MIDAS箱涵计算例题.ppt
midas操作例题资料-钢箱梁
Civil＆Civil Designer一、钢箱梁操作例题资料1概要钢桥是高强、轻型薄壁结构，截面和自重比混凝土桥小，跨越能力大，因而在实际工程中有广泛应用。
钢桥按形式可大致分为钢箱梁、钢板梁（工字钢）、钢桁梁、组合梁桥等类型。
钢桥在使用时不仅要求钢材具有较高的强度，而且还要求具有良好的塑性。
钢桥的刚度相对比较小，变形和振动比混凝土桥大。
为了保证车辆行驶安全和舒适性、避免过大的变形和振动对钢桥结构产生不利的影响，钢桥必须有足够的整体刚度[2] 。
钢桥缺点除容易腐蚀影响耐久性外，另一缺点是疲劳。
影响疲劳的因素很多，除钢材品质、连接的构造与方法等外，与荷载性质、疲劳细节关系也很大。
钢箱梁除钢材等力学特性外，还具有箱梁的受力特点，广泛应用于市政高架、匝道、大跨度斜拉桥、悬索桥、拱桥加劲梁、大跨连续钢箱梁及人行桥钢箱梁等方面。
本专题将通过介绍工程概况、结合规范构造检查、midas Civil详细建模过程以及midas Civil Designer设计平台及结果查看等操作流程，希望能为读者结合实际项目学习程序，通过程序了解钢箱梁提供帮助。
钢箱梁操作例题资料2 钢桥概况及构造检查2.1 钢桥概况主梁为20+30+40+30m单箱单室正交钢箱梁，钢材为Q345；桥面宽8m，梁高2.335m，翼缘板长1.8m；顶板、腹板、翼缘板均厚16mm，底板标准段厚16mm，支座两侧3~3.5m范围内加厚为24mm；顶板设置闭口U型加劲肋；翼缘板、腹板均设置板型加劲肋；底板标准段设置板型加劲肋，桥墩两侧5~7m范围内设置T型加劲肋；横隔板等设置距离详见图1~图3所示。
建模之前，应按照《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64—2015)[1] （以下简称规范）对钢桥面板、加劲肋、翼缘板及腹板等尺寸进行构造检查。
2.2构造检查2.2.1钢桥面板近年来正交异性钢桥面板出现疲劳和桥面铺装损伤的现象较为普遍，为保证钢桥面板具有足够的刚度，需对最小厚度有要求；为减小应力集中和避免采用疲劳等级过低的构造细节，需对纵向闭口加劲肋尺寸进行规定[1]。
Midas预应力混凝土连续箱梁分析算例课件
MIDAS软件是一款功能强大的有限元 分析软件，可以对预应力混凝土连续 箱梁进行精确的建模和分析，为桥梁 设计提供可靠的技术支持。
预应力混凝土连续箱梁的设计和施工 需要综合考虑多种因素，包括结构形 式、材料特性、施工方法等，以确保 桥梁的安全性和经济性。
展望
随着科技的不断进步和工程实 践的积累，预应力混凝土连续 箱梁的设计和施工将不断得到
预应力体系
通过在混凝土浇筑前施加 预压应力，改善了结构的 受力性能，提高了梁的承 载能力和稳定性。
横向联系
连续箱梁采用横隔板和横 梁等横向联系构件，确保 了结构的整体稳定性。
预应力混凝土连续箱梁的设计原理
力学分析
根据结构力学原理，对连 续箱梁进行受力分析，确 定各截面的弯矩、剪力和 扭矩等。
预应力设计
特殊情况处理
针对模型中可能出现的特殊情况， 如施工阶段、预应力张拉等，说明 处理方法。
计算结果分析
01
02
03
04
变形分析
分析模型在受力后的变形情况 ，包括挠度、转角等。
应力分析
分析模型中的应力分布和大小 ，包括正应力和剪应力。
预应力张拉分析
针对预应力张拉的情况，分析 张拉后的应力分布和损失。
结果对比
优化和完善。
未来可以进一步研究新型材料 和结构形式在预应力混凝土连 续箱梁中的应用，以提高桥梁
的性能和耐久性。
有限元分析软件的功能和精度 将不断提升，为预应力混凝土 连续箱梁的分析和设计提供更 加可靠的技术支持。
未来可以通过加强科研合作和 技术交流，推动预应力混凝土 连续箱梁领域的创新和发展， 为我国桥梁事业的发展做出更 大的贡献。
05 参考文献
CHAPTER
迈达斯(midas)计算
潇湘路连续梁门洞调整后支架计算书1概述原《潇湘路（32+48+32）m连续梁施工方案》中，门洞条形基础中心间距为7.5米，现根据征迁人员反映，为满足门洞内机动车辆通行需求，需将条形基础中心间距调整至8.5米。
