(二)MIDAS 建模之单跨拱桥 (1)
Midas拱桥模型的建立及虚设梁解释
Midas拱桥模型的建立及虚设梁解释引言：Midas工程模拟软件是一款广泛应用于工程领域的系统分析与设计软件。
在Midas桥梁设计模块中，拱桥模型是常用的一种模型，其建立过程和虚设梁的解释对于理解整个桥梁系统的行为至关重要。
本文将详细介绍Midas拱桥模型的建立过程，并解释虚设梁在这一过程中的作用和意义。
正文：一、Midas拱桥模型的建立过程1. 参数设定：在建立拱桥模型之前，首先需要设定一些参数，包括桥梁的几何形状、材料性质、荷载等。
这些参数的准确设定对于模型的建立和后续的分析至关重要。
2. 建立桥梁轴线：使用Midas软件中的工具，可以通过输入桥梁的几何形状参数来自动生成桥梁轴线。
桥梁轴线是桥梁整体结构的基础，其准确性和合理性直接影响到后续分析的可靠性和准确性。
3. 建立拱模型：根据桥梁轴线的数据，在Midas软件中进行拱模型的建立。
这通常涉及到细分拱桥轴线，确定拱顶高度和拱顶半径等。
拱模型的建立需要仔细考虑桥梁的几何特征和荷载特点，以确保模型的合理性和准确性。
4. 节点定义与连接：在建立拱模型后，需要定义节点并进行连接。
节点是拱模型中的关键要素，用于连接拱顶和拱穿。
在连接过程中，需要考虑节点的位置、角度和连接方式等因素，以确保节点的稳定性和合理性。
5. 施加荷载：在拱桥模型建立完成后，需要为其施加荷载。
Midas软件中提供了丰富的荷载施加工具，可以根据实际情况对桥梁进行施加静载荷、动载荷等。
荷载施加的准确性和合理性对于模型的分析结果至关重要。
二、虚设梁的解释与作用1. 虚设梁的含义：在拱桥模型的建立中，虚设梁是一种替代拱顶和拱穿的虚拟结构。
虚设梁类似于一根完美的刚性杆件，将拱顶与拱穿之间的连接点以及中间的节点连接起来。
2. 虚设梁的作用：a. 减少模型复杂度：通过引入虚设梁，可以简化拱桥模型的几何结构，减少节点数目和单元数目。
b. 提高分析效率：由于虚设梁具有完美的刚性特征，其分析过程更简化，计算效率更高。
midas桥梁分析建模
KS, Korean Industrial Standards
JIS, Japanese Industrial Standards
AISC, American Industrial of Steel Construction
DIN, Deutsches Institut für Normung e.V.
对话框的材料编号自动增加功能。
步骤1和步骤2的顺序
可以颠倒。若未定义材 料数据而输入单元的 话，材料会自动被赋予 编号1。
不考虑材料数据，以任意的材料编号输入单元后，再对相应材料进行变更的方法
1. 点击 材料输入材料的数据。 2. 以任意的材料编号输入单元。 3. 使用视图>选择功能对欲修改单元的材料编号进行选择。 4. 使用模型>单元>修改单元参数菜单或 修改单元参数 赋予其新的
模型的建立
输入节点和单元
MIDAS/Civil导入了CAD程序的大部分功能，可以像画图一样非常容易地建立节 点和单元。
参考例题1中的[使用
节点和单元建模]可以帮 助理解。
MIDAS/Civil在输入单元时主要使用以下两种方法。 先输入节点，再利用输入的节点输入单元的方法 使用栅格同时输入节点和单元的方法
模型表单 功能目录列表
节点输入工具条
单元输入工具条
材料荷载面特性工具条
整体坐标 局部坐标
快速查询
输入节点和单元时各种功能的导入环境
在对话框输入距离、坐标、矢量、节点序号时，尽管可以用键盘直接输入数据， 但使用鼠标在操作窗口指定距离或位置会更为有效。使用鼠标时先点击输入栏使 其变为淡绿色之后，再在模型窗口对相应数据进行指定。(鼠标编辑功能)
工具条的位置可以根
midas Civil 2010拱桥专题—拱桥分析专题
midas Civil 201 抗震专题—08公路抗震规范设计专题 0
抗震
2.未知荷载系数法功能
结果>未知荷载系数 利用未知荷载系数功能，可以计算出最小误差范围内的能够满足特定约束条 件的最佳荷载系数，利用这些荷载系数计算拉索初拉力。 指定位移、反力、内力的“0”值以及最大最小值作为约束条件，拉索初拉力作 为变量（未知数）来计算。 计算未知荷载系数适用于线性结构体系，为了计算出最佳的索力，必须要输 入适当的约束条件。 主梁的变形最小； 最终索力不集中在几根拉索，而是均匀分布在每根拉索上。
抗震
3.系杆拱桥施工阶段仿真模拟 拱桥 施工阶段仿真分析流程方法一 第一步 建立倒拆施工阶段模拟模型
关键点：将调索成功的成桥吊杆索力（单位荷载*组合系数）作为体内力赋予给相应的 吊杆单元，然后对结构进行倒拆模拟。
第二步 得出倒拆的各施工阶段的吊杆内力 第三步 建立正装施工阶段模拟模型
关键点：将倒拆的各施工阶段的吊杆内力作为体外力加在相应的正装阶段。
变形的索单元
• 中小跨斜拉桥的斜拉索：建议使用考虑恩斯特公式修正的等效桁架单元 • 拱桥的吊杆：建议使用桁架单元或只受拉桁架单元 • 系杆拱桥的系杆：建议使用桁架单元 • 体内预应力或体外预应力的钢索（钢束）：与索单元无关，使用预应力荷 载功能按荷载来模拟即可。 进行细部分析时对于钢束可以按桁架单元来模拟
1）施工阶段分析控制选择
