[整理]MIDAS连续梁桥建模.

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三跨铁路连续梁桥MIDAS建模.docx

三跨铁路连续梁桥MIDAS建模.docx

目录0前言 (1)1概述 (1)1.1桥梁设计概况 (1)1.2设计荷载 (1)1.3 施工方案 (2)2计算分析的一般步骤 (3)3参数定义——材料和截面 (3)3.1材料 (3)3.2截面 (4)3.3变截面设置 (9)3.4时间依存材料特性(砼收缩徐变参数) (10)4节点单元建立 (11)4.1建立基点 (11)4.2扩展生成单元 (12)4.3修改节点坐标 (13)4.4修改截面 (13)4.5设置变截面组 (14)5修改单元依存材料特性 (15)6修改截面有效宽度 (15)7结构组、边界组、荷载组的定义及输入 (17)7.1结构组 (17)7.2边界组 (20)7.3荷载组定义 (22)8施工阶段定义及建立 (22)9荷载工况定义及荷载输入 (27)9.1荷载工况定义 (27)9.2荷载输入 (27)9.3预应力荷载及预应力钢束输入 (31)9.4系统温度荷载 (39)9.5温度梯度荷载 (39)10移动荷载 (40)11支座沉降 (44)12荷载组合及 SPC截面设计 (44)13 PSC截面设计 (46)14计算结果查看 (47)0前言为了让学生更好的理解和应用MIDAS 作本年度的桥梁工程毕业设计,特制作了《MIDAS初步应用》、《( 60+100+60)m 三跨高铁路连续梁桥 MIDAS实例建模》以及《桥梁博士初步应用》、《( 60+100+60) m 三跨高铁路连续梁桥桥梁博士实例建模》本文件配合相应的视频文件使用。

本套文件仅供桥梁工程毕业设计学生学习参考,模型中也并未完全按设计要求进行考虑。

文件中错误再所难免,敬请批评指正。

1概述1.1 桥梁设计概况本桥为( 60+100+60)m 三跨预应力混凝土连续梁铁路桥(见图 1-1)。

主梁为单箱单室结构,梁宽 12.2m,桥梁采用挂篮悬臂灌注法施工。

通过本例题重点介绍 Midas/Civil软件的连续梁悬臂施工阶段仿真模拟。

设计技术标准:铁路等级: I 级,客运专线桥上线路:双线,线间距 4.8m设计行车速度: 250km/h设计荷载: ZK荷载轨道结构: CRTS— I 型板式无碴轨道60m100m60m图 1-1 全桥立面布置图1.2 设计荷载(一)恒载结构自重:钢筋混凝土结构按26.5kN/m3。

迈达斯Midas_civil_梁格法建模实例

迈达斯Midas_civil_梁格法建模实例
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:
> 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(φ15.2 mm)(规格分别有6束、8束、9束和10束四类)
钢束类型为:后张拉
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
(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:

迈达斯midascivil 梁格法建模实例

迈达斯midascivil 梁格法建模实例

北京迈达斯技术有限公司目录概要 (2)设置操作环境........................................................................................................... 错误!未定义书签。

定义材料和截面....................................................................................................... 错误!未定义书签。

建立结构模型........................................................................................................... 错误!未定义书签。

PSC截面钢筋输入 ................................................................................................... 错误!未定义书签。

输入荷载 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。

定义施工阶段. (59)输入移动荷载数据................................................................................................... 错误!未定义书签。

输入支座沉降........................................................................................................... 错误!未定义书签。

MIDAS例题---连续梁

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12.2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:0.0000122.3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:0.0000123、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。

迈达斯Midascivil梁格法建模实例

迈达斯Midascivil梁格法建模实例

北京迈达斯技术有限公司目录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。

1.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2.建立结构模型建立结构模型修改单元依存材料特性3.输入PSC截面钢筋4.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5.定义施工阶段6.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7.支座沉降定义支座沉降组定义支座沉降荷载工况8.运行结构分析9.查看分析结果10.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(φ mm)(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(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:管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:(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:=t5天o混凝土与大气接触时的材龄:=t3天s相对湿度: %RH=70大气或养护温度: CT=°20构件理论厚度:程序计算适用规范:中国规范(JTG D62-2004)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。

midas建模计算(预应力混凝土连续箱梁桥)

midas建模计算(预应力混凝土连续箱梁桥)

midas建模计算(预应力混凝土连续箱梁桥)midas建模计算(预应力混凝土连续箱梁桥)纵向计算模型的建立1.设置操作环境1.1打开新项目,输入文件名称,保存文件1.2在工具-单位体系中将单位体系设置为“m”,“KN”,“kj”和“摄氏”。

