迈达斯建模
迈达斯 Midas Civil mds建模4-边界条件
MIDAS/Civil不仅为用户提供了一般的约束边界，而且为用户提供了弹性支撑单元、只受压单元和只受拉单元等各种非线性边界单元。
在建立与地基直接接触的结构物的边界条件时（如筏式基础或隧道等），面弹性支撑首先计算出板单元或实体单元的有效接触面积和地基反力系数，然后程序将自动计算出等效的弹性支撑刚度。
在建立桥梁模型时，用弹性连接模拟桥梁支座并给出支撑方向的刚度值，程序将自动计算出各支座的反力。
释放板端约束与释放梁端约束一样可以释放单元的约束条件。
局部坐标轴一般用于输入倾斜的边界，这样可以输出局部坐标系方向的支座反力。
有扩幅段的弯桥的倾斜边界示意图
将箱型钢桥梁的主梁和桥墩用刚性连接单元连接成一体
有紧急出口的隧道护壁模型和自动生成的等效Soil Spring示意图。
迈达斯建模的几个问题
有关模型建立的基本问题1、关于MIDAS截面面输入的讨论问：请问fem2000兄，为什么只有变截面能导入已定义的PSC截面，必须先定义PSC截面，而其他变截面为什么不能导入（除PSC之外），且手工输入葙梁截面数据似乎太慢了，请问有还有没有其他便捷的输入截面方法，最主要的是解决葙梁截面输入，如桥博的节线输入，坐标输入，我觉得MIDAS的输入法应该不会比其他软件差的（单位新买的正版的MI DAS,小弟在初步学习之中）答：（1）以在EXCEL里面编辑好，在拷贝到截面表格里面哦（2）在添加截面时候，有个导入功能，可以导入原先做过截面数据！如以前有相同或类似的就方便了许多。
不妨试下。
（3）可以充分利用midas的截面特性计算器以及mct文件编辑器，截面的cad图你该有吧？将cad图存成dxf文件，导入截面特性计算器，不过要注意图形文件不能有面域，只能是线，因为他可以进行批量计算，所以你只要将所有截面放到一张图里，然后进行计算，最后导出mct文件，假若说是变截面，可以用mct的命令流将你得到的mct文件进行编辑，然后就可以导入变截面了。
（4）mct命令窗口中对各项mct命令都有提示，只要点插入命令你就能得到那个命令的命令流格式，如果对各项所代表的意义不明白可以参考在线帮助，相对来说，要比ansy s的命令流好学多了，毕竟他有中文帮助。
你从spc导出来的mct文件里面给出的是section里的value格式，你可以参照value 跟tapered之间的差别，将你得到的value 截面1,2拷贝到tapered形式里作为i,j截面，以此类推，然后修改其中的部分不同内容，就会得到了你想要的。
在编辑的时候推荐你用ultraedit编辑器，主要的方便之处是它可以进行行快和列快的转换，至于说怎么能提高编辑的效率，可以慢慢摸索，只要熟练了，看起来麻烦的事也会变得非常简单。
（5）MIDAS变截面输入可以采用变截面组的方式！一个变截面的梁，可以定义变截面组，变截面组里面包括你所需要的变截面单元，此时把变截面组的所有单元设成一种变截面类型，变截面组的i端就是变截面的i端，j端就是变截面的j端！在变截面组里面i端到j端的截面特性是均匀变化的，可以定义成按线形或者多项式变化!变截面组可以再转换成变截面，此时，每个变截面组里的单元都会赋予不同的截面类型，同时，变截面组也会被删除！注意：在截面对话框的“数值表单”中定义的变截面不能使用该功能。
迈达斯Midascivil梁格法建模实例
术有限公司目录概要............................................................... 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。
迈达斯midas Civil斜交T梁建模顺序思维导图
选择相应公路规范 JTG-B01-2003 车辆荷载类型 CH-CD 偏载 组合选项-单独 偏载外侧车道 车道列表 偏载内侧车道
移动荷载工况
加载位置-影响线加载
移动荷载分析