2）选择某个施工阶段为分析的最终分析阶段； 3）执行施工阶段分析完成后，选择某个终止的施工阶段然后使用文件〉另 存 当前施工阶段为功能另存为一个独立模型； 4）打开荷载工具条，点击初始荷载>小位移>初始单元内力CS，将打开的表 格数据复制，然后黏贴到另存的独立模型中的初始荷载>小位移>初始单元内力表
midas Civil 拱桥专题—拱桥分析专题
主梁的变形最小； 最终索力不集中在几根拉索，而是均匀分布在每根拉索上。
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midas Civil 2010 抗震专题—08公路抗震规范设计专题
抗震
复制和粘贴
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midas Civil 2010 抗震专题—08公路抗震规范设计专题
设计人员 指定的范 围(红线)
随拉索张力变化 的结果(蓝线)
抗震
拉索的张力( 或者荷载系数 )可以利用输 入窗口或柱状 图进行微调来 确定最优索力
影响值(绿线)
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midas Civil 2010 抗震专题—08公路抗震规范设计专题
抗震
在影响矩阵中 确认对单元影 响最大的张力 后，使用搜索 功能，确定最 优索力
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midas Civil 2010 抗震专题—08公路抗震规范设计专题
抗震
3.系杆拱桥施工阶段仿真模拟
拱桥 施工阶段仿真分析流程方法一
第一步 建立倒拆施工阶段模拟模型
关键点：将调索成功的成桥吊杆索力（单位荷载*组合系数）作为体内力赋予给相应的 吊杆单元，然后对结构进行倒拆模拟。
第二步 得出倒拆的各施工阶段的吊杆内力
2）选择某个施工阶段为分析的最终分析阶段； 3）执行施工阶段分析完成后，选择某个终止的施工阶段然后使用文件〉另存 当前施工阶段为功能另存为一个独立模型； 4）打开荷载工具条，点击初始荷载>小位移>初始单元内力CS，将打开的表 格数据复制，然后黏贴到另存的独立模型中的初始荷载>小位移>初始单元内力
表格中，在此基础上就可以定义其它可变荷载的稳定分析。
1.系杆拱桥模型况
本例题中的拱桥是一座80米跨径的系杆拱桥，桥梁外部为简支结构体系，桥梁内 部为超静定结构体系。
midas拱桥专题
midas Civil 培训例题集拱桥专题目录一.拱桥概述 ................................................................................................................................................................................................. - 1 -1.1 按照静力图式拱桥分类 ....................................................................................................................................................................... - 1 -1.2 按照桥面所处空间位置拱桥分类......................................................................................................................................................... - 1 -1.3 主拱圈的截面形式分类 ....................................................................................................................................................................... - 2 -二.midas Civil中的吊杆拱桥分析功能 .......................................................................................................................................................... - 2 -2.1 拉索单元模拟...................................................................................................................................................................................... - 2 -2.2 未知荷载系数法功能........................................................................................................................................................................... - 3 -2.3 索力调整功能...................................................................................................................................................................................... - 4 -三.