Midas桁架分析
midas教学-桁架
关于显示：
约束：所有约束概念上的介绍
荷载：荷载工况，自重，节点荷载，其他荷载概念上介绍
自重
节点荷载
放错工况了，可以这样修改！
讲解质量的相关设定：
（5）计算结果：
反力：
变形：
内力图
梁截面细部分析：
荷载组合：
（6）注意事项：转换为桁架
另外的方法：
出现警告了：
按下面的修改，正确了。
算例：简单的桁架计算，熟悉界面操作
基本数据
L=12高8
型钢
Fy=-2KN–1KN
步骤：
（1）菜单、工具条、工作空间，重点是工作空间
（2）工作开始的时候的初步设置
结构类,Dz,Ry
（3）材料与截面：各种截面的概念，spc在下个问题里讲160*58
（4）建立模型：
建立节点、单元
迈达斯midas-FEA介绍
模型网格图
顶推和预应力共同作用下顶面 横桥向应力分布
顶推作用下顶面横桥向应力分布
预应力布置图
/fea
顶推和预应力共同作用下侧面 竖向应力分布
顶推作用下侧面横桥向应力分布
闵浦二桥索塔锚固段细部分析
LF＝1.95p
裂缝发展步骤
LF＝2.25p
LF＝2.85p
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000
500 106.46
0
桥교台대부外외侧측
3388.42 2281.49
257.17
桥교대台부内내측侧
主주탑塔부外외측 侧 主주탑 塔부内내侧측
桥台支座 外侧(%) 内侧(%)
29.3
70.7
主塔支座 外侧(%) 内侧(%)
29.3
70.7
内外侧支座反力比率
0.8
0.7
외측복부
내측복부
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
거리(m)
内外侧腹板承担的剪力比率
北京迈达斯技术有限公司
2. 特征值分析(自振周期、线性屈曲)
采用实体单元、板单元做特征值分析的必要性： • 可计算钢箱梁、钢桁桥的局部失稳 • 可查看详细的扭转模态
/fea
北京迈达斯技术有限公司
1. 详细分析 – 详细分析的必要性、案例
6. 全桥仿真分析
矮塔斜拉桥的全桥仿真模型
<法向应力云图>
/fea
<钢束应力云图>
midas桥梁分析结果查看
143查看分析结果模式的转换MIDAS/Civil 为提高程序的效率和方便使用者而将程序的环境体系区分为前处理模式(Preprocessing Mode)和后处理模式(Post-processing Mode)。
建模过程中的所有输入工作只有在前处理模式才有可能，而荷载组合、反力、位移、构件内力、应力等分析结果的查看和整理工作则可在后处理模式中进行。
模式的转换可使用模式菜单或在图标(Icon Menu)上点击前处理模式或后处理模式。
若分析顺利结束的话，前处理模式会自动转换为后处理模式。
荷载组合及最大/最小值的查寻分析结果的组合MIDAS/Civil 利用结果>荷载组合功能可对静力分析、移动荷载分析、动力分析、水化热分析、非线性分析及各施工阶段分析所算出的所有结果进行任意组合，并可将组合的结果在后处理模式以图形或文本形式输出。
另外，已利用荷载工况组合的荷载组合还可以与其它荷载组合进行重新组合。
请注意，分析结束后若重新回到前处理模式对输入的事项进行修改或变更的话分析结果会被删除。
G ETTING S TARTED144MIDAS/Civil输入荷载组合数据的方法有以下两种。
用户直接输入荷载组合条件的方法从已输入的荷载组合条件文件导入数据的方法种类: 指定分析结果的荷载组合方法添加: 将分析结果进行线性组合包络: 各分析结果的最大(max)，最小(min)及绝对值的最大值ABS : 反应谱分析中绝对值的和与其它分析结果的线性组合SRSS : 反应谱分析中SRSS组合结果与其它分析结果的线性组合荷载组合条件的自动生成和修改对于所输入的荷载组合条件可根据用户的需要，在结果分析过程中利用激活功能予以采用或予以排除。