2.材料与截面定义2.1 材料定义右键-材料和截面特性-材料。

C50材料定义如下图所示。

需定义四种材料:主梁采用C50混凝土,立柱、盖梁及桥头搭板采用C30混凝土,基桩采用C25混凝土。

预应力钢绞线采用1860级高强低松弛s 15.24钢绞线。

钢绞线定义时,设计类型:钢材;规范:JTG04(S);数据库:strand 1860,名称:预应力钢筋2.2 截面定义2.2.1 利用SPC(截面特性值计算器)计算截面信息(1)在CAD中x-y平面内,以mm为单位绘制主梁所有的控制截面,以DXF 格式保存文件;绘图时注意每个截面必须是闭合的,不能存在重复的线段,并且对于组成变截面组的线段,其组成线段的个数应保持一致。

(2)在midas工具中打开截面特性计算器(SPC),在Tools-Setting中将单位设置为“KN”和“mm”;(3)从File-Import-Autocad DXF导入DXF截面;(4)从Model-Section-Generate中选择“Type-Plane”;不勾选“Merge Straight Lines”前面的复选框;Name-根据截面所在位置定义不同的截面名称从而生成截面信息;(5)在Property-Calculate Section Property 中设置划分网格的大小和精度,然后计算各截面特性;(6)从File-Export-MIDAS Section File导出截面特性文件,指定文件目录和名字,以备使用。

2.2.2 建立模型截面(1)右键-材料和截面特性-截面-添加-设计截面,选择设计用数值截面。

单击“截面数据”选择“从SPC导入”,选择刚导出的截面特性文件,并输入相应的设计参数。

迈达斯Midascivil梁格法建模实例

迈达斯Midascivil梁格法建模实例

北京迈达斯技术有限公司目录概要 (2)设置操作环境........................................................................................................... 错误!未定义书签。

定义材料和截面....................................................................................................... 错误!未定义书签。

建立结构模型........................................................................................................... 错误!未定义书签。

PSC截面钢筋输入 ................................................................................................... 错误!未定义书签。

输入荷载 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。

定义施工阶段. (59)输入移动荷载数据................................................................................................... 错误!未定义书签。

输入支座沉降........................................................................................................... 错误!未定义书签。

MIDAS-连续梁桥建模

MIDAS-连续梁桥建模

本文该过程是将三垮桥的运营状态进行有限元分析,下面介绍了本人在对模型模拟的主要步骤,若中间出现的错误,请读者朋友们指出修改。

注:“,”表示下一个过程“()”该过程中需做的容一.结构1.单元及节点建立的主桁:因为桥面具有一定纵坡,故将《桥跨布置》图的桥面线复制到《节段划分》图对应桥跨位置,然后进行单元划分,将该线段存入新的图层,以便下步导入,将文件保存为.dxf格式文件。

2.打开midas运行程序,将程序里的单位设置成《节段划分》图的单位,这里为cm。

导入上步的.dxf文件。

将节点表格中的z坐标与y坐标交换位置(midas中的z与cad中的y对应)。

结构建立完成。

模型如图:二.特性值1.材料的定义:在特性里面定义C50的混凝土及Strand1860(添加预应力钢筋使用)2.截面的赋予:1).在《截面尺寸》和《预应力束锚固》图里,做出截面轮廓文件,保存为.dxf 文件2).运行midas,工具,截面特性计算器,统一单位cm。

导入上步的.dxf文件先后运行generate,calculate property,保存文件为.sec文件,截面文件完成3)运行midas,特性,截面,添加,psc,导入.sec文件。

根据图例,将各项特性值填入;验算扭转厚度为截面腹板之和;剪切验算,勾选自动;偏心,中上部4)变截面的添加:进入添加截面界面,变截面,对应单元导入i端和j端(i为左,j为右);偏心,中上部;命名(注:各个截面的截面号不能相同)5)变截面赋予单元:进入模型窗口,将做好的变截面拖给对应的单元。