输入基频 区别公路Ⅰ级、公路Ⅱ级的选项 结构类型 计算基频 特征值分析控制 第一阶频率 为基频 修改荷载组合 自动生成 勾选 将自重转化为质量 特征值向量-lanczos 振型数量 10 转化为Z
虚拟横梁高度悬臂板的平均厚度 辅助支座节点结构组 建立辅助节点 不添加此结构组将不能添加边界条件
位置为最外侧横梁中点复制距离为梁高 弹性连接 类型-刚性
主梁与支座的连接
连接主梁与辅助节点 类型——线性 查支座说明 施加于全部辅助节点
永久支座 建立边界组
节点弹性支撑
左边辅助节点 临时支座 一般支撑 右边辅助节点
边界 预制主梁 荷载
主梁与支座的连接 临时支座
持续时间 龄期-7天 存梁 定义施工阶段 持续时间 结构组 60天
横梁
定义施工阶段 激活 边界 架设主梁 荷载 钝化 自重 预应力 30天 永久约束 临时约束
持续时间 荷载 二期荷载 持续时间 收缩徐变 施工阶段分析控制 中国规范 偏载外侧车道 偏载内侧车道 移动荷载 车辆荷载加载 默认数据 持续时间 二期
力学模型
平面网格 边界组 结构组 预制 备注 存梁60天 激活 永久支撑 临时支撑 纵梁1-5 荷载组 主梁与辅助节点 临时支撑 自重 预应力
建模分析前的准备工作
施工阶段信息
步骤
架设
结构组
横梁
边界组 钝化 荷载组
二期 激活荷载组 收缩徐变 3650天 预应力束坐标及有效长度 模型输入张拉端=（应力值锚下张拉控制应力）0.725fpk-48.5=1300Mpa
迈达斯Midas-civil 梁格法建模实例
剪切验算:Z1－自动（开)； Z3－自动(开）
抗剪用最小腹板厚度：t1－自动(开）; t2－自动（开）； t3－自动(开)
抗扭用： 自动(开)
偏心>中-下部
显示截面特性:修改自动计算的刚度(开)
ASY:0。3182751909697m2; ASZ:0.2456668945906m2；
适用规范:公路工程技术标准（JTG B01—2003)
荷载种类:公路I级,车道荷载，即CH-CD
打开新文件（ 新项目)，以‘简支变连续’为名保存( 保存).
将单位体系设置为‘tonf’和‘m’.该单位体系可根据输入数据的种类任意转换.
文件 / 新项目
文件 / 保存 （PSC Beam）
工具 / 单位体系
64.55
0
1.36
0
72。15
0
0.22
40
72.15
0
0。17
40
88.4
0
0。22
40
88。4
0
0。17
40
96
0
1。76
0
96
0
1。36
0
3t1—3
64。55
0
0.96
0
12t1—1
24
—0。62
1.825
72.15
0
0。12
40
40
-0。62
1。825
88.4
0
0。12
40
12t1—2
24
节点温度
单元温度
温度梯度
梁截面温度
5.定义施工阶段
6.输入移动荷载数据
选择规范
定义车道
迈达斯桥梁建模
迈达斯桥梁建模01-材料的定义通过演示介绍在程序中材料定义的三种方法。
1、通过调用数据库中已有材料数据定义——示范预应力钢筋材料定义。
2、通过自定义方式来定义——示范混凝土材料定义。
3、通过导入其他模型已经定义好的材料——示范钢材定义。
无论采用何种方式来定义材料，操作顺序都可以按下列步骤来执行：选择设计材料类型（钢材、混凝土、组合材料、自定义）→选择的规范→选择相应规范数据库中材料。
对于自定义材料，需要输入各种控制参数的数据，包括弹性模量、泊松比、线膨胀系数、容重等。
钢材规范混凝土规范图1 材料定义对话框02-时间依存材料特性定义我们通常所说的混凝土的收缩徐变特性、混凝土强度随时间变化特性在程序里统称为时间依存材料特性。
