MIDAS双壁钢围堰建模过程
midas Civil钢板桩围堰——建模要求
midas Civil钢板桩围堰——建模要求建模前计算项目：1.参照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）计算工况下水土压力，按照水土合算考虑；2.参照《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）附录P计算土弹簧刚度k；3.荷载分析考虑：结构自重、水（土）压力、静水压力、水流力、波浪力和风荷载。
建模细部模拟方法：1.钢板桩、围囹和内支撑均采用梁单元模拟；2.钢板桩底部铰结；3.被动土压力采用只受压土弹簧模拟；4.围囹与钢板桩间采用只受压弹簧模拟；5.牛腿支撑与围囹间共节点处理，在牛腿处约束围囹竖向位移模拟牛腿对围囹的支撑作用。
6.内支撑连接节点可采用壳单元模拟，对与围囹连接端内撑杆一端固结约束，另一端施加竖向约束，其余杆件各端施加模型中的荷载。
模型计算输出结果项目：1.钢板桩组合应力、围囹组合应力和剪应力、内支撑轴应力和弯曲应力。
荷载组合形式可以考虑两种：标准组合=∑恒载+∑活载；基本组合=1.2∑恒载+1.4∑活载。
标准组合计算结果用来评价刚度指标，基本组合计算结果用来评价结构强度指标。
基本组合下用钢板桩组合应力检验钢板桩强度；标准组合下钢板桩位移验算其刚度；基本组合下围囹组合应力和剪应力、内支撑轴应力和弯曲应力验算支撑体系强度；2.利用midas Civil细部分析功能在基本组合下对支撑杆件连接节点进行强度计算；3.封底混凝土应力计算。
边界条件为护铜中间固结，与周围封底采用刚性连接。
人工验算项目：1.支撑杆件稳定行验算；2.封底混凝土厚度的计算、封底混凝土握裹力的计算；3.基坑抗隆起稳定性验算；4.钢板桩嵌固稳定性验算。
(桥梁人论坛分享)迈达斯 Midas Civil 钢围堰建模分析教程
添加流水压力（力的单位 kN 切换为 kgf，长度单位为 m） 选择壁体单元： 按单元属性选择 ，选择属性：（厚度），（1：0.008），添加 荷载>流体压力荷载 荷载工况名称：水压力 参考高度:（1.5m） 均布压力荷载：（0） 流体容重：（1000） 点击适用↵
12
6、查看结果
分析>运行分析（F5 键） 查看钢围堰应力（力单位转换为 N，长度单位转换为 mm）
定义钢材的材料特性 ..........................................................................1 定义截面和厚度 ..................................................................................2 3、建模.......................................................................................................3 建立钢围堰壁体 ..................................................................................3 建立钢围堰横肋 ..................................................................................5 建立钢围堰竖肋 ..................................................................................8 4、添加边界条件 ....................................................................................10 5、添加荷载工况 ....................................................................................11 6、查看结果.............................................................................................13 查看钢围堰应力 ................................................................................13 查看钢围堰变形 ................................................................................14
midas Civil钢板桩围堰——建模要求
midas Civil钢板桩围堰——建模要求建模前计算项目：1.参照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）计算工况下水土压力，按照水土合算考虑；2.参照《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）附录P计算土弹簧刚度k；3.荷载分析考虑：结构自重、水（土）压力、静水压力、水流力、波浪力和风荷载。
建模细部模拟方法：1.钢板桩、围囹和内支撑均采用梁单元模拟；2.钢板桩底部铰结；3.被动土压力采用只受压土弹簧模拟；4.围囹与钢板桩间采用只受压弹簧模拟；5.牛腿支撑与围囹间共节点处理，在牛腿处约束围囹竖向位移模拟牛腿对围囹的支撑作用。
6.内支撑连接节点可采用壳单元模拟，对与围囹连接端内撑杆一端固结约束，另一端施加竖向约束，其余杆件各端施加模型中的荷载。
模型计算输出结果项目：1.钢板桩组合应力、围囹组合应力和剪应力、内支撑轴应力和弯曲应力。
荷载组合形式可以考虑两种：标准组合=∑恒载+∑活载；基本组合=1.2∑恒载+1.4∑活载。
标准组合计算结果用来评价刚度指标，基本组合计算结果用来评价结构强度指标。
基本组合下用钢板桩组合应力检验钢板桩强度；标准组合下钢板桩位移验算其刚度；基本组合下围囹组合应力和剪应力、内支撑轴应力和弯曲应力验算支撑体系强度；2.利用midas Civil细部分析功能在基本组合下对支撑杆件连接节点进行强度计算；3.封底混凝土应力计算。