查看分析结果查看分析结果MIDAS/Civil的后处理模式中对分析结果提供图形和文本两种形式以便可以对所有结果进行分析和验算。
MIDAS/Civil的各种后处理功能从属于结果菜单，其具体的种类如下。
midas分析总结
1.在midas中横向计算问题.在midas中横向计算时遇到下列几个问题,请教江老师.1.荷载用"用户定义的车辆荷载",DD,FD,BD均取1.3m,P1,P2为计算值,输入时为何提示最后一项的距离必须为0?2.同样在桥博中用特列荷栽作用时,计算连续盖梁中中支点的负弯距相差很大.其他位置相差不多.主要参数:两跨2X7.5m,bXh=1.4X1.2m,P1,P2取100midas结果支点活载负弯矩-264.99kn.m桥博结果支点活载负弯矩-430kn.m通过多次尝试及MIDAS公司的大力支持，现在最终的结果如下：肯定是加载精度的问题，可以通过将每个梁单元的计算的影响线点数改成6，或者，将梁单元长度改成0.1米，就能保证正好加载到这一点上。
由这个精度引起的误差应该可以接受的，如果非要消除，也是有办法的。
2.梁板模拟箱梁问题腹板用梁单元， 顶底板用板单元，腹板和顶底板间用什么连接，刚性？用这个模型做顶底板验算是否合适？在《铁道标准》杂志的“铁道桥梁设计年会专辑”上有一篇文章，您可以参考一下：铁四院 康小英 《组合截面计算浅析》里面讨论组合截面分别用MIDAS施工阶段联合截面与梁+板来实现，最后得出结论是用梁+板的结果是会放大板的内力。
可能与您关心的问题有相似的地方。
建议您可以先按您的想法做一个，再验证一下，一定要验证！c3.midas里面讲质量转换为荷载什么意思！是否为“荷载转为质量”？在线帮助中这么写：将输入的荷载(作用于整体坐标系(-)Z方向)的垂直分量转换为质量并作为集中质量数据。
该功能主要用于计算地震分析时所需的重力荷载代表值。
直观的理解就是将已输入的荷载，转成质量数据，不必第二次输入。
一般用得比较多的是将二期恒载转成质量。
另外，这里要注意的是，自重不能在这里转换，应该在模型--结构类型中转换。
准确来讲，是算自振频率时（特征值分析）时用的，地震计算时需要各振形，所以间接需要输入质量。
MIDASCIVIL钢桁梁桥建模及分析
MIDASCIVIL钢桁梁桥建模及分析第三章 MIDAS/CIVIL钢桁梁桥建模及分析 3.1概述易学易用能够迅速、准确地完成类似结构的分析和设计是MIDAS的独到之处。
MIDAS/Civil是针对土木结构特别是分析预应力箱型桥梁、悬索桥、斜拉桥等特殊的桥梁结构形式同时可以做非线性边界分析、水化热分析、材料非线性分析、静力弹塑性分析、动力弹塑性分析。
本教程手把手教你如何使用MIDAS/Civil 以64m下承式铁路简支钢桁梁桥为例详细介绍设定操作环境、建立模型、定制分析选项和查找计算结果的完整过程旨在引导初学者快速熟悉和掌握MIDAS/Civil的基本操作和使用注意事项。
本教程使用软件版本为2006该教程在尽可能多的地方给出了菜单和工具栏两种操作为了适应不同习惯的读者方式为了使读者快速全面地掌握MIDAS的实际操作本教程对同样的操作功能在不同的地方给出了尽可能多的实现方法如对不同选择方式的操作。
本教程中64m下承式铁路简支钢桁梁桥共8个节间节间长度8m 主桁高11m 基本尺寸如图3. 1所示。