定义混凝土时间依存材料特性分三步骤操作：1、定义时间依存特性函数（包括收缩徐变函数，强度发展函数）（图1，图2）；2、将定义的时间依存特性函数与相应的材料连接（图3）；3、修改时间依存材料特性值（构件理论厚度或体积与表面积比）（图4）；图1 收缩徐变函数图2 强度发展函数图3 时间依存材料特性连接图4 时间依存材料特性值修改定义混凝土时间依存材料特性时注意事项：1）、定义时间依存特性函数时，混凝土的强度要输入混凝土的标号强度；2）、在定义收缩徐变函数时构件理论厚度可以仅输入一个非负数，在建立模型后通过程序自动计算来计算构件的真实理论厚度；3）、混凝土开始收缩时的材龄在收缩徐变函数定义中指定，加载时的混凝土材龄在施工阶段定义中指定（等于单元激活时材龄+荷载施加时间）；4）、修改单元时间依存材料特性值时要对所有考虑收缩徐变特性的混凝土构件修改其构件理论厚度计算值。
计算公式中的a代表在空心截面在构件理论厚度计算时，空心部分截面周长对构件与大气接触的周边长度计算的影响系数；5）、当收缩徐变系数不按规范计算取值时，可以通过自定义收缩徐变函数来定义混凝土的收缩徐变特性；6）、如果在施工阶段荷载中定义了施工阶段徐变系数，那么在施工阶段分析中将按施工阶段荷载中定义的徐变系数来计算。
(桥梁人论坛分享)迈达斯 Midas Civil 钢围堰建模分析教程
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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↵
迈达斯(Midas_civil)建模助手做移动支架法施工阶段分析教程
概要
使用建模助手做移动支架法施工阶段分析
逐跨施工预应力箱型梁桥的的方法有移动支架法(Movable Scaffolding System ; 简称MSS)和满堂支架法(Full Staging Method ; 简称FSM)。移动支架法法的模板设置 在导梁上，因此无需进行水上作业和架设大量的脚手架。另外，移动支架法与满堂支架 法相比，因为不与地面、河流等直接接触，所以施工时可以灵活使用桥梁下空间。
施加预应力初期
f' ca
=
0.55 fci
= 148.5
kgf / cm2
f' ta
= 0.8
fci = 13.1 kgf / cm2
预应力损失之后
fca = 0.4 fck = 160.0 kgf / cm2 fta = 1.6 fck = 32.0 kgf / cm2
¾ 下部结构混凝土 材料强度标准值 : fck = 270 kgf / cm2 弹性模量 : Ec = 2.35 ×105 kgf / cm2
选择桥梁类型为移动支架法，输入桥梁材料、区段组成、曲率半径、固定支撑位 置、施工缝位置、施工缝到钢束锚固端位置距离、施工一跨所需时间(20天)以及预 应力箱型梁的初期材龄。选择桥梁类型为移动支架法时，程序自动计算出施工持续时 间与构件初期材龄的差作为添加步骤，并计算出移动支架自重和混凝土湿重引起的反 力将其加载到悬臂端。
5
高级应用例题
¾ 后横梁的反力 假设因移动支架梁自重引起的后横梁反力的大小和位置如下： - P = 400 tonf - 作用位置 : 从施工缝位置沿已现浇桥梁段方向3m处 正在施工的桥梁跨的混凝土湿重引起的反力由程序自动计算。
6
使用建模助手做移动支架法施工阶段分析
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在距离节点1和节点7用户坐标系UCS y方向(GCS Z) -3 m的位置输入节点8和节点9。
节点号(开)
模型/单元/ 建立
3.关于进行结构分析和查看结果的一些基本知识(GCS, UCS, ECS等)
4.建模和分析步骤(输入材料和截面特性、建模、输入边界条件、输入荷载、结构分析、查看结果)
使用的模型如图1所示包含8种类型，为了了解各种功能分别使用不同的方法输入。
图1.分析模型
建立模型①
设定操作环境
首先建立新项目( 新项目)，以‘Cantilever_Simple.mcb’为名保存( 保存)。
模型/单元/ 建立
单元类型>一般梁/变截面梁
材料>1 :Grade3;截面>1 : HM440x300x11/18
