4混凝土C2525封底砼

3、1.3. 材料设计强度值表1.2 钢材设计强度值（N/mm2）钢材抗拉、抗压、抗弯抗剪承压型号厚度或直径（mm）Q2351621512532516-4020512040-6020011560-100190110说明：设计强度按钢结构设计规范GB50017-2003取值。1.4 模型单元 采用Midas对结构进行空间仿真分析，双壁钢围堰内外壁6mm钢板采用平面板单元模拟，竖肋75506mm的角钢和桁架75756mm的角钢采用梁单元模拟；双壁钢围堰底部设为三向位移约束；在模型中施加流体压力荷载模拟水压和土压；在围堰内抽完水的工况下，钢围堰和封底混凝土受力情况均处于最不利状态，故对此工况下双壁钢围堰

4、和封底混凝土进行分析计算。二、操作流程1、 材料属性定义1.1运行midas civil；点击新建，打开新建项目；以“钢围堰分析”为文件名称保存；1.2 单位系统选择KN、mm，其余保持默认值；1.3 定义钢材的材料特性；模型 / 材料和截面特性 / 材料/ 添加；设计类型钢材； 规范：GB03(S)；数据库Q235；2、定义截面和厚度2.1 模型 / 材料和截面特性 / 截面/添加数据库/用户截面号1；截面类型（角钢）选择数据库（GB-YB05），截面（L75*50*6）； 名称：竖肋，偏心：选择中-上部点击确认2.2 模型 / 材料和截面特性 / 厚度/ 添加厚度号：1 面内和面外：0.0

5、06m 点击适用；厚度号：2 面内和面外：0.015m 点击确认3、模型建立3.1 建立钢围堰内壁体结构基本结构壳；输入/编辑；类型：筒体（如图所示），R1（8.8m）；R2（8.8m）；H（15m）分割数量：m（120）；l（30）；材料：（1：Q235）；厚度：（1：0.006）；插入点（0，0，0）； 旋转：各方向取默认值0；原点：选3（0，0，0）；点击确认。 3.2建立钢围堰横肋模型单元扩展；扩展类型：节点线单元。材料：（1：Q235） 截面：（1：竖肋） （此处材料和截面的选择可任意，因为后面扩展成板单元后，会删除现在建立的线单元）；生成形式：旋转等角度；复制次数（120）；旋转角

6、度（3）；旋转轴（z）;选择z=0.5m 高度的任一节点（这里选择2575 号节点），点击适用模型单元扩展扩展类型：线单元平面单元目标：删除材料：（1：Q235） 厚度：（2：0.015） 类型：厚板生成形式：旋转等角度；复制次数（1）；旋转角度（360）；间距（径向）：（0.18m）;选择新建立的个体，点击适用 （生成最下端的横肋）。模型单元复制和移动等间距：（0，0，0.5）；复制次数：（29）；选择新建立的个体；点击适用（生成其他位置横肋）3.3建立钢围堰竖肋模型单元扩展扩展类型：节点线单元材料：（1：Q235） 截面：（1：竖肋） beta：（-90）生成形式：复制和移动复制和移动：等

7、间距（0，0，-0.5）；复制次数：30切换视角到顶面选择壁体内侧最上方的节点；点击适用 （生成第一根竖肋）窗口选择 刚生成的第一根竖肋模型单元旋转；形式：复制；旋转：等角度；复制次数：（119）； 旋转角度：（3）； 旋转轴：（z）；点击适用 （生成其余的竖肋）使用“组”命令，双击“0.006m”厚度将内壁单元选中，拖动内壁结构组至选中部分，创建“内壁”结构组。同理，建立钢围堰外壁体使用“组”命令，将外壁单元选中，拖动外壁结构组至选中部分，创建“外壁”结构组。3.4建立水平桁架利用平面选择，选择z=0.5m 的平面，激活切换视角到顶面，模型单元建立单元单元类型：一般梁/变截面梁材料：（1：Q

8、235） 截面：（1：水平桁架）依次连接图示节点选择刚生成水平桁架模型单元旋转；形式：复制；旋转：等角度；复制次数：（59）； 旋转角度：（6）； 旋转轴：（z）；点击适用 （生成其余的水平桁架）模型单元复制和移动等间距：（0，0，1）；复制次数：（14）；选择新建立的水平桁架；点击适用（生成其他位置水平桁架）4、添加边界条件利用平面选择，选择z=0 的平面，添加底部的边界条件模型边界条件一般支撑D-all（开），R-all（开），适用5、添加荷载工况考虑三种荷载作用，结构自重、围堰外壁水压力荷载和围堰外壁土压力荷载。荷载静力荷载工况，添加自重、土压力和水压力。荷载自重；荷载工况名称：自重；自

9、重系数：z(-1)；点击添加添加流水压力（力的单位kN 切换为kgf，长度单位为m）选择“外壁”组，窗口解除选择z=0-6m,荷载流体压力荷载荷载工况名称：水压力参考高度:（15m） 均布压力荷载：（0） 流体容重：（1000）点击适用添加流水压力（力的单位kgf 切换为kN，长度单位为m）选择“外壁”组，窗口解除选择z=6-15m,荷载流体压力荷载荷载工况名称：土压力参考高度:（6m） 均布压力荷载：（91.2） 流体容重：（9）点击适用6、查看结果分析运行分析（F5 键）荷载组合情况如下：生成荷载组合文本文件如下：查看钢围堰壁体应力（力单位转换为 N，长度单位转换为mm）结果应力平面应力单元/板单元应力荷载工况/荷载组合：CB 强度应力选项：UCS，节点平均，板顶应力：Sig-eff（有效应力）等值线（开）；图例（开）适用查看水平桁架应力结果应力梁单元应力荷载工况/荷载组合：CB 强度应力选项：组合应力， 组合选项：最大值等值线（开）；图例（开）适用查看钢围堰变形结果位移位移等值线荷载工况/荷载组合：CB刚度位移Dxyz显示类型等值线（开）；变形（开）；图例（开）；适用