MIDAS例题---连续梁
4×30m连续梁结构分析
对4*30m结构进行分析的第一步工作是对结构进行分析，确定结构的有限元离散，确定各项参数和结构的情况，并在此基础上进行建模和结构计算。
建立斜连续梁结构模型的详细步骤如下。
1. 设定建模环境
2. 设置结构类型
3. 定义材料和截面特性值
4. 建立结构梁单元模型
5. 定义结构组
6. 定义边界组
7.定义荷载组
8.定义移动荷载
9. 定义施工阶段
10. 运行结构分析
11. 查看结果
12.psc设计
13. 取一个单元做横向分析
概要：
在城市桥梁建设由于受到地形、美观等诸多方面的限制，连续梁结构成为其中应用的最多的桥梁形式。同时，随着现代科技的发展，连续梁结构也变得越来越轻盈，更能满足城市对桥梁的景观要求。
本文中的例子采用一座4×30m的连续梁结构（如图1所示）。
1、桥梁基本数据
桥梁跨径布置：4×30m＝120；
桥梁宽度：0.25m（栏杆）＋2.5m（人行道）＋15.0m（机动车道）＋2.5m（人行道）+0.25（栏杆）＝20.5m；
主梁高度：1.6m；支座处实体段为1.8m；
行车道数：双向四车道＋2人行道
桥梁横坡：机动车道向外1.5％，人行道向内1.5％；
施工方法：满堂支架施工；
图1 1/2全桥立面图和1.6m标准断面
2、主要材料及其参数
2.1 混凝土各项力学指标见表1
表1
2.2低松弛钢绞线（主要用于钢筋混凝土预应力构件）
直径：15.24mm
弹性模量：195000 MPa
标准强度：1860 MPa
抗拉强度设计值：1260 MPa
抗压强度设计值: 390 MPa
张拉控制应力：1395 MPa
热膨胀系数：0.000012
2.3普通钢筋
采用R235、HRB335钢筋，直径：8～32mm
弹性模量：R235 210000 MPa / HRB335 200000 MPa
标准强度：R235 235 MPa / HRB335 335 MPa
热膨胀系数：0.000012
3、设计荷载取值：
3.1恒载：
一期恒载包括主梁材料重量，混凝土容重取25 KN/m 3。
二期恒载：人行道、护栏及桥面铺装等（该桥梁上不通过电信管道、水管等）。
其中：
桥面铺装：采用10cm的沥青混凝土铺装层；沥青混凝土安每立方24kN计算，则计算铺装宽度为15m，桥面每米铺装沥青混凝土重量为：0.16×24×15＝57.6kN/m；
人行道： 人行道按照每侧18 KN/m 考虑；
栏杆：按照每侧每米470kg 计算，即按照4.7kN/m ； 二期恒载合计：85 kN/m 3.2活载
车辆荷载：公路Ⅰ级；
人群荷载：3.0kN/m 2；（根据《公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）》第27页4.3.5条第一款的规定：当桥梁计算跨径小于或等于50m 时，人群荷载标准值为3.0kN/m 2；） 3.3温度力
①系统温度：升温25℃、降温－15℃；
②箱梁截面上下缘温度梯度变化参考新规范（《公路桥涵设计通用规范》（JTG
D60-2004））第4.3.10条取用。
图2竖向梯度温度（梁截面温度）
3.4不均匀沉降
考虑到桩均为嵌岩桩，所以在本计算算例中不考虑支座沉降的问题。 3.5强度发展
强度发展采用CEB-FIP 规范的公式：()??
???
???
