MIDAS箱涵计算例题ppt课件
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_civil临时支架计算演示幻灯片
1 节点坐标 输入
2 选择材料及 截面
3
由已建节点 连接单元
11
模型建立
节点及单元的建立
最初只需关键节点
与单元，然后细分 单元，细分单元可 以提高计算精度。
1 选择单元类型
但注意单元过细将 增加不必要的计算 量，该模型单元长 度在1－2m。
2
选择分割方式
单元细分路径： 模 型—单元—分割
12
路径：模型—材料和截面
特性—材料
1
2
在设计类型中选择钢材
在钢材中选择规范，并在 数据库中选择钢材类型。
GB03代表钢结构设计 规范 GB 50017-2003
该模型中选择钢材为 Q235
8
模型建立
输入截面特性
路径：模型—材料和截面 特性—截面。
截面数据输入框中有多种 输入方式，这里采用数据 库/用户。
提供梁 段安装 平台
提高悬 臂施工 稳定性
南京长江三桥
3
上海长江大桥临时支架midas实例
1.工程概况 2.模型建立
材料属性 截面特性 节点与单元 边界条件
3.静力荷载工况分析 4.屈曲分析 5.结果查看及验算
支架强度及刚度验算 支架整体及构件稳定验算 连接件强度验算
4
工程概况
14
静荷载工况分析
荷载定义
路径：荷载—自重
模型自重程序会自动 通过截面及材料容重 计算，只需添加自重 作用方向
支架顶部梁段重量， 可以采用节点荷载定 义
注意：为了方便定 义节点荷载，在节点 建立阶段需要在荷载 作用位置建立节点
选择荷载工 况名称
自重作用方向
输入荷载量值
15
屈曲分析
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。
midas例题演示(扣塔模型)幻灯片
② 根据施工情况及扣索索力本实例计划分10个 工况，分别为安装1#段，安装2号段……安装9号段, 最大悬臂状态+风荷载。其中索力通过在扣点位置加 节点力实现。同时在每个施工阶段中都计入吊塔传下 来的偏载。偏载反力取施工单位计算的工况一（靠边 吊运最重节段）所提供的支点反力。
处理方法如下：可将此类处正Y撑都改为倒Y撑 以避免这根腹杆的应力集中现象。图见下页
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可将此类处正Y撑 都改为倒Y撑
47
•谢 谢 观 看
48
③ 具体操作时应分清该静力荷载工况中具体有 哪些荷载，选择相应的节点荷载、梁单元荷载及预应 力荷载等添加模拟。
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二、屈曲分析及结果查看
1、屈曲计算
采用模态分析则用于求结构的线性屈曲临界值 。模态分析得到的第一阶模态通常可以看作是结 构发生屈曲失稳时结构的形态。
本例题采用5个模态数量分析，可查看其相应 的失稳形态，并在实际应用时对其加强处理。
整体稳定性满足要求(模态图如下)
42
Model 1
Model 2
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Model 3
Model 4
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结论
① 在模型中，由于很难模拟扣点钢锚箱的实 际情况，而在扣点附近的主管与主管腹杆（包括预 应力）节点处因有钢锚箱的作用其刚度会很大，所 以弯矩作用可能在此局部应力会产生较大偏差。但 从结果看，偏大的结果也没有超出限值。
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可选择其他Model 点击选择所要查看的方向
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3、本实例相关分析
3.1 各工况分析
现以第10工况为例 最大悬臂阶段（有偏载）+风荷载
•主 管 钢 管 全 部 受 压 ， 最小应力为-130.7 MPa 主管钢管应力图（Q345）
MIADS软件培训课件(2007年8月)
内容提要（续）
09桥梁移动荷载动力时程分析 10联合截面施工阶段分析方法 11拱桥屈曲问题 12钢管砼组合截面 13截面特征计算器 14纤维模型非线性时程分析 15PUSHOVER分析 16悬索桥 17斜拉桥 18分析结果的评判
Midas软件用户菜单系统
桥梁结构分析典型步骤－1
以“预应力混凝土连续T梁的分析与设计”为例
18分析结果的评判
问题 1：分析结果中位移特别大，分析无法继续运行 ：分析结果中位移特别大， 可能原因： 可能原因： a.约束不够，可在分析信息中查看是否有奇异警告信息。 约束不够， 约束不够 可在分析信息中查看是否有奇异警告信息。 b.非线性分析时没有收敛，可在分析信息中查看收敛误差 非线性分析时没有收敛， 非线性分析时没有收敛 是否满足要求。 是否满足要求。 c.截面惯性矩输入错了 截面惯性矩输入错了(Iyy和 Izz 反了，或没有输入 。 反了，或没有输入)。 截面惯性矩输入错了 和 弹性模量输错了。 弹性模量输错了。 建议 a.对一定范围内节点施加弱约束 对一定范围内节点施加弱约束 b.通过模态分析找到刚度很小的自由度 通过模态分析找到刚度很小的自由度
• 结果验证 • 验证分析的结果，在任何有限元分析中无疑是最为重要 验证分析的结果， 的步骤. 的步骤 • 在开始任何分析以前，应该至少对分析的结果有粗略的 在开始任何分析以前， 估计（来自经验、试验、标准考题等） 估计（来自经验、试验、标准考题等）. • 如果结果与预期的不一样，应该研究差别的原因. 如果结果与预期的不一样，应该研究差别的原因
18分析结果的评判
调试一个可疑的分析结果
千万不要忽略您没有理解的细节 ! —— 记住，如果您 记住，
对某些地方不能理解，很有可能有以下两种情况发生 对某些地方不能理解，很有可能有以下两种情况发生.
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.