现对门洞结构体系进行计算，调整后门洞横断面如图1-1所示。
图1-1调整后门洞横断面图门洞纵断面不作改变如图1-2所示。
图1-2门洞总断面图门洞从上至下依次是：I40工字钢、双拼I40工字钢、Ф426*6钢管（内部灌C20素混凝土），各结构构件纵向布置均与原方案相同。
2主要材料力学性能（1）钢材为Q235钢，其主要力学性能取值如下：抗拉、抗压、抗弯强度:[ =125MpaQ235:[σ]=215Mpa, ]（2）混凝土采用C35混凝土，其主要力学性能取值如下：弹性模量：E=3.15×104N/mm2。
抗压强度设计值：f c=14.3N/mm2抗拉强度设计值：f t=1.43N/mm2（3）承台主筋采用HRB400级螺纹钢筋，其主要力学性能如下：抗拉强度设计值：f y=360N/mm2。
（4）箍筋采用HPB300级钢筋，其主要力学性能如下：抗拉强度设计值：f y=270N/mm23门洞结构计算3.1midas整体建模及荷载施加Midas整体模型如图3.1-1所示。
图3.1-1MIDAS整体模型图midas荷载加载横断面图如图3.1-2所示。
3.1-2荷载加载横断面图荷载加载纵断面如图3.1-3所示。
图3.1-3荷载加载纵断面图3.2整体受力分析整体模型受力分析如图5.2-1~5.2-3所示。
图5.2-1门洞整体位移等值线图5.2-2门洞整体组合应力云图图5.2-3门洞整体剪应力云图由模型分析可得，模型最大位移D=3.2mm＜[l/600]=14.1mm,组大组合应力σ=144.2Mpa＜[σ]=215Mpa，最大剪应力σ=21.6Mpa＜[σ]=125Mpa 门洞整体强度、刚度均满足要求。
MIDAS箱涵计算例题
发展趋势
近年来，随着计算机技术的飞速发展，数值模拟和有限元分 析等高级计算方法在箱涵计算中得到了广泛应用，提高了计 算的准确性和可靠性。同时，智能化和自动化的箱涵设计系 统也在逐步推广和应用。
02
箱涵计算的基本原理
箱涵计算的基本公式
箱涵计算的基本公式通常基于流体动力学和连续性方程，用于描述箱涵内的水流运 动状态。
MIDAS箱涵计算例
• MIDAS箱涵计算概述 • 箱涵计算的基本原理 • 箱涵计算的步骤与方法 • 箱涵计算的应用实例 • 箱涵计算的未来发展与挑战
目录
01
MIDAS箱涵计算概述
箱涵计算的定义与特点
定义
箱涵计算是指对箱涵结构进行受 力分析、内力计算和稳定性评估 的过程。
特点
箱涵计算涉及复杂的力学行为和 边界条件，需要考虑多种因素， 如水压力、土压力、结构自重等 。
箱涵材料的选取与计算
选择合适的混凝土型号
根据工程要求和设计需求，选择适合的混凝土型号，确保满足承 载力和耐久性要求。
计算混凝土的用量
根据箱涵的几何尺寸和混凝土的密度，计算出所需的混凝土用量。
确定配筋
根据箱涵的受力情况和设计要求，确定合适的配筋方案，包括钢筋 的规格、数量和布置方式。
箱涵结构分析
静力分析
05
箱涵计算的未来发展与挑战
箱涵计算技术的发展趋势
智能化
利用人工智能和机器学习技术，实现箱涵计算自动化和智能化，提 高计算效率和精度。
精细化
随着数值计算技术的发展，箱涵计算将更加精细化，能够模拟更复 杂的工程结构和流场特性。
多尺度模拟
发展多尺度模拟方法，实现从宏观到微观的箱涵计算，更全面地揭示 工程结构和流体之间的相互作用。
箱涵结构计算
荷载组合1:结构自重+顶板覆土自重+路面辅装+静止土压力
荷载组合2:结构自重+顶板覆土自重+路面辅装+地面列车荷载(考虑冲击力的影响)+主动土压力
(3)主要设计参数
结构自重:钢筋混凝土重度
顶板上覆土自重:
车行道路面辅装:
非车行道路面辅装:
静止土压力:箱涵顶部 ,箱涵底部 （铁路桥涵设计基本规范TB 10002.1—2005）
箱涵结构计算
一.箱涵结构分析计算说明
1.计算内容
淘浦东路—真南路下立交跨铁路段采用现浇混凝土箱形结构，主车道断面形式为单箱单室，机动车道净宽8.8米,净高4.5米,非机动车道净宽4.2米,净高2.5米,横断面见图1,箱涵全长43.7米.
