midas例题演示(预应力砼连续梁
Midas例题(梁格法)：预应力混凝土连续T梁桥的分析与设计
钢束 名称 1t1-1
1t1-3
2t1-2
3t1-1
3t1-3 23t1-1
X 0 7.6 23.85 31.45 0 5.9 25.55 31.45 32.55 40.15 55.85 63.45 64.55 72.15 88.4 96 64.55 72.15 88.4 96 56 72
坐标 (m)
为了说明采用梁格法分析一般梁桥结构的分析步骤，本例题采用了一个比较简单的分 析模型——一座由五片预应力T梁组成的3×32m桥梁结构，每片梁宽2.5m。桥梁的基本数 据取自实际结构但和实际结构有所不同。
本例题的基本数据如下：
桥梁形式：三跨连续梁桥 桥梁等级：I级 桥梁全长：3@32＝96m 桥梁宽度：12.5m 设计车道：3车道
12t1-2
0
40 0.62 1.825
负弯矩
56
钢束10 23t1-2 72
0.62 1.825 0.62 1.825
钢束 类型 R 0 40 正弯矩 40 钢束8 0 0 40 正弯矩 40 钢束7 0 0 40 正弯矩 40 钢束9 0 0 40 正弯矩 40 钢束8 0 负弯矩 钢束10
负弯矩 钢束10
图4. 单位体系设定 4-10
定义材料和截面特性
同时定义多种材料
特性时，使用 键可以连续输入。
定义结构所使用的混凝土和钢束的材料特性。
模型 / 材料和截面特性 / 材料 类型>混凝土 ; 规范> JTG04（RC） 数据库> C50
名称(Strand1860 ) ; 类型>钢材 ; 规范> JTG04（S） 数据库> Strand1860
图2. T型梁跨中截面图
MIDAS例题---连续梁
4×30m连续梁结构分析对4*30m结构进行分析的第一步工作是对结构进行分析，确定结构的有限元离散，确定各项参数和结构的情况，并在此基础上进行建模和结构计算。
建立斜连续梁结构模型的详细步骤如下。
1. 设定建模环境2. 设置结构类型3. 定义材料和截面特性值4. 建立结构梁单元模型5. 定义结构组6. 定义边界组7.定义荷载组8.定义移动荷载9. 定义施工阶段10. 运行结构分析11. 查看结果12.psc设计13. 取一个单元做横向分析概要：在城市桥梁建设由于受到地形、美观等诸多方面的限制，连续梁结构成为其中应用的最多的桥梁形式。
同时，随着现代科技的发展，连续梁结构也变得越来越轻盈，更能满足城市对桥梁的景观要求。
本文中的例子采用一座4×30m的连续梁结构（如图1所示）。
1、桥梁基本数据桥梁跨径布置：4×30m＝120；桥梁宽度：0.25m（栏杆）＋2.5m（人行道）＋15.0m（机动车道）＋2.5m（人行道）+0.25（栏杆）＝20.5m；主梁高度：1.6m；支座处实体段为1.8m；行车道数：双向四车道＋2人行道桥梁横坡：机动车道向外1.5％，人行道向1.5％；施工方法：满堂支架施工；图1 1/2全桥立面图和1.6m标准断面2、主要材料及其参数2.1 混凝土各项力学指标见表1表12.2低松弛钢绞线（主要用于钢筋混凝土预应力构件）直径：15.24mm弹性模量：195000 MPa标准强度：1860 MPa抗拉强度设计值：1260 MPa抗压强度设计值: 390 MPa拉控制应力：1395 MPa热膨胀系数：0.0000122.3普通钢筋采用R235、HRB335钢筋，直径：8～32mm弹性模量：R235 210000 MPa / HRB335 200000 MPa标准强度：R235 235 MPa / HRB335 335 MPa热膨胀系数：0.0000123、设计荷载取值：3.1恒载：一期恒载包括主梁材料重量，混凝土容重取25 KN/m 3。
Midas预应力混凝土连续箱梁分析算例课件