边界条件为护铜中间固结，与周围封底采用刚性连接。
人工验算项目：1.支撑杆件稳定行验算；2.封底混凝土厚度的计算、封底混凝土握裹力的计算；3.基坑抗隆起稳定性验算；4.钢板桩嵌固稳定性验算。
围堰桩土模拟midas建模实例
围堰桩土模拟midas建模实例前言Midas是一款应用广泛的土木工程建模和分析软件，它的强大功能吸引了越来越多的专业人员使用。
本文将介绍如何使用Midas建模围堰桩土的模拟，并给出一些相关的实例说明，希望能对Midas初学者有所帮助。
Midas简介Midas是一款功能强大的土木工程建模和分析软件，可用于建立复杂的非线性有限元模型。
它支持静力和动力分析，包括土动力学、地震响应、高速列车、桥梁、港口等应用。
Midas拥有良好的用户界面和友好的操作方式，使得使用起来非常方便。
建模步骤本文将以围堰桩土为例，介绍如何使用Midas进行建模模拟。
1.建立模型在Midas中新建一个工程，选择3D空间模型，建立围堰桩土模型。
2.设定材料属性在Midas中，可以自定义模型材料的力学性质，例如弹性模量、泊松比、岩土摩擦角等等。
为围堰桩土模型设定相应的材料属性，以便进行后续的模拟分析。
3.设定荷载在进行实际的分析模拟之前，需要设定荷载。
针对围堰桩土模型，通常需要考虑水压、土压、重载等因素，这些荷载的大小和分布对于模拟分析结果至关重要。
4.设定边界条件对于模型的边界条件也需要进行设定，例如固结位移、阻力边界等。
边界条件的设定将直接影响到分析结果的准确性和可靠性。
5.进行分析模拟在Midas中，可以进行多种形式的分析模拟，例如线性分析、非线性分析等。
利用已有的模型参数，进行分析模拟并得出分析结果。
实例说明下面我们将通过两个实例来说明使用Midas进行围堰桩土模拟的方法。
实例1：围堰土桩分析模拟在本例中，我们需要分析围堰土桩破坏的过程。
首先，我们需要按照上述步骤建立模型，并设置荷载、材料属性和边界条件。
然后进行非线性数值模拟，得出结论：围堰土桩稳定性较差，容易在较小的荷载作用下失稳。
实例2：围堰防渗性能分析模拟这个实例中，我们需要分析围堰的防渗性能。
首先，我们需要按照上述步骤建立模型，并设置荷载、材料属性和边界条件。
然后进行水力数值模拟，得出结论：围堰的防渗性能比较好，可以有效防止水的渗透。
11-Midas Civil应用—钢围堰
01Midas Civil应用—钢围堰1、钢围堰建模及分析(1)基本概况一个半径为2m的小型单壁钢围堰，壁体为带肋钢板，壁板为8mm钢板，横肋为150×14mm钢板，竖肋为L75*50*6角钢，所有材质均为A3钢。
竖肋沿壁体圆周分20等分间距布置，横肋的间距500mm,横肋、竖肋均布置在外侧，荷载为1.5m水压力，具体布置如下。
钢围堰参数：横肋参数：Q235,截面150×14mm钢板；竖肋参数：Q235,截面L75*50*6角钢；钢围堰壁体：Q235,厚度8mm钢板；(2)钢围堰分析步骤钢围堰分析步骤如下：①设置操作环境及项目信息②定义材料和截面③建立结构三维模型④输入荷载⑤输入荷载组合⑥输入分析控制数据⑦运行结构分析⑧查看分析结果(3)设置操作环境及项目信息打开【工具】/【单位系】/将单位体系设为KN，mm。
该单位可以根据输入数据的种类任意转换。
打开【文件】 /【项目信息】/完善基本信息。
(4)定义材料和截面。
打开【特性】/【截面特性值】/【截面】/【添加】/【数据库】/【用户】/填写截面名称及参数/【适用】。
打开【特性】/【截面特性值】/【板厚】/【添加】/【数值】/【面内和面外】（8mm、14mm）/【适用】。
打开【特性】/【材料特性值】/【材料】/【添加】/【类型】/【名称】/【数据库】/选择材质/【适用】。
(5)建立结构三维模型。
建立钢围堰壁体结构>基本结构>壳输入/编辑类型 ，R1:2000mm，R2:2000mm，H:1750mm m:40，l:7，材料1：A3,厚度1：8mm。
插入插入点（0,0,0），无旋转，原点选择3（0,0,0）。
建立钢围堰横肋节点/单元>扩展单元，扩展类型：节点-线单元，材料1：A3，截面1：竖肋，生成形式：旋转，等角度；复制次数（40次），旋转角度（9），旋转轴（Z）。
选择Z=0.25m处任意一个节点，适用。
节点/单元>扩展单元，扩展类型：线单元-平面单元，材料1：A3，厚度2：14mm，生成形式：旋转，等角度；复制次数（1次），旋转角度（360），间距（径向）：150mm。
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∠75×6mm的角钢焊接而成。
竖向每间隔50cm设一道竖肋，竖肋采用∠75×6mm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6mm Q235 78.5 面板2 角钢∠75×6mm Q235 78.5 桁架3 混凝土C30 25 刃角砼4 混凝土C25 25 封底砼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）Q235≤16 215 125325 ＞16-40 205 120＞40-60 200 115＞60-100 190 110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∠75×50×6mm的角钢和桁架∠75×75×6mm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和封底混凝土进行分析计算。
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添加流水压力（力的单位 kN 切换为 kgf，长度单位为 m） 选择壁体单元： 按单元属性选择 ，选择属性：（厚度），（1：0.008），添加 荷载>流体压力荷载 荷载工况名称：水压力 参考高度:（1.5m） 均布压力荷载：（0） 流体容重：（1000） 点击适用↵
12
6、查看结果
分析>运行分析（F5 键） 查看钢围堰应力（力单位转换为 N，长度单位转换为 mm）
7