交叉分割>节点(开);节点连接( 1, 7 )
图9.输入梁单元
输入边界条件
使用一般支承输入边界条件，即将节点1的Dx, Dz, Ry自由度约束使其成为悬臂梁。
因为已将结构类型定义为了X-Z平面，故不需对Dy, Rx, Rz自由度再做约束。
排序对话框
表格>弯矩-y 分类
Asc|弯矩-y(开);排序>上
图22.排序信息对话框
下面介绍指定分析结果表格形式的方法。
在类型对话框中可对结果的小数点位置、列宽、数值的对齐方式等进行调整。
类型对话框
弯矩-y>格式>指数形式;小数点(2)
图23.设定表格类型的对话框及结果
另外还可按荷载工况查看梁单元的构件内力(弯矩、剪力)。
结果/反力/ 反力/弯矩
荷载工况/荷载组合>ST:NL;反力>FXYZ
显示类型>数值(开) ;图例(开)
图13.查看反力
查看变形和位移
查看集中荷载的位移。
节点号(关)
结果/位移/ 变形形状
荷载工况/组合>ST:NL;内力组成>DXYZ
显示组成>变形(开) ;变形前(开)图例(开)
数值>
小数点( 3 );指数型(开)
用鼠标点击一下输入栏，其变为草绿色时，即可使用鼠标编辑功能。
对于大部分前处理工作都可使用鼠标编辑功能，用户手册或例题资料中的‘’标志即表示该处可使用鼠标编辑功能。
为使用鼠标编辑功能需将捕捉功能激活，根据需要也可定义用户坐标系(User-defined Coordinate System, UCS)。
结果/内力/ 梁单元内力图
荷载工况/荷载组合>ST:NL;内力>My
显示选项>5点(开);线涂色(开) ;系数(1)
显示类型>等值线图(开) ;图例(开)
图16.查看弯矩
查看弯矩后查看剪力。
结果/内力/ 梁单元内力图
荷载组合/荷载工况>ST:NL;内力>Fz
显示选项>5点(开);线涂色(开) ;系数(1)
点栅格是为了方便建模而在UCS的x-y平面内显示的虚拟参照点。激活点栅格捕捉功能，鼠标就会捕捉距离其最近的参照点。
正面, 点格(开), 捕捉点(开)
捕捉节点(开), 捕捉单元(开)
模型/用户坐标系统/ X-Z平面
坐标>原点( 0, 0, 0 )
旋转角度>角度( 0 )
图6.各种被激活的捕捉功能图标以及GCS和UCS
建立模型
建模
模型 采用先建立一个2m长的梁单元后，将其按照UCS的x方向以2m间距复制5次的方法来建模。
节点号(开)
显示
荷载>荷载值,梁单元荷载(关) ;
模型/单元/ 建立
图27.输入6个等间距梁单元
输入边界条件
输入悬臂梁固定端的边界条件。
模型/边界条件/一般支撑
单选(节点:8)
支撑条件类型>Dx (开) ; Dz (开) ; Ry (开)
输入荷载
对模型 输入均布荷载，但首先需定义静力荷载工况。
荷载/静力荷载工况
名称( UL );类型>用户定义的荷载
图28.输入静力荷载工况
荷载/节点荷载
单选(节点:4)
荷载工况名称>NL;选择>添加; FZ( -1 )
图12.输入节点荷载
运行结构分析
建立悬臂梁单元、输入边界条件和荷载后，即可运行结构分析。
分析/ 运行分析
查看反力
查看反力的步骤如下。由结果可以看出分析结果与手算的结果一致。（竖向反力1tonf，弯矩–6 tonf*m）
单元类型>一般梁/变截面梁
材料>1 :Grade3;截面>1 : HM440x300x11/18
节点连接( 8, 9 )
图26.输入单元
下面将输入的梁单元使用 分割单元功能等分为6个梁单元。
单元号(开) ; 隐藏(关)
模型/单元/ 分割单元
选择最新建立的个体
分割>单元类型>线单元;等间距
分割数量( 6 )
使用Civil数据库中内含的材料Grade3来定义材料。
1. 点击 材料
2.点击
3.确认一般的材料号为‘1’（参考图4)
4.在类型栏中选择‘钢材’
5.在钢材的规范栏中选择‘GB(S)’
6. 在数据库中选择‘Grade3’
7.点击
模型/材料和截面特性/ 材料