图1主通道箱涵横断面
箱涵采用C40防水钢筋混凝土结构,各部位结构尺寸见表1.
弯矩图
轴力
剪力
弯矩图
顶板,底板轴力
腹板轴力
腹板剪力
顶板，底板剪力
结构控制内力
项目
弯距（ ）
剪力（ ）
轴力（ ）
顶板内侧
＋3807
2027
356
顶板外侧
－3452
2027
356
底板内侧
－4812
2582
625
底板外侧
＋3826
2582
625
侧墙内侧
3826
625
2447
侧墙外侧
2286
625
2447
根据结构内力包罗图,按强度进行截面配筋计算,并验算最大裂缝宽度，混凝土的压应力、剪应力，结果如下所示。的要求进行了验算,以确定截面及配筋.结构构件配筋均为裂缝验算控制,配筋率在经济配筋范围内,说明拟定的构件是经济合理的.
(完整版)Midas计算实例
中南大学2010年1月1。
概要 (1)2. 设置操作环境 (2)3. 定义材料和截面 (3)4. 建立结构模型 (7)5。
非预应力钢筋输入 (10)6。
输入荷载 (30)7. 定义施工阶段 (42)8。
输入移动荷载数据 (48)9. 运行结构分析 (52)10. 查看分析结果 (52)1. 概要本桥为80+2*112+2＊81+41六跨混凝土预应力连续梁桥。
图1。
分析模型桥梁概况及一般截面桥梁形式：六跨混凝土悬臂梁桥梁长度：L = 80+112+112+80+80+41m施工方法：悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段,边跨合龙时,中跨体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工中跨挂梁,挂梁与中跨主梁铰接,施工桥面铺装，并考虑1000天收缩徐变.预应力布置形式:T构部分配置顶板预应力，边跨配置底板预应力梁桥分析与设计的一般步骤1. 定义材料和截面2. 建立结构模型3. 输入非预应力钢筋4. 输入荷载①.恒荷载②.钢束特性和形状③.钢束预应力荷载5. 定义施工阶段6. 输入移动荷载数据①.选择移动荷载规范②.定义车道③.定义车辆④.移动荷载工况7. 运行结构分析8. 查看分析结果使用的材料❑混凝土主梁采用JTG04（RC)规范的C50混凝土，桥墩采用JTG04(RC）规范的C40混凝土❑钢材采用JTG04(S）规范，在数据库中选Strand1860荷载❑恒荷载自重，在程序中按自重输入,由程序自动计算❑预应力钢束(φ15.2 mm×31)截面面积: Au = 4340 mm2孔道直径: 130 mm钢筋松弛系数（开)，选择JTG04和0.3（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：0.25管道每米局部偏差对摩擦的影响系数：1。
5e—006（1/mm）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%，张拉控制应力1395MPa❑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^2t5天长期荷载作用时混凝土的材龄：=ot3天混凝土与大气接触时的材龄：=s相对湿度: %RH=70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2。
迈达斯(midas)计算
潇湘路连续梁门洞调整后支架计算书1概述原《潇湘路（32+48+32）m连续梁施工方案》中，门洞条形基础中心间距为7.5米，现根据征迁人员反映，为满足门洞内机动车辆通行需求，需将条形基础中心间距调整至8.5米。
现对门洞结构体系进行计算，调整后门洞横断面如图1-1所示。
图1-1调整后门洞横断面图门洞纵断面不作改变如图1-2所示。
图1-2门洞总断面图门洞从上至下依次是：I40工字钢、双拼I40工字钢、Ф426*6钢管（内部灌C20素混凝土），各结构构件纵向布置均与原方案相同。
2主要材料力学性能（1）钢材为Q235钢，其主要力学性能取值如下：抗拉、抗压、抗弯强度:[ =125MpaQ235:[σ]=215Mpa, ]（2）混凝土采用C35混凝土，其主要力学性能取值如下：弹性模量：E=3.15×104N/mm2。