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：A3） 截面：（1：竖肋） beta：（-90） 生成形式：复制和移动 复制和移动：等间距（0，0，-0.25） 复制次数：7 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）
8
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：（19）； 旋转角度：（18）； 旋转轴：（z） 点击适用↵ （生成其余的竖肋）
注：midas/Civil 的截面库中含有丰富的型钢截面，同时还拥有强大的截面自定义 功能。 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-YB），截面（L75*50*6）； 名称：竖肋，偏心：选择中-下部点 击确认↵ 模型 / 材料和截面特性 / 厚度/ 添加 厚度号：1 面内和面外：0.008m 点击适用↵ 厚度号：2 面内和面外：0.014m 点击确认↵
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MIDAS双壁围堰计算书
双壁钢围堰计算书目录1 计算依据.................................................................................................... - 3 -2 工程概况.................................................................................................... -3 -3. 双壁钢围堰施工方案综述 ..................................................................... - 3 -4. 钢围堰计算.............................................................................................. - 4 -4.1结构设计........................................................................................... - 4 -4.1.1材料设计参数表 .................................................................... - 5 -4.1.2. 材料设计强度值 ................................................................. - 5 -4.2 工况分析.......................................................................................... - 6 -4.3 荷载计算.......................................................................................... - 6 -4.3.1双壁钢围堰承受荷载分析 .................................................... - 6 -4.3.2 封底混凝土荷载分析 ........................................................... - 7 -4.4 建立模型计算分析 ......................................................................... - 8 -4.4.1 模型单元 ............................................................................... - 8 -4.4.2操作流程 ................................................................................ - 8 -4.4.3 分析结果 (25)4.5钢板桩整体抗浮计算 (27)1 计算依据（1）《某特大桥设计图》；（2）《路桥施工计算手册》周水兴等著；（3）《铁路桥涵地基和基础设计规范》TB10002.5-2005；（4）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；（5）《钢结构设计规范》（GB500017-2003）；（6） Midas civil 使用手册。
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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∠75×6mm的角钢焊接而成。
竖向每间隔50cm设一道竖肋，竖肋采用∠75×6mm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6mm Q235 78.5 面板
2 角钢∠75×6mm Q235 78.5 桁架
3 混凝土C30 25 刃角砼
4 混凝土C2
5 25 封底砼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）
Q235
≤16 215 125
325 ＞16-40 205 120
＞40-60 200 115
＞60-100 190 110
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∠75×50×6mm的角钢和桁架∠75×75×6mm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：0.006m 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：Q235）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↵。