设计类型>钢材;钢材规范>GB(S);数据库>Grade3
1.在关联菜单(鼠标点击右键)选择‘按荷载工况查看’
2.在显示项中只钩选‘剪力-z’，‘弯矩-y’
3.在显示荷载工况栏中钩选‘NL(ST)’
4.点击
图24.按荷载工况查看梁单元的构件内力
建立模型
设定操作环境
MIDAS/CIVIL是由以下两种模式组成的。
前处理模式:建立模型并输入荷载、边界条件等
后处理模式:查看结果及输出结果
对于模型①，采用先建立节点后再利用这些节点建立单元的方法来建模。
节点号(开), 单元号(开)
模型/节点/ 建立节点
坐标( 0, 0, 0 )
图7.在原点(0, 0, 0)建立节点
图7.在原点(0, 0, 0)建立节点
将建立的节点复制到梁单元的各节点位置。(将12m长的梁单元分割成6等分)
自动对齐(开)
MIDAS/Civil是三维空间结构分析程序，故每个节点有6个自由度(Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz)。如图10所示，这6个自由度在模型中是由6个三角形按顺序组成的6边形表现的，被约束的自由度其三角形颜色会变成绿色，以便区分。
单元号(关)
模型/边界条件/一般支承
单选(节点:1)
选择>添加
Sby, Sbz分别为绕单元坐标系z轴和y轴弯矩产生的的弯曲正应力。
Combined为组合应力，显示Sax ± Sby ± Sbz中的最大或最小值。
下面选择Sbz成分查看弯曲正应力。
结果/应力/ 梁单元应力
荷载工况/荷载组合>ST:NL;应力>Sbz
显示类型>变形(开) ;图例(开)
图18.查看梁单元的弯曲正应力
本例题的模型处于整体坐标系(Global Coordinate System, GCS)的X-Z平面，（自动约束Y方向的位移和绕X轴和Z轴的转动)。故可将结构指定为二维结构(X-Z Plane)。
模型/结构类型
结构类型>X-Z平面
建模之前先简单介绍一下鼠标编辑功能。
在建立、复制节点和单元或者输入荷载等建模过程中，需输入坐标、距离、节点或单元的编号等数据，此时可使用鼠标点击输入的方式来代替传统的键盘输入方式。
结果/分析结果表格/梁单元/内力
节点或单元(1to3)荷载工况/组合>ST NhomakorabeaNL(开)
位置号>位置i(开),位置j(开)
图20.激活纪录对话框
图21.1 ~ 3号梁单元的构件内力
对于表格输出的结果可以按递增或递减的顺序进行排序。
排序时在表格上点击鼠标右键调出排序信息对话框后，将要作为排序标准的列的名称从左侧移动到右侧，并通过排序(Priority,图22的 )功能调整各项的优先顺序。
最大值最小值>最大绝对值;显示范围(%)( 1 )
图14.查看变形形状
查看内力
构件内力根据相应单元的单元坐标系输出。首先确认单元坐标系，并查看弯矩。图15中My为弯矩，Fz为剪力，Fx为轴力。
显示
荷载>荷载值,节点荷载(关)
单元>单元坐标轴(开)
初始画面; 隐藏(开)
图15.确认单元坐标系
下面查看悬臂梁中点作用集中荷载时的弯矩。
梁单元细部分析（Beam Detail Analysis）
进行完一般静力分析(移动荷载分析、反应谱分析除外)后，可使用梁单元细部分析(Beam Detail Analysis)查看梁单元细部的位移、剪力、弯矩、最大应力的分布及截面内的应力分布等。
在梁单元细部分析画面的下端选择截面表单，图形上就会给出左侧截面应力(Stress Section,图19的 )栏中选择的相应应力类型的结果。详细内容请参考在线帮助手册。
图4.输入材料数据
定义截面
模型/材料和截面特性/ 截面
数据库/用户;截面形状>工字形截面;数据库;数据库>KS
截面名称>H 440×300×11/18偏心>中心
图5.输入截面数据
输入节点和单元
Civil是为分析三维空间结构而开发的，对于二维平面内的结构需约束不需要的自由度。对此可通过选择结构类型简单地处理。