?????????????? ??-??=5.028281exp eq t s S t f ，式中：28S 表示混凝土的28天强度；eq t 时间参数；s 表示水泥种类，早强高强水泥选0.2，一般水泥或早强水泥选0.25，缓凝水泥选0.38。 4、结构有限单元离散
在4×30连续梁结构计算分析中，考虑到结构的受力特点（主梁为预应力结构、桥墩为
普通钢军混凝土结构）分别建模计算分析，在此文本中仅考虑预应力混凝土梁的结构分析，建模时仅建主梁模型，桥墩及基础等均不在建模计算范围内。
一、设定建模环境
为了做连续梁施工阶段和成桥阶段分析首先打开新项目“4×30连续梁”为名保存文件，开始建立模型。
单位体系设置为“m”和“N”。该单位体系可以根据输入的数据类型随时随意更换。
文件/ 新项目
文件/ 保存(4×30连续梁)
工具/ 单位体系
长度＞m ；力＞N
图3设定建模环境及单位体系
二、设置结构类型
由于是连续梁结构，所以在做结构计算的时候没有必要选择3-D分析，只需要考虑平面分析即可以，这样即可以减少在定义约束条件时出现的问题，同时又能保证结构设计的质量。
模型>结构类型----
结构类型（X-Z平面）
将结构的自重转换为自重（按集中质量考虑>转换到Z）
图4 设置结构类型
三、定义材料和截面特性值
1、定义材料
输入主梁的材料特性值。在材料和截面对话框中选择材料表单点击按钮。
模型/材料和截面特性/材料
材料号：1
名称：(C50)
设计类型：混凝土
混凝土：
规范：（JTG04(RC)）
数据库：C50
按上述方法参照表1输入混凝土和预应力钢绞线的材料特性值。
图5 定义材料特性值1
图6 定义材料特性值2
定义时间依存性材料（收缩和徐变）
模型/材料和截面特性/时间依存性材料（收缩和徐变）/添加/ 名称：C50混凝土；设计规范：china （JTG D62-2004） 28天强度：50N/mm 2；环境年平均相对湿度：70％；
构件理论厚度：1000mm ；水泥种类系数：5；收缩开始时的混凝土龄期：3天； 点击：
按钮。
图7 定义时间依存性材料
定义多种材料
时
，
使用按钮
会更方便一些。
定义时间依存性材料（抗压强度）
模型/材料和截面特性/时间依存性材料（强度）/添加/
名称：C50；类型：设计规范；强度发展――规范：CEB-FIP；
混凝土28天抗压强度：50N/mm2；水泥类型：N,R:0.25点击按钮
图8 定义时间依存材料（抗压强度）
时间依存性材料连接：
徐变和收缩：C50混凝土；强度进展：C50；选择指定材料：C50混凝土，点击按钮；
操作：点击按钮
图9 时间依存性材料连接
2、定义截面特性值
输入预应力混凝土梁的截面特性值。在材料和截面特性对话框的截面表单选择
按钮。
图10 定义截面
在该连续梁中，截面高度是变化的，同时底板和肋的厚度也是变化的，故在做设计时候先定义标准的等截面，然后再定义变截面。
截面/添加---/设计截面/单箱多室2
截面号：1 名称：实体段对称（√）室数（3）板宽（20.5）m
室类型：多变形
外轮廓尺寸
H01（0.15m）；H02（0.3m）；H04（1.35m）B01（2.5m）B03（0.43）B04(4.82) 内轮廓尺寸
HI1（0.85m）HI6（0.85m）BI1（2.5m）BI6（2.3m）
点击
其余各截面的输入见图12～16所示（具体截面参数见结构参数示意图）。
图12 7号截面（等截面区截面）
图13 3号截面
图14 4号截面
图15 5号截面
图16 8号截面
由于有一部分结构为变截面，所以需要定义变截面，具体操作步骤如下：
截面//变截面/单箱多室2然后根据各梁段的两端的截面在I、J端相应的选择截面型号；定义3－4变截面的步骤如下：
I端：
J端：
图18 变截面输入J端
由此定义变截面3－4，4－3，4－5，5－4，5－7，7－5，5－8，8－5，3－8，8－3，
具体各数字对应的截面位置参照结构图（图1所示）。
四、建立结构有限元模型
1、建立节点
模型/节点/建立节点/坐标（0，0，0）；复制次数（0）；距离（0，0，0）
然后点击：按钮；
2、建立梁单元模型
选择节点后利用扩展功能建立主梁上部梁单元
模型/单元/扩展单元
扩展类型：节点－>线单元；
单元类型：梁单元；
材料：1－C50混凝土；截面1－实体段（1号截面）；生成形式：复制和移动；
复制和移动：，dx，dy，dz（0.4，0，0）；复制次数：1次；
点击，选择节点1，然后点击按钮；
图19 建立有限单元模型
然后按照此步骤逐步往下建立整个结构的有限元模型，各有限元模型单元的长度见表3。最后建立的的有限元模型如图20所示。
表3 单元长度及序号
图20 有限元模型3、复制整个结构的节点
操作步骤如下：
模型/节点/复制和移动
图21 复制和移动节点1
点击：按钮；
形式：复制（）；复制和移动：等间距（），dx，dy，dz（0，0，-1000）mm; 点击：适用按钮。
图22 复制和移动节点2
修改单元依存材料特性
五、定义结构组
对连续梁结构进行施工阶段分析，需要对结构进行结构组的定义；
根据本结构的特点（预应力混凝土连续梁结构）和施工特点（满堂支架施工），故确定建立如下两个结构组：jg和mt。
具体操作步骤如下：
模型/组/定义结构组
名称：jg，然后点击按钮；
名称：mt，然后点击按钮；
图23
确定结构组所包含的单元：
点击树形菜单/组/结构组
左键点击组名jg，然后点击按钮；进入操作空间，左键按住，然后选择1～78号单元，具体操作步骤如下：
图24
然后确定mt组的结构：
左键点击组名mt，然后点击按钮；进入操作空间，左键按住，然后选择80～158
号节点，具体操作步骤如下图所示：
图25