(桥梁人论坛分享)迈达斯 Midas Civil 钢围堰建模分析教程
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。
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。
桥梁施工经济性分析案例(midas)
罗天乐大桥
270.6 万
75 天
广西公路桥梁工程总公司 二分公司
珠江特大桥
22#墩材料费节省 23.5 万
98 天
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
路桥华南工程有限公司
泉州湾跨海大桥南岸深水区支栈桥
258.36 万
11 天
中交二公局泉州湾跨海大桥 A3 合同段项目经理部
凡河四桥梭形独塔斜拉桥
118 万
20~30 天
中铁九局集团有限公司
北京迈达斯技术有限公司
内部技术资料
工箱梁自重大、工期紧等特点, 提出军用梁+ 支架法悬臂浇筑施工方案, 介绍了采用的施工 设备和具体实施方案。与常用的挂篮悬臂浇筑 方案对比, 此方法具有用钢量少、 通用程度高、 技术难度小、节约工期等优点, 客运专线双线32m整孔箱梁移动模架造桥技术 - 经过多种施工技术方案的比较, 采用自行研制 的MZ900SB型上行式移动模架造桥机原位整孔 浇筑箱梁, 并通过建模仿真分析, 提出了上行 式移动模架的提前过孔工艺。 兰州中山桥5跨简支钢桁梁整体提升关键技术 - 采用计算机同步控制提升技术及合点提升技术 对钢桁梁进行整体提升。 利用千斤顶进行预压方案的设计与施工 - 利用油压千斤顶对支架的反压来替代传统方式 的堆沙袋的预压 千斤顶贝雷反力梁在牵索挂篮预压中的应用 - 砂袋堆载法相比，千斤顶贝雷反力梁预压新方 法操作工序少，施工简单，操作方便，加载、 卸载速度快，大大节约了工期，而且预压结果 可靠，具有良好的经济效益和社会效益。 浅水中V型箱梁0#块索栓支架技术 - 在浅水中, 通过计算分析, 直接设置钢平台, 避免了在墩身或承台中预埋钢构件, 经济方 便。 轻型三角形挂篮在大跨度悬臂施工中的技术经济 性分析 - 总结了降低挂篮制作安装成本的措施， 证明该
迈达斯Midascivil梁格法建模实例
迈达斯M i d a s c i v i l梁格法建模实例公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]司目录概要......................................................... 设置操作环境 ................................................. 定义材料和截面 ............................................... 建立结构模型 ................................................. PSC截面钢筋输入 .............................................. 输入荷载 ..................................................... 定义施工阶段 ................................................. 输入移动荷载数据 ............................................. 输入支座沉降 ................................................. 运行结构分析 ................................................. 查看分析结果 ................................................. PSC设计......................................................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。
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。
(桥梁人论坛分享)迈达斯 Midas Civil 钢围堰建模分析教程
本篇文章来源于 桥梁人论坛(群: 34021776) ,联系 QQ：78722355
14
15
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★ 桥梁人论坛—只专注与桥梁工程! 桥梁规范，桥梁图集，桥梁论文、桥梁方案、桥梁计算书、桥梁软件 桥梁模型、sap2000 教程、Midas 教程、工程合同、桥梁书籍等全部免费下载
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↵
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
模型>单元>扩展 扩展类型：线单元>平面单元 目标：删除 材料：（1：A3） 厚度：（2：0.014） 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）：（0.15m）; 选择新建立的个体 点击适用↵ （生成最下端的横肋）
6
模型>单元>复制和移动 等间距：（0，0，0.5） 复制次数：（3） 选择新建立的个体 点击适用↵（生成其他位置横肋）
建模要点：壁板与横肋用板单元、竖肋用梁单元(竖肋与壁板梁\板单元共用 节点)。
2、定义材料和截面
新建模型
1
文件 / 新项目 文件 / 保存
以“钢围堰分析”为文件名称保存。↵
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：JTJ(S) 数据库>A3↵
定义截面和厚度
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）
钢围堰分析
北京迈达斯技术有限公司
目录
1、工程概况...............................................................................................1 2、定义材料和截面 ..................................................................................1
2
3、建模
注：midas/Civil 有多种结构的建模助手，对于多种桥梁施工临时结构可以通过建 模助手快速便捷地建立模型。
建立钢围堰壁体
模型>结构建模助手>壳
3
输入/编辑 类型：筒体（如图所示），R1（2m）；R2（2m）；H（1.75m） 分割数量：m（40）；l（7） 材料：（1：A3）；厚度：（1：0.008） 插入 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↵
欲参与管理的朋友请按照下列格式回复： 1、所要申请的版快： 2、每天能够保证的在线时长： 3、是否担任过类似的 BBS 管理工作。如果有，请简要介绍曾经的工作经验： 4、联系方式(电话、QQ、E_mail 地址)： 5、你对该版的管理思路： 6、每月上传资料大概情况：
申请地址：/viewthread.php?tid=814&extra=
【桥梁世界】 1、桥梁新闻篇 2、桥梁艺术篇 3、桥梁施工图 4、桥梁人物篇 ============== 【桥梁资源】 1、桥梁施工方案、技术交底、作业指导书 2、桥梁安全方案、安全技术交底
3、桥梁规范、规程、标准 4、桥梁施工计算书、计算实例 5、桥梁施工图、设计图、标准图集 6、桥梁书籍、桥梁论文 7、桥梁施工视频交流交流 8、桥梁专业视频学习教程 9、桥梁资源求助区 ============== 【桥梁施工】 1、桥梁检测与加固区 2、桥梁工程造价专区 3、桥梁施工技术讨论 4、桥梁安全技术讨论 ============== 【桥梁软件】 1、桥梁工程软件
钢围堰分析
1、工程概况
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 150X14mm 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。
14
15
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★ 桥梁人论坛—只专注与桥梁工程! 桥梁规范，桥梁图集，桥梁论文、桥梁方案、桥梁计算书、桥梁软件 桥梁模型、sap2000 教程、Midas 教程、工程合同、桥梁书籍等全部免费下载
结果>应力>平面应力单元/板单元应力 荷载工况：ST 水压力 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↵
13
查看钢工况/荷载组合>ST：水压力 位移>Dxyz 显示类型>等值线（开）；图例（开）； 适用↵
桥梁人论坛： ，(群: 34021776)
自从桥梁人论坛开始服务以来，得到业界很多朋友的支持。为了搭建这个属 于桥梁人的平台，很多坛友们都为桥梁人论坛群策群力。在此非常的感谢。
目前论坛各个版块空缺斑竹，如果你有志于服务广大桥梁人，如果你希望挖 掘出自己的潜力，如果你能够保证一定的上网时间，如果你有过 BBS 版块的管理 经验，那么桥梁人论坛斑竹岗位将为你提供一个展示自我、提升能力的舞台。
9
4、添加边界条件
利用平面选择 ，选择 z=0 的平面，激活
模型>边界条件>一般支撑 D-all（开），R-all（开），适用↵
，添加底部的边界条件
10
5、添加荷载工况
考虑两种荷载作用，结构自重和围堰外壁水压力荷载。
荷载>静力荷载工况，添加自重和水压力
荷载>自重 荷载工况名称：自重 自重系数：z(-1), 点击添加↵
4
建立钢围堰横肋
注：建立桥梁施工临时结构，使用扩展、移动和复制、旋转等功能可以有效地提 高建模效率。
模型>单元>扩展 扩展类型：节点>线单元
5
材料：（1：A3） 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（40）；旋转角度（9）；旋转轴（z）; 选择 z=0.25m 高度的任一节点（这里选择 210 号节点），点击适用↵
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↵