图3. 1 64m下承式铁路简支钢桁梁桥结构的基本尺寸 3.2 设定操作环境3.2.1 启动MIDAS/Civil安装完成后双击桌面上或相应目录中的MIDAS/Civil的图标打开程序启动界面如图3.2所示分为主菜单、图标菜单、树形菜单、工具条、主窗口、信息窗口、状态条等部分。
图3.2 MIDAS/Civil的启动界面 3.2.2 创建新项目通过选择主菜单的文件?新项目(或者点击工具条按钮)创建新项目之后选择文件?保存菜单(或者)设置路径保存项目。
3.2.3 定制工具条图3.3 定制菜单对话框选择主菜单的工具?用户定制?用户定制…调出如图3.3所示定制工具条对话框在Toolbars选项卡下通过勾选复选框可以定制符合自己风格的工具条该教程采用默认选项点击按钮关闭对话框。
3.2.4 设置单位体系(1) 在主菜单中选择工具?单位体系打开单位体系设置对话框如图XN.4所示。
用midas做稳定分析步骤
用MIDAS来做稳定分析的处理方法（笔记整理）对一个网壳或空间桁架这样的整体结构而言，稳定会涉及三类问题：A.整个结构的稳定性B.构成结构的单个杆件的稳定性C.单个杆件里的局部稳定（如其中的板件的稳定）A整个结构的稳定性:1. 在数学处理上是求特征值问题的特征值屈曲，又叫平衡分叉失稳或者分支点失稳特征：结构达到某种荷载时，除结构原来的平衡状态存在外，还可能出现第二个平衡态2：极值点失稳特征：失稳时，变形迅速增大，而不会出现新的变形形式，即平衡状态不发生质变，结构失稳时相应的荷载称为极限荷载。
3：跳跃失稳，性质和极值点失稳类似，可以归入第二类。
B构成结构的单个杆件的稳定性通过设计的时候可以验算秆件的稳定性，尽管这里面存在一个计算长度的选取问题而显得不完善，但总是安全的。
C 单个杆件里的局部稳定（如其中的板件的稳定）在MIDAS里面，我想已不能在整体结构的范围内解决了，但是单个秆件的局部稳定可以利用板单元（对于实体现在还专业文档供参考，如有帮助请下载。
．没有办法做屈曲分析）来模拟单个构件，然后分析出整体稳定屈曲系数。
和A是同样的道理，这里充分体现了结构即构件，构件即结构的道理A整个结构的稳定性:分析方法：1：线性屈曲分析（对象：桁架，粱，板）在一定变形状态下的结构的静力平衡方程式可以写成下列形式：(1)：结构的弹性刚度矩阵：结构的几何刚度矩阵：结构的整体位移向量：结构的外力向量结构的几何刚度矩阵可通过将各个单元的几何刚度矩阵相加而得，各个单元的几何刚度矩阵由以下方法求得。
几何刚度矩阵表示结构在变形状态下的刚度变化，与施加的荷载有直接的关系。
任意构件受到压力时，刚度有减小的倾向；反之，受到拉力时，刚度有增大的倾向。
大家所熟知的欧拉公式，对于一个杆单元，当所受压力超过N=3.1415^2*E*I/L^2时，杆的弯曲刚度就消失了，同样的道理不仅适用单根压杆，也适用与整个框架体系通过特征值分析求得的解有特征值和特征向量，特征值就是临界荷载，特征向量是对应于临界荷载的屈曲模态。
Midas桁架分析
2. 桁架分析概述通过下面的例题,比较内部1次超静定桁架和内、外部1次超静定桁架两种结构在制作误差产生的荷载和集中力作用时结构的效应.内部1次超静制作误差5mm内、外部1次超静定制作误差5mm图 2.1 分析模型➢材料钢材类型：Grade3➢截面数据：箱形截面 300×300×12 mm➢荷载1。
节点集中荷载： 50 tonf2。
制作误差 : 5 mm →预张力荷载（141。
75 tonf)P = Kδ = EA/L x δ = 2。
1 x 107 x 0。
0135 / 10 x 0.005 = 141。
75 tonf设定基本环境打开新文件以‘桁架分析。
mgb'为名存档。
设定长度单位为‘m'，力单位为‘tonf’。
文件/ 新文件文件/ 保存( 桁架分析）工具 / 单位体系长度 > m；力〉tonf↵图 2.2 设定单位体系设定结构类型为 X—Z 平面。