定义主梁截面
14
Fluid Mechanics and Machinery 流 体 力 学 与 流 体 机 械
定义主梁截面
15
2.7m
12.7/2=6.35m
Fluid Mechanics and Machinery 流 体 力 学 与 流 体 机 械
定义主梁模型
16
在原点建立节点1
Fluid Mechanics and Machinery 流 体 力 学 与 流 体 机 械
Fluid Mechanics and Machinery 流 体 力 学 与 流 体 机 械
先定义一般支撑，再定义跨度信息
23
节点选择区
在节点选择区键入1 31 61按回车键， 即选择节点1、节点31和节点61
建立边界约束，Dx(开)等 这里可随意，仅配合跨度信 息的支撑定义
Fluid Mechanics and Machinery 流 体 力 学 与 流 体 机 械
设置表单可以采用不同的参考线
32
2.7m
参考线s1
58m
7.13m
62m
2.7m
参考线s2 7.13m
-60m
-2m 2m
Fluid Mechanics and Machinery 流 体 力 学 与 流 体 机 械
截面控制参数的含义
33
新版引入参考线：截面距离以参考线参定位
距离：距参考线的距离 尺寸：当前位置的截面尺寸 对称面距离：输入对称轴至参考线的距离
定义主梁模型单元
17
将节点1通过扩展单元 建立60个2m长的单元
窗口选择节点1
材料>1:C50
截面>1:跨中 复制和移动>等间距 dx,dy,dz>(2,0,0) 复制次数>60
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
迈达斯算例01 预应力混凝土T梁的分析与设计
概要
本例题使用一个简单的预应力混凝土两跨连续梁模型（图1）来重点介绍MIDAS/C ivil软件的PSC截面钢筋的输入方法、施工阶段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法、 移动荷载的输入方法和查看分析结果的方法、设计数据的输入方法和查看设计结果的 方法等。
图1. 分析模型
4-2
桥梁概况及一般截面
分析模型为一个两跨连续梁，其钢束的布置如图2所示，分为两个阶段来施工。
利用建立节点和扩展单元的功能来建立单元。
点格(关) ;
捕捉点(关) ;
捕捉轴线(关)
正面 ;
自动对齐
模型>节点> 建立节点
坐标 (0,0,0)
模型>单元> 扩展单元
全选
扩展类型>节点 Æ线单元
单元类型>梁单元 ; 材料>1:C50 ; 截面> 1: T-Beam section
生成形式>复制和移动
复制和移动>等间距>dx,dy,dz>(2, 0, 0)
预应力混凝土梁的分析步骤如下。 1. 定义材料和截面 2. 建立结构模型 3. 输入PSC截面钢筋 4. 输入荷载 恒荷载 钢束特性和形状 钢束预应力荷载 5. 定义施工阶段 6. 输入移动荷载数据 定义车道 定义车辆 移动荷载工况 7. 运行结构分析 8. 查看分析结果 9. PSC设计 PSC设计参数确定 运行设计 查看设计结果
截面形状比较复杂时，可
使用模型>材料和截面特性 值>修改单元材料时间依存 特性 的功能来输入h值。
模型 /材料和截面特性 / 时间依存性材料(徐变和收缩) 名称 (Shrink and Creep) ; 设计标准>China(JTG D62-2004) 28天材龄抗压强度 (50000) 环境年平均相对湿度(40 ~ 99) (70) 构件的理论厚度 (1) 水泥种类系数(Bsc):5 开始收缩时的混凝土材龄 (3) ↵
MIDAS连续梁有限元分析案例(二)