注:1.建模资料所给的《预应力束锚固图》的0-0和14-14截面与《节段划分》图有出入,这里采用《截面尺寸》做这两个截面,其余截面按照《预应力束锚固图》做2.定义材料先定义混凝土,程序自动将C50赋予所建单元(C50是定义的第一个材料,程序将自动赋予给所建单元)三.边界条件1.打开《断面》图,根据I、II断面可知,支座设置位置。

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该过程是将三垮桥的运营状态进行有限元分析,下面介绍了本人在对模型模拟的主要步骤,若中间出现的错误,请读者朋友们指出修改。

注:“,”表示下一个过程
“()”该过程中需做的内容
一.结构
1.单元及节点建立的主桁:因为桥面具有一定纵坡,故将《桥跨布置》图的桥面线复制到《节段划分》图对应桥跨位置,然后进行单元划分,将该线段存入新的图层,以便下步导入,将文件保存为.dxf格式文件。

2.打开midas运行程序,将程序里的单位设置成《节段划分》图的单位,这里为cm。

导入上步的.dxf文件。

将节点表格中的z坐标与y坐标交换位置(midas中的z与cad中的y对应)。

结构建立完成。

模型如图:
二.特性值
1.材料的定义:在特性里面定义C50的混凝土及Strand1860(添加预应力钢筋使用)
2.截面的赋予:
1).在《截面尺寸》和《预应力束锚固》图里,做出截面轮廓文件,保存为.dxf 文件
2).运行midas,工具,截面特性计算器,统一单位cm。

导入上步的.dxf文件
先后运行generate,calculate property,保存文件为.sec文件,截面文件完成
3)运行midas,特性,截面,添加,psc,导入.sec文件。

根据图例,将各项特性值填入;验算扭转厚度为截面腹板之和;剪切验算,勾选自动;偏心,中上部4)变截面的添加:进入添加截面界面,变截面,对应单元导入i端和j端(i为左,j为右);偏心,中上部;命名(注:各个截面的截面号不能相同)
5)变截面赋予单元:进入模型窗口,将做好的变截面拖给对应的单元。

注:1.建模资料所给的《预应力束锚固图》的0-0和14-14截面与《节段划分》图有出入,这里采用《截面尺寸》做这两个截面,其余截面按照《预应力束锚固图》做
2.定义材料先定义混凝土,程序自动将C50赋予所建单元(C50是定义的第一个材料,程序将自动赋予给所建单元)
三.边界条件
1.打开《断面》图,根据I、II断面可知,支座设置位置。

根据途中所给数据,在模型窗口中建立支座节点(12点)
2.点击节点,输入对应坐标,建立12个支座节点
3.建立弹性连接:模型,边界条件,弹性连接,连接类型(刚性),两点(分别点击支座点与桥面节点)共12个弹性连接
4.边界约束:中间桥墩,约束Dx,Dz;Dx,Dy,Dz;Dx,Dz,
两边桥墩,约束Rx,Dz;Rx,Dy,Dz;Rx,Dz 如表
四.添加预应力钢筋
1.定义钢束特性:打开《预应力筋布置及材料表》、《预应力束几何要素》。

荷载,
预应力荷载,钢束特性值,根据材料表中钢筋的规格及根数填入相关数据(松弛系数:0.3;导管直径:10cm)
2.钢束布置形状:荷载,预应力荷载,钢束布置形状,以T1为例:
1)打开《预应力束几何要素》,建立以中心点为原点的局部坐标系,为方便,在excel里建立好关键点的坐标,
2)钢束布置形状(钢束特性值:钢束1;分配给单元:15to18;输入类型:3-D;标准钢束:6束;无应力场长度:自动计算;布置形状:将建好的局部坐标复制在表格中,生成对称钢束;钢束布置插入点:在模型窗口拾取对应点)如图
五.静力荷载
1.荷载命名:荷载,静力荷载工况(名称:结构自重;类型:恒荷载,名称:桥面铺装层;类型:恒荷载,
名称:钢筋张拉值;类型:预应力,
名称:整体升温;类型:温度荷载,
名称:整体降温;类型:温度荷载,
名称:正温梯;类型:温度梯度,
名称:负温梯;类型:温度梯度,
名称:横隔板;类型:恒荷载)如图
2.自重:荷载,自重(自重系数,z:-1.04,添加)
3.桥面铺装层:荷载,梁单元荷载(荷载工况名称:桥面铺装层,(数值:x1:0,x2:1,w:-25.92kn/m)),全选,适用
4.钢筋张拉值:荷载,预应力荷载,钢束预应力荷载(荷载工况名称:钢筋张拉值,将预应力钢束除TK外拖入到已选钢束栏目里,张拉力:应力、两端张拉、13952
N mm,注浆:0),添加,如表
/
5. 整体升温:荷载,温度荷载,系统温度(荷载工况名称:整体升温;最终温度:30;添加)
6整体降温:荷载,温度荷载,系统温度(荷载工况名称:整体降温;最终温度:-20;添加)
7.正温梯:荷载,温度荷载,梁截面温度(荷载工况名称:正温梯,
参考位置:+边(顶),填入相应的B、H1、T1、H2、T2)全选,适用。