模型/ 结构类型结构类型 > X—Z 平面↵定义材料以及截面构成桁架结构的材料选择Grade3（中国标准)，截面以用户定义的方式输入。
模型 / 特性/ 材料设计类型〉钢材规范 > GB（S） ; 数据库〉Grade3↵模型 / 特性 / 截面数据库/用户截面号( 1 ）；形状〉箱形截面 ;名称（300x300x12 ) ; 用户（如图2.4输入数据）↵图2.3 定义材料图 2.4 定义截面建立节点和单元首先建立形成下弦构件的节点。
正面捕捉点（关）捕捉轴线 (关）捕捉节点 (开）捕捉单元(开）自动对齐(开)模型 / 节点/ 建立节点坐标系（x , y， z ）（ 0, 0, 0 ）图 2。
5 建立节点用扩展单元功能建立桁架下弦。
单元类型为桁架单元。
模型 / 单元 / 扩展单元全选扩展类型 > 节点 线单元单元属性 > 单元类型 > 桁架单元材料〉1: Grade3 ; 截面>1： 300x300x12； Beta 角（ 0 ）一般类型〉复制和移动；复制和移动 > 等距离dx， dy, dz ( 6， 0, 0 ) ; 复制次数（ 3 )图 2.6 建立下弦X Z参考在线用户手册的“单元类型”的“框架单元”部分复制下弦建立桁架上弦.模型 / 单元 / 复制和移动单元单元号（开)单选（单元：2 )形式〉复制; 移动和复制〉等距离dx， dy， dz （ 0， 0， 8 ） ; 复制次数（ 1 ）图 2。
MIDASCIVIL钢桁梁桥建模及分析
图XN.8 添加完截面后的对话框
3.3.3 建立主桁架
3.3.3.1 建立下弦杆
(1) 在图标菜单中选择视图控制→
在主窗口中显示节点号和单元号。
(2) 在屏幕右侧工具条点击打开自动对其功能。
(3) 选择主菜单
建议使用黑色背景。 (5) 在屏幕右侧工具条点击
正面显示主窗口。 3.3 建立模型 3.3.1 输入构件的材料数据
(1) 在主菜单中选择模型→材料和截面特性→材料或在图标菜单中选择特性→
按
钮调出图XN.6(a)所示对话框。
(2) 点击按钮调出材料数据对话框如图XN.6(b)所示。
(3) 在一般的材料号输入栏中确认“1”。
(4) 在设计类型选择栏确认“钢材”。
(5) 在钢材的规范栏选择“GB(S)”。
(6) 在数据库选择栏选择“16Mnq”。
(7) 点击按钮添加新材料后的材料数据对话框如图XN.6(c)所示。 (a)
(c)
(b) 图XN.6 添加材料
12
下平纵联斜杆 用户 T型截面*1
0.16 0.18 0.01 0.01
13
桥门架上下横撑和短斜撑 用户 双角钢截面*10.08 0.125 0.01 0.01 0.01
14
桥门架长斜撑 用户 双角钢截面*10.1 0.16 0.01 0.01 0.01
击所需镜像平面对应的文本框后在主窗口结
构中挪动鼠标文本框中的数值会随着鼠标处
节点坐标的变化而变化点击对称平面上任一
点的即可得到所需坐标值这样就省去了计算
坐标值的麻烦。 3.3.3.2 建立上弦杆
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2. 桁架分析
概述
通过下面的例题，比较内部1次超静定桁架和内、外部1次超静定桁架两种结构在制作误
差产生的荷载和集中力作用时结构的效应。
页脚内容1
图2.1 分析模型
材料
钢材类型: Grade3
截面
数据: 箱形截面300×300×12 mm
荷载
1. 节点集中荷载: 50 tonf
2. 制作误差: 5 mm 预张力荷载(141.75 tonf)
P = K = EA/L x = 2.1 x 107 x 0.0135 / 10 x 0.005 = 141.75 tonf