目录第一部分逐跨施工模型 (1)1.1预应力钢束布置 (1)1.2施工阶段定义 (3)1.3调整模型 (4)第二部分应力分析 (5)2.1施工阶段的应力 (5)2.2成桥阶段应力(恒+活+支座沉降) (6)2.3移动荷载 (6)第三部分PSC验算结果 (7)3.1施工阶段的法向压应力验算 (7)3.2受拉区钢筋的拉应力验算 (11)3.3使用阶段正截面压应力验算 (12)3.4使用阶段斜截面主压应力验算 (13)3.5结论 (14)第一部分逐跨施工模型1.1预应力钢束布置图1-1 第一跨钢筋布置图1-2 第二跨钢筋布置图1-3 第三跨钢筋布置图1-4 第四跨钢筋布置本次桥梁的总体布置，四跨连续梁桥，跨度分别是29.95m+30m+30m +29.95m图如下所示：图1-5-8 桥梁整体布置图汇总的预应力张拉表格，张拉控制应力为0.75的高强钢绞线，控制应力为1395MPa，具体的表格如下所示：1.2施工阶段定义逐跨施工，我们采用满堂支架的方法，依次从梁一施工到四号梁，中间存在从简支梁到连续梁的体系转换，为本次设计修改的难点。
我们的施工过程定义为三个步骤满堂支架的施工和主梁施工、预应力张拉、拆除满堂支架，最后完成全线的浇筑。
从midas中提取的施工阶段细节具体如下：NAME=主梁1-浇筑, 20, YES, NOAELEM=主梁1, 7, 节点1, 7ABNDR=满堂1, DEFORMED, 支座1, DEFORMED, 支座2,DEFORMEDALOAD=自重, FIRSTNAME=主梁1-张拉, 1, YES, NOALOAD=预应力1, FIRSTNAME=主梁1-拆除支架, 2, YES, NODELEM=节点1, 100DBNDR=满堂1NAME=主梁2-浇筑, 20, YES, NOAELEM=主梁2, 7, 节点2, 7ABNDR=支座3, DEFORMED, 满堂2, DEFORMEDNAME=主梁2-张拉, 1, YES, NODELEM=节点2, 100ALOAD=预应力2, FIRSTNAME=主梁2-拆除支架, 2, YES, NODELEM=节点2, 100DBNDR=满堂2NAME=主梁3-浇筑, 20, YES, NOAELEM=主梁3, 7, 节点3, 7ABNDR=满堂3, DEFORMED, 支座4, DEFORMEDNAME=主梁3-张拉, 1, YES, NOALOAD=预应力3, FIRSTNAME=主梁3-拆除支架, 2, YES, NODELEM=节点3, 100DBNDR=满堂3NAME=主梁4-浇筑, 20, YES, NOAELEM=主梁4, 7, 节点4, 7ABNDR=支座5, DEFORMED, 满堂4, DEFORMEDNAME=主梁4-张拉, 5, YES, NOALOAD=预应力4, FIRSTNAME=拆除满堂支架, 10, YES, NODELEM=节点4, 100DBNDR=满堂4NAME=二期恒载, 10, YES, NOALOAD=二期, FIRSTNAME=工后100, 100, YES, NONAME=工后3600, 3600, YES, NO1.3调整模型通过调整预应力的束数，来调整结构在施工中出现的简支梁体系（跨中弯矩增大的影响），以及在体系转换中连续梁顶的拉力。
midas例题演示(预应力砼连续梁)
完成建模和定义施工阶段后，在施工阶段分析选项中选择是否考虑材料的时
间依存特性和弹性收缩引起的钢束应力损失，并指定分析徐变时的收敛
条件和迭代次数。
2
④ 时间依存效果 ⑤ 徐变 和收缩 (开) ; 类型
>徐变和收缩⑥ 源自变分析时得收敛把握 ⑦ 迭代次数 ( 5 ) ; 收敛误
4
)
5
② 模型 /边界条件 / 一般支
撑
③ 单项选择(节点 : 1)
2
④ 边界组名称>B-G1
⑤ 选择>添加