如图:
8负温梯:荷载,温度荷载,梁截面温度(荷载工况名称:负温梯,
参考位置:+边(顶),填入相应的B、H1、T1、H2、T2)全选,适用
9.横隔板:荷载,节点荷载(荷载工况名称:横隔板,FZ:-311.8KN),选中横隔板节点位置,适用。

如图
六.移动荷载分析
1.荷载,移动荷载分析数据,移动荷载规范
2. 车辆荷载:荷载,移动荷载分析数据,车辆(添加标准车辆),规范名称:公路工程技术标准,车辆荷载类型:CH-CD,确认
3.人群荷载:荷载,移动荷载分析数据,车辆(添加标准车辆),规范名称:公路工程技术标准,车辆荷载类型:CH-RQ,确认
4.车道添加:以车道1为例,荷载,移动荷载分析数据,车道(添加),(名称:cd1,偏心距离:-280cm,桥梁跨度:18332cm,选择,全选,添加),确认
5. 荷载,移动荷载分析数据,移动荷载工况(添加),(荷载工况名称:移动荷载,组合选项:单独,添加(车辆组:CH-CD,系数:1,加载最少车道数和加载最多车道数:2,将车道拖入选择车道栏目里,适用),
添加(车辆组:CH-CD,系数:0.78,加载最少车道数和加载最多车道数:3,将车道拖入选择车道栏目里,适用),
添加(车辆组:CH-RQ,系数:1,加载最少车道数和加载最多车道数:1,将车道拖入选择车道栏目里,适用))如图:(两车道的操作)
七.支座沉降分析
1.支座沉降量:荷载,支座沉降分析数据,
支座沉降组(组名称:1沉降量:1cm,节点:1桥墩的3支座节点,如图:
组名称:2沉降量:1cm,节点:2桥墩的3支座节点
组名称:3沉降量:1cm,节点:3桥墩的3支座节点
组名称:4沉降量:1cm,节点:4桥墩的3支座节点),添加
2.支座荷载工况:荷载,支座沉降分析数据,支座沉降荷载工况(荷载工况名称:支座沉降,选择沉降组:4组全选,Smin:1,Smax:3),添加
八.分析控制数据
1.将荷载转化为质量:模型,质量,将荷载转化
为质量(添加桥面铺装层、钢筋张拉值、横隔板),
确认
如右图:
2.将自重转化为质量:模型,结构类型(按集中
质量转化)确认如图:
2.特性值分析控制:分析,特性值分析控制(振型数量:50),确认。

3.运行
4.查看质量参与值:结果,周期与振型(点击自振模态右的三点),查看模型参与质量,尽可能多的让模型参与
若参与量较少,将第2步的振型数量加大,来满足要求(本人取到150次)
5.查看频率值:结果,周期与振型(显示类型,图例,适用),
查看频率:1.331919
6.完成移动荷载分析:分析,移动荷载分析控制(计算位置:板和杆系单元,内力(中心+节点)、应力
规范类型:JTG D60-2004,[]f 1.331919Z H =),确认 九.荷载组合
结果,荷载组合,混凝土设计,自动生成
十.分析结果 对结构荷载进行组合 1)1.在组合CLCB44
(弹性阶段应力验算组合: 1.0D+1.0PS+1.0SM[1]+1.0M+1.0T[2]+1.0TPG[2])作用下,如图:
2.结构最大反力
如图可知,结构最大反力在结构支座处,符合实际情况,在施工阶段应注意支座的承载力
3.结构内力
①轴力
②剪力
Z向
如图可知,剪力最大值分布在桥墩位置。

③弯矩
最大弯矩在跨中位置,注意跨中的设计弯矩抵抗值。

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