设定基本环境
打开新文件以‘桁架分析.mgb’为名存档。
设定长度单位为‘m’, 力单位为‘tonf’。
文件/ 新文件
文件/ 保存( 桁架分析)
工具/ 单位体系
页脚内容2
长度> m; 力> tonf
图2.2 设定单位体系
页脚内容3
设定结构类型为X-Z 平面。
模型/ 结构类型
结构类型> X-Z 平面
定义材料以及截面
构成桁架结构的材料选择Grade3（中国标准），截面以用户定义的方式输入。
模型/ 特性/ 材料
设计类型> 钢材
规范> GB(S); 数据库> Grade3
模型/ 特性/ 截面
数据库/用户
截面号( 1 ); 形状> 箱形截面;
名称(300x300x12 ); 用户（如图2.4输入数据）
页脚内容4
图2.3 定义材料图2.4 定义截面
页脚内容5
页脚内容6建立节点和单元
首先建立形成下弦构件的节点。
正面 捕捉点 (关)
捕捉轴线 (关) 捕捉节点 (开)
捕捉单元(开)
自动对齐 (开) 模型 / 节点/ 建立节点
坐标系 (x , y, z ) ( 0, 0, 0 )
图 2.5 建立节点
页脚内容7
页脚内容8用扩展单元功能建立桁架下弦。
单元类型为桁架单元。
模型 / 单元 / 扩展单元
全选
扩展类型 > 节点 线单元
单元属性 > 单元类型 > 桁架单元
材料>1: Grade3 ; 截面>1: 300x300x12 ; Beta 角 ( 0 ) 一般类型 > 复制和移动 ; 复制和移动 > 等距离 dx, dy, dz ( 6, 0, 0 ) ; 复制次数( 3 )
参考在线
用户手册的
“单元类型”
图2.6 建立下弦页脚内容9
页脚内容10复制下弦建立桁架上弦。
模型 / 单元 /
复制和移动单元
单元号 (开) 单选 ( 单元: 2 )
形式 > 复制; 移动和复制> 等距离 dx, dy, dz ( 0, 0, 8 ) ; 复制次数 ( 1 )
图 2.7 建立上弦
输入倾斜杆和竖向杆件。
模型/ 单元/ 建立单元
单元号(关), 节点号(开)
单元类型>桁架单元
材料>1: Grade3; 截面>1: 300x300x12交叉分割> 单元(关)
节点连接(1, 5) (5, 2) (2, 6) (5, 3) (6, 3) (6, 4)
页脚内容11
页脚内容12图 2.8 输入斜杆以及竖向杆件
输入边界条件
3维空间里节点有6个自由度(Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz)。
但结构类型为 X-Z 平面，所以只剩3个自由度 (Dx, Dz, Ry)。
铰支座约束自由度Dx, Dz, 滚动支座约束自由度Dz 。
模型 / 边界条件 / 一般支承
单选 ( 节点 : 1 )
选择 > 添加; 支承条件类型 > Dx, Dz (开)
单选 ( 节点 : 4 ) ; 支承条件类型 > Dz (开)
关于支座
条件的详细事项参照在
图2.9 输入支撑条件页脚内容13
输入荷载
定义荷载工况
荷载
/ 静力荷载工况
名称( 节点荷载) ; 类型> 用户定义的荷载（USER）名称( 制作误差) ; 类型> 用户定义的荷载（USER）
图2.10 输入荷载工况
页脚内容14
输入节点荷载
在节点2输入集中荷载50 tonf。
荷载/ 节点荷载s
单选( 节点: 2 )
荷载工况名称> 节点荷载; 选择> 添加
节点荷载> FZ ( -50 )
图2.11 输入节点荷载
页脚内容15
页脚内容16
输入制作误差
长度小了5 mm 的构件在实际施工时会产生拉力。
为了把这个反映在模型当中,把制作误差换算为初拉力荷载输入到对应的杆件中。