⑥ 支撑条件类型> Dy, Dz,
6
Rx (开)
⑦ 同上操作
⑧ 单项选择 (节点 : 16) ⑨ 边界组名称>B-G1 ⑩ 选择>添加 ⑪ 支撑条件类型>Dx, Dy,
Dz, Rx (开) ⑫ 单项选择 (节点 : 31) ⑬ 边界组名称>B-G2 ⑭ 选择>添加 ⑮ 支撑条件类型> Dy, Dz,
5 6
7 8
9
步骤 3.1 定义构造组
操作步骤 ① 模型>组>定义构造租 ② 定义构造组>名称( S-G )
; 后缀 ( 1to2 ) ③ 定义构造组>名称 ( All ) ④ 单元号显示 (on) ⑤ 窗口选择 (单元 : 1 to
18)
3
⑥ 组>构造组>S_G1 (拖& 放)
⑦ 同上操作 ⑧ 窗口选择 (单元 : 19 to
(N, R)
⑦ 开头收缩时的混凝土材龄
(3)
23 45 67
步骤 2.3 定义材料的时间依存性并连接
操作步骤 ① 模型 / 材料和截面特性 /
迈达斯-预应力混凝土连续箱梁的分析与设计
桥梁概况及一般截面
分析模型为一个两跨连续梁，分为两个阶段来施工。
桥梁形式：两跨连续的预应力混凝土梁 桥梁长度：L = 60@2 = 120.0 m
材料： 混凝土 钢材
采用JTG04（RC）规范的C50混凝土 采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860
截面：
600 2.000 1.050 1.750
模型>单元> 扩展单元
全选
扩展类型>节点 Æ线单元
单元类型>梁单元 ; 材料>1:C50 ; 截面> 1: span
生成形式>复制和移动
复制和移动>等间距>dx,dy,dz>(2, 0, 0)
复制次数>(60) ↵
模型>单元>复制和移动
单选 (节点:31)
等间距>dx,dy,dz>(0,0,-7.13)
MIDAS Information Technology（Beijing） Co., Ltd
概要
本例题使用一个简单的预应力混凝土两跨连续梁箱模型（图1）来重点介 绍MIDAS/Civil 2006 软件的新增功能，PSC桥梁建模助手、横向分析、任意 截面显示等的输入方法。
图1. 分析模型
2
MIDAS Information Technology（Beijing） Co., Ltd
单选 (节点:1,61)
等间距>dx,dy,dz>(0,0,-2.7)
9
MIDAS Information Technology（Beijing） Co., Ltd
PSC桥梁
图7. 建立几何模型
图4. 定义材料对话框
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12
2021年3月5日星期五
4 3
5 6
7 8
9 16
步骤 3.1 定义结构组
操作步骤 ① 模型>组>定义结构租
② 定义结构组>名称( S-G ) ; 后缀 ( 1to2 )
③ 定义结构组>名称 ( All )
④ 单元号显示 (on)
钢束的特性值
② 预应力钢束的名称 ( 钢束 ) ; 预应力钢束的类型>内部
③ 材料>2: 钢束 ④ 预应力钢束总面积
(0.0042997) ⑤ 钢铰线公称直径
>15.2mm(0.6＂) ⑥ 钢铰线股数 ( 31 ) ⑦ 钢束孔道直径 (0.133) ; 松
弛系数 (45) ⑧ 预应力钢筋与孔道摩擦系数
⑤
5 2
2021年3月5日星期五
3 15
步骤 3. 建立结构模型
操作步骤 ① 模型>节点> 建立节点 ② 坐标 (0,0,0) ③ 模型>单元> 扩展单元 ④ 全选
⑤ 扩展类型>节点 线单元 ⑥ 单元类型>梁单元 ; 材料
>1:40 ; 截面> 1: Beam ⑦ 生成形式>复制和移动 ⑧ 复制和移动>等间距