拱桥实例分析.......................................................................................................................................................................................... - 5 -3.1 系杆拱桥模型概况............................................................................................................................................................................... - 5 -3.2 系杆拱桥成桥分析............................................................................................................................................................................... - 5 -3.3 系杆拱桥施工阶段仿真模拟.............................................................................................................................................................. - 11 -3.4 拱桥的稳定分析 ................................................................................................................................................................................ - 14 -3.5 混凝土拱桥模型模拟与设计关键点................................................................................................................................................... - 14 -一. 拱桥概述拱桥（archbridge）指的是在竖直平面内以拱作为上部结构主要承重构件的桥梁。
midas单跨拱桥
对有车辆荷载作用的单跨拱桥进行 分析(五个步骤) 1输入构件的材料及截面数据 1 2使用节点和单元进行建模 3输入建筑物的边界条件 4输入车辆移动荷载和静力荷载 5进行结构分析
参数
桥梁形式：拱桥 跨径：50m 设计车道数：2条 桥宽：14m
为了简化问题只考虑三种荷载 条件
固定荷载： 90KN/m 人行道荷载：6.2KN/m 车辆移动荷载
建
（扩 立 展 单 系 元 —— —— 投 影 ） 梁 横
建
（纵 向 支 撑 ） 撑 面 支 立 桥
建
建 （斜 支 撑 ） 撑 支 面 桥 立
补充Beta角的概念
补充：交叉分割的概念
选择交叉分割表示所建立的单元上原有 的节点或与其他单元相交的节点会被自 动分割
建立拱的桥门支撑和斜支撑
设定荷载条件
输入车辆荷载和移动荷载
输入荷载之前先设定荷载条件
输入静力荷载工况
输入静力荷载
假定恒荷载和人行道荷载只作用于主梁 上
输入车辆移动荷载
定义车道
输入车辆移动荷载
定义车辆 荷载 （C-AL） （C-AD）
定义车辆荷载群
定 （最 分 不 利 荷 载 位 置 ） 法 方 的 载 动 荷 移 析 义
输入材料和界面特性
这部分大家都已经很熟悉了，在这里不作 赘述，主要说明一下虚设梁的设法。
材料
截面
建模
建立拱肋 利用拱肋建模助手
立 吊 杆 拱 肋 上 的 用
利
建 立 吊
点
杆
展 单 元 来 建
扩
（建 立 单 的 元 ） 梁 主 入 拱
输
（移 立 动 另 和 复 制 单 拱 元 ） 的 面 一
桥梁工程MIDAS建模方案
桥梁工程MIDAS建模方案1. 引言桥梁工程在交通基础设施中具有重要的地位，其承载着车辆和行人的重量，必须具备充分的强度和稳定性。
MIDAS是一款专业的结构建模软件，被广泛用于桥梁工程的建模和分析。
本文将介绍如何使用MIDAS进行桥梁工程的建模。