P = K= EA/L x = (2.1 x 107 x 0.0135 / 10) x 0.005 = 141.75 tonf
荷载/预应力荷载/初拉力荷载
单选(单元: 8 )
荷载工况名称> 制作误差
选择> 添加; 初拉力荷载( 141.75 )
8
页脚内容17
图2.12 输入初拉力荷载页脚内容18
复制单元
复制模型1来建立模型2. 为了同时复制输入在模型1的节点荷载、初拉力荷载和边界条件，利用复制节点属性和复制单元属性功能来完成。
模型/ 单元/ 复制和移动单元
全选
形式> 复制; 复制和移动> 等距离
dx, dy, dz ( 0, 0, -14 ); 复制次数( 1 )
复制节点属性(开),复制单元属性(开)
模型1
模型2
页脚内容19
图2.13 复制单元页脚内容20
更改边界条件
为了把模型2改为外部1次超静定的结构，定义为滑动铰支座的节点的支撑条件修改为限制X方向移动的铰接条件。
显示
边界条件>一般支承(开)
模型/边界条件/ 一般支承
单选( 节点: 10 )
选择> 添加
支承条件类型> Dx (开)
页脚内容21
图2.14 变更支座条件
运行结构分析
运行结构分析.
分析/ 运行分析
查看分析结果
反力
比较外部静定结构（模型1）和外部超静定（模型2）的外部节点荷载引起的反力。
可以看出模型1发生水平(X축)方向反力。
节点号(关)
显示
边界条件> 一般支承(关)
结果/ 反力/ 反力
荷载工况/荷载组合> ST:节点荷载; 反力> FXYZ
页脚内容22
显示类型> 数值(开),图例(开)
数值
小数点以下位数( 3 ) ; 指数型(关) ; 适用于选择确认(开
模型1
模型2
图2.15 对节点荷载的反力
内部初拉力荷载在外部静定的模型1的情况不产生反力，但模型2的情况的X方向的位移自由度被约束而会产生水平方向的反力(FX)。
结果/ 反力/ 反力/弯矩
荷载工况/荷载组合> ST:制作误差; 反力> FXYZ
页脚内容23
显示类型> 数值(开),图例(开)
模型1
模型2
图2.16 初拉力荷载下的反力
页脚内容24
查看变形图
查看节点荷载的引起的变形图。
DXZ=2
2DZ
DX .
结果/位移/ 位移形状
消隐(开)
荷载工况/荷载组合> ST:节点荷载; 成分> DXZ
显示类型> 变形前(开), 数值(开),图例(开)
数值
小数点以下位数( 1 ) ; 指数型(开) ; 适用于选择确认时(开)
模型1
模型2
页脚内容25
图2.17 节点荷载引起的变形图页脚内容26
查看内力
首先查看节点荷载产生的轴力（axial force）。
查看相同荷载作用下的模型1和模型2的内力之差。
结果/ 内力/ 桁架单元内力
荷载工况/荷载组合> ST:节点荷载; 选择内力> 受拉
显示类型> 变形(开), 数值(开),图例(开)
数值
小数点以下位数( 1 ) ; 指数型(关) ; 显示角度(关)
适用于选择确认时(关)
数值的输出位置> 最大值
选择内力
选择“受拉”
则只输出受
拉构件的轴
力, 选择“受
页脚内容27
图2.18 节点荷载产生的轴力页脚内容28
在初拉力荷载下模型1的支座处不产生反力, 所以连接在支座处的构件不产生轴力。
结果/ 内力/ 桁架单元内力
荷载工况/荷载组合> ST:制作误差
选择内力> 全部
显示类型> 变形(开), 数值(开), 图例(开)
数值的输出位置> 最大值
模型1
模型2
图2.19 初拉力荷载下的轴力
页脚内容29
习题
1.比较下面结构物产生的压力以及拉力情况。
（材料和截面与例题相同）
2.求下面结构在节点荷载和制作误差作用下的各个构件的轴力。
（材料和截面与例题
相同）
制作
误差
页脚内容30。