定义施工阶段
② 名称 ( CS 1 ) ; 持续时间 ( 20 )
③ 保存结果>施工阶段(on) ; 施工步骤(on)
④ 添加子步骤>自动生成>步骤 数(5)
2
3 6
5 7
单元
⑤ 组列表>S-G1
9
⑥ 激活>材龄 ( 5 ) ;
边界 ⑦ 组列表> B-G1 ⑧ 激活>支撑条件/ 弹性支撑
位置>变形后 ;
同上操作
⑦ 单选 (节点 : 16) ⑧ 边界组名称>B-G1 ⑨ 选择>添加 ⑩ 支撑条件类型>Dx, Dy, Dz,
Rx (开) ⑪ 单选 (节点 : 31) ⑫ 边界组名称>B-G2 ⑬ 选择>添加 ⑭ 支撑条件类型> Dy, Dz, Rx (
开)
4 6
2021年3月5日星期五
2 20
步骤 4. 输入荷载
2021年3月5日星期五
3 4
2
11
步骤 2.2 定义截面
操作步骤 ① 模型 /材料和截面特性 / 截
面 ② 添加 ③ 数据库/用户> 截面号 ( 1 ) ;
名称 (Beam) ④ 截面类型>实腹长方形截面>
用户 ⑤ H(3) ; B(2) ⑥ 偏心>中-下部
2021年3月5日星期五
3Hale Waihona Puke 14 52 6 12
21
步骤 4.1 输入恒荷载
操作步骤 ① 荷载 / 自重 ② 荷载工况名称> 恒荷载 ③ 荷载组名称 > 自重 ④ 自重系数 > Z (-1)
使用 自重 功能输入恒荷载。
3 1
2
2021年3月5日星期五
4 22
1.什么是传统机械按键设计？ 传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功能的一种设计方式。
• 桥梁形式：两跨连续的预应力混凝土梁 • 桥梁长度：L = 2x30 = 60.0 m
2021年3月5日星期五
5
图2. 立面图和剖面图
2021年3月5日星期五
6
使用的材料及其容许应力
2021年3月5日星期五
7
荷载
2021年3月5日星期五
8
预应力混凝土梁的分析步骤
1. 设置操作环境 2. 定义材料和截面 3. 建立结构模型 4. 输入荷载
⑩ 钢束形状>直线
⑪ 钢束布置插入点 ( 0, 0, 0)
⑫ 假想x轴方向>X
4 ~ 12 1
2021年3月5日星期五
25
输入钢束形状 步骤 4.4
首先输入第二跨的钢束形状。
操作步骤 ① 荷载 / 预应力荷载 / 预应力
钢束形状
② 钢束名称 (tendon 2) ; 钢束 特性值>tendon
③ 窗口选择 (单元 : 13 to 30)
1
荷载 ⑨ 组列表> 自重,tendon1 ⑩ 激活>激活时间>开始 ;
2021年3月5日星期五
4 8 10
31
步骤 5.2 定义施工阶段2(CS2) 2
操作步骤 ① 荷载 / 施工阶段分析数据 /
恒荷载
钢束特性和形状
钢束预应力荷载
5. 定义施工阶段 6. 输入移动荷载数据 7. 运行结构分析 8. 查看结果
2021年3月5日星期五
9
步骤 1. 设置操作环境
操作步骤
① 文件 / 新项目
1
② 文件 / 保存 ( 预应力混凝土 梁的施工阶段分析 )
③ 工具 / 单位体系
④ 长度> m ; 力>tonf
传统机械按键结构层图：
按键
PCBA
开关键
传统机械按键设计要点：
1.合理的选择按键的类型，尽量选择平头类的按 键，以防按键下陷。
2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议留 0.05~0.1mm，以防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计算累积公差，以防按 键手感不良。
步骤 4.2 输入钢束特性值
操作步骤 ① 荷载/ 预应力荷载 / 预应力
R)
⑦ 开始收缩时的混凝土材龄