2. 建模流程2.1 数据准备在建模之前，需要准备以下数据：•桥梁的设计图纸或CAD文件•桥梁的材料参数，如混凝土的强度等•桥梁的荷载信息，如车辆荷载、自重等2.2 建立模型使用MIDAS建模软件，按照以下步骤建立桥梁模型：1.导入设计图纸或CAD文件，根据设计要求创建桥梁的几何形状。
2.根据桥梁的材料参数，设置梁、柱等构件的材料属性。
3.设置梁、柱等构件的截面属性，包括形状、尺寸等。
4.根据桥梁的荷载信息，定义荷载类型和大小，如车辆荷载、自重等。
5.将荷载应用到桥梁模型中的相应位置。
2.3 边界条件设置为确保建模结果的准确性，需要设置正确的边界条件。
以下是设置边界条件的步骤：1.设置支座条件：根据实际情况确定桥梁的支座类型和位置，并设置支座的约束条件。
2.设置约束条件：根据实际情况，设置构件的约束条件，如固支、铰支等。
2.4 材料模型定义MIDAS提供了多种材料模型供选择，根据桥梁的具体材料特性选择合适的材料模型，并进行参数设置。
2.5 荷载分析完成模型的建立和边界条件的设置后，使用MIDAS进行荷载分析。
以下是荷载分析的步骤：1.设置分析类型：根据需要选择静力分析、动力分析、地震分析等。
2.进行荷载分析：根据桥梁的设计要求和实际情况，设置荷载类型和大小，并进行荷载分析。
3. 结果分析完成荷载分析后，可以对建模结果进行分析。
以下是结果分析的步骤：1.查看计算结果：MIDAS会生成桥梁各部位的应力、变形等计算结果，可以通过查看计算结果来评估桥梁的性能。
2.进行结果分析：根据计算结果，进行桥梁的强度、稳定性等性能分析。
4. 结论本文介绍了使用MIDAS进行桥梁工程建模的方案。
midas桥梁实例分析1
使用节点和单元进行建模
在输入结构构件之前为了对输入的状况进行确认可以使用显示截面形状的
隐藏
面 (或主菜单的视图>隐藏面)功能。如果
隐藏面处于 Toggle off状态，则构件
只会被显示成一条单线(Wire Frame)而非具体的形状。 若要确认所建立的节点和单元的编号，可以选择 1. 在图标菜单点击 2. 在图标菜单点击
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进行结构分析 查看分析结果
模式 / 27 荷载组合 / 28 查看反力 / 30 查看变形与位移 / 33 查看构件内力 / 37 剪力图及弯矩图 / 38 查看构件应力及动画的处理 / 42 梁单元细部分析 / 47
26 27
例题1. 单层两跨三维框架
概要
此例题是针对初次接触MIDAS/Civil的用户。对于一个简单的单层两跨三维框架介 绍了从建模到分析以及结果校核等全部过程，以便用户能够容易地跟随操作。 按照本章的提示亲自使用一次程序的话可以在短时间内对MIDAS/Civil的环境及其 使用方法得到理解。 在Install CD中提供有包含此例题所有建模、分析和结果确认过程的动画及解说。 通过动画及解说先对整个分析过程获得一定了解的话，可以进一步提高跟随操作的 效果。
主菜单是windows体系中普遍采用的菜单，可以通过画面上端的主菜单选择各从属 菜单。 树形菜单处于模型窗口的左侧，是将实际进行结构分析和设计过程中的一套功能按 顺序整理而成的树形结构。因此，即使是初学者也可以按照树形菜单的顺序较为容 易地完成分析工作。 在树形菜单的“工作”表单中将到现在为止所输入的事项按阶层结构显示出来以便 可以一目了然地对其进行确认。利用其中各项通过 拖& 放功能可以对模型数据进行 输入或修改，或有效地对选择和激活功能予以利用。 图标菜单是为了提高用户的操作效率将经常使用的功能 (各种模型视图功能或者选
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- 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)。
STEP1:分析模型与荷载条件
桥梁形式 拱桥 跨 径 : 50m 桥 宽 : 14m
桥梁等级 : 1级桥梁 设计车道数 : 2条车道
荷载条件 1 : 固定荷载 90 kN/m (只作用于主梁) 荷载条件 2 : 人行道荷载 6.2 kN/m (只作用于主梁) 荷载条件 3 : 车辆移动荷载
相关结构分析问题详解
频率的计算 设置移动荷载分析数据时，需计算频率， 操作如下： 1)应先输入一个经验值。 2)再通过程序计算自振频率，将一阶自振频 率输入移动荷载分析数据，再运行一次。 3)读取分析结果。
桥梁工程CAD－软件篇
主讲：彭可可
MIDAS建模之单跨拱桥
本例题主要介绍如何对有车辆荷载作用的单跨拱桥进 行建模、结构分析及结果校核。 鉴于在结构力学上机实验中已接触过MIDAS CIVIL入 门操作，故本次课省略MIDAS/Civil的基本功能介绍。
此例题所介绍的各阶段分析步骤如下。 （1）打开文件并设定操作的基本环境 （2）输入构件的材料及截面数据 （3）使用节点和单元进行建模 （4）输入建筑物的边界条件 （5）输入车辆移动荷载和静力荷载 （6）进行结构分析 （7）对结果进行校核和分析
一、分析的基本步骤
Step1 分析模型与荷载条件 Step2 打开文件与设定基本操作环境 Step3 输入构件材料及截面 Step4 使用节点和单元进行建模 Step5 输入结构边界条件 Step6 输入车辆移动荷载和静力荷载 Step7 进行结构分析 Step8 查看分析结果