抗压强度设计值：f c=14.3N/mm2抗拉强度设计值：f t=1.43N/mm2（3）承台主筋采用HRB400级螺纹钢筋，其主要力学性能如下：抗拉强度设计值：f y=360N/mm2。
（4）箍筋采用HPB300级钢筋，其主要力学性能如下：抗拉强度设计值：f y=270N/mm23门洞结构计算3.1midas整体建模及荷载施加Midas整体模型如图3.1-1所示。
图3.1-1MIDAS整体模型图midas荷载加载横断面图如图3.1-2所示。
3.1-2荷载加载横断面图荷载加载纵断面如图3.1-3所示。
图3.1-3荷载加载纵断面图3.2整体受力分析整体模型受力分析如图5.2-1~5.2-3所示。
图5.2-1门洞整体位移等值线图5.2-2门洞整体组合应力云图图5.2-3门洞整体剪应力云图由模型分析可得，模型最大位移D=3.2mm＜[l/600]=14.1mm,组大组合应力σ=144.2Mpa＜[σ]=215Mpa，最大剪应力σ=21.6Mpa＜[σ]=125Mpa 门洞整体强度、刚度均满足要求。
midas建模计算（预应力混凝土连续箱
midas建模计算（预应力混凝土连续箱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s15.24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T ools-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。
注意：若要结合规范进行PSC设计，在定义截面的时候，需要选择“设计截面”中进行定义，同时对于截面中的“剪切验算位置”及“验算用腹板厚度”需要定义，否则会提示“PSC设计数据失败”。
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2.土压力的计算(活载墙后土压力) 墙后活载产生的压力：q=15.03x7.682x0.333=38.44kN/m
1.顶板直接加载： （1）覆土较小时直接加载更为方便。 （2）定义方法和一般梁桥一致，由于箱涵跨度较小，故应按车道和车辆两 种情况考虑。程序自动取两者最大值。
承载力组合
短期组合
长Hale Waihona Puke 组合1.单元轴线处理方法讨论
：顶对齐共节点
加刚臂验证顶 对齐处理方式
中心对齐共节点
顶对齐修订柱顶位置
结论： 1.程序处理顶对齐（截面偏心）的方法通是加刚臂的形式实的，且程序无论消音后效果如何 ，
程序都是按截面型心位置计算内力。 2.中心对齐显然和结构力学的计算方法一致。故尽量采用中心对齐的方式建模。 3.在处理截面变高时必须用到截面偏心功能时，应注意柱顶位置按梁中心位置设置，主梁用 加
刚臂的形式连接。
1.基底土的弹性刚度计算方法：
1.土压力的计算(恒载)
（1）覆土竖向压力： q=rH=18x1.9=34.2kN/m2 q1=P1xB=27x7.682=262.7kN/m
（2）侧墙土受到压力（内摩擦角30度为例）： eP1 =rHtan2(45°-φ/2) =11.4kN/m2 （11.4x7.682=87.6kN/m） eP2 =r(H+h)tan2(45°-φ/2) =48kN/m2 （48x7.682=368.7kN/m）
2.等待图层厚度加载： （1）箱涵的跨度应该较小，覆土较厚可用等待土层考虑活载。
（2）具体等待方法可用上文中计算台后活载等待图层厚度方法。注意B xlo可考虑为轮压30度扩散后的面积（函顶面积）。
3.考虑30度扩散后的近似模拟方法：
等效为一系列集中力：
老朱陪您学Civil—闭合箱涵分析设计
本期主要内容： 1.截面偏心对内力的影响 2.基底弹性支撑的模拟 3.土压力的计算方法 4 讨论移动荷载的三种加载方式：
顶板直接加载 考虑30度扩散后的加载方式 等待土层厚度加载方式
1.工程概述：结构采用现浇闭合框架结构，闭合框架方向与调整后的水流 方向一致，净跨径为2x净8.0米，净高5.3米。通道中心全长77米（分段长 度7.682m），全宽18.4米。