(3)
23 45 67
2021年3月5日星期五
13
步骤 2.3 定义材料的时间依存性并连接
操作步骤 ① 模型 / 材料和截面特性 / 时
间依存性材料(抗压强度)
② 名称 (抗压强度) ; 类型>设 计规范 >强度发展>规范 >CEB-FIP
③ 混凝土28天抗压强度 (S28)
首先输入第一跨的钢束形状。
操作步骤 ① 荷载/ 预应力荷载 / 预应力
钢束形状
② 钢束名称 (Tendon 1) ; 钢束 特性值>tendon
③ 窗口选择 (单元 : 1 to 18)
④ 钢束直线段>开始点 (0) ; 结 束点(0)
⑤ 布置形状
⑥ 1>x ( 0 ), y ( 0 ), z ( 1.5 ), 固定 (关)
1
(4000)
④ 混凝土类型(a) (N, R : 0.25)
23 4
2021年3月5日星期五
14
步骤 2.3 定义材料的时间依存性并连接
操作步骤 ① 模型 / 材料和截面特性 / 时
间依存材料连接
② 时间依存材料类型>徐变/收
缩>徐变/收缩
1
③ 强度进展>抗压强度
④ 选择指定的材料>材料>
4
1:40 选择的材料
4 3
2
2021年3月5日星期五
10
步骤 2.1 定义材料
操作步骤 ① 模型 / 材料和截面特性 / 材
料
② 添加
1
③ 类型>混凝土 ; 规范>GBcivil(RC)
④ 数据库>40
（与上部相同） ⑤ 名称( 钢束 ) ; 类型>用户定
义 ; 规范>无 ⑥ 分析数据 ⑦ 弹性模量 (2.1e7)
⑦ 2>x ( 12 ), y ( 0 ), z ( 0.2 ),固 定 (开), Ry ( 0 ), Rz ( 0 )
⑧ 3>x ( 30 ), y ( 0 ), z ( 2.6 ),固 定 (开) , Ry ( 0 ), Rz ( 0 )
⑨ 4>x ( 36 ), y ( 0 ), z ( 1.8 ),固 定 (关)
⑨ 4>x ( 60 ), y ( 0 ), z ( 1.5 ),固 定 (关)
⑩ 钢束形状>直线
⑪ 钢束布置插入点 ( 0, 0, 0)
⑫ 假想x轴方向>X
4 ~ 12 1
2021年3月5日星期五
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下面按如下方法确认所输入的钢束的形状。
操作步骤
2
① 单元号(关)
② 显示>综合>钢束形状 (开)> 名称(开) ; 点 (开)
(0.3) ; 孔道每米局部偏差摩 擦系数 (0.0066) ⑨ 极限强度(190000) ; 屈服强 度 (160000) ⑩ 张拉方法>后张法 ⑪ 锚具变形和钢筋内缩值>开 始点 (0.006) ; 结束点 (0.006)
2021年3月5日星期五
2 ~ 11
1 24
输入钢束形状 步骤 4.3
混凝土结构时定义钢束特性、钢束形状、输入预应力荷载
、定义施工阶段等的方法，以及在分析结果中查看徐变和
收缩、钢束预应力等引起的结构的应力和内力变化特性的
步骤和方法。
2021年3月5日星期五
3
图1. 分析模型
2021年3月5日星期五
4
桥梁概况及一般截面
• 分析模型为一个两跨连续梁，其钢束的布置如图2 所示，分为两个阶段来施工。
•
Drag & Drop 6
2021年3月5日星期五
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步骤 3.2 新建边界组
操作步骤 ① 模型>组>定义边界组 ② 定义边界组>名称 ( B-G ) ;
后缀( 1to2 )
为 了 进 行 施 工 阶 段 分 析 ， 将 在 各 施 工 阶 段 (construction stage)所要激活和钝化的单元和边界条件定义为组，并利 用组来定义施工阶段。