迈达斯软件实例教程之桁架分析
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
Midas-Civil软件应用——挂篮建模
43
44
三、挂篮建模——前下横梁
挂篮前下横梁均采用双拼工字钢45b，总长9m。 计算参数：I45b工字钢单位重87.4kg/m，惯性矩 I=33760cm4，W=1500cm3，Sx=887.1cm3。 • 前下横梁计算简图如下：其中R1-R8的取值，即为上步 计算中底模纵梁计算得到的支座反力。
30
• 1.11 分析：运行结果分析：分析→运行分析。
31
2、结果查看 • 2.1查看反力：荷载工况/荷载组合（砼施工）→反 力（FXYZ）→数值→图例→适用。
32
• 底模纵梁最大支座反力61.05KN，即为计算前、后下横 梁时所受的集中力。
33
• 2.2 查看位移和变形：结果→位移→位移等值线→荷 载工况/荷载组合（砼施工）→位移（DXYZ）→显示类 型（数值、变形、图例）→适用。
14
• 4.2 取单位长度底模纵梁计算荷载： • 每片纵梁承担砼重q1： q1=砼自重*分配到该片纵梁上的砼横截面积； • 每片纵梁上的底模重q2： q2=底模总重量/底模面积*分配到该片纵梁上底模 的宽度； • 施工荷载q3(以2.5KN/m2计): q3：q3=2.5*分布宽度； • 振捣砼时产生的冲击荷载q4（以2KN/m2计）: q4:q4=2*分布宽度。
• 本例中采用近似截面代替计算。
49
• 截面→型钢组合→H型+板； • 或截面→数值→箱形截面。
50
• 1.6 建立节点：模型→节点→建立→输入节点坐标→ 适用/关闭。 • 或模型→节点→复制或移动→形式（复制）→输入间 距，输入次数→选择被复制节点→适用。
51
• 输入节点：模型→节点→复制和移动→复制→ （0.3,0,0）/（1.2,0,0）/（0.94,0,0）/（0.3,0,0） /（0.4,0,0）/（1,0,0）复制次数（5）/（0.4,0,0） /（0.3,0,0）/（0.94,0,0）/（1.2,0,0）→适用/关 闭。 • 注意：每输完一个节点要点适用才可生成节点；复制 时基准点的选择。可点取选择最新建立的个体即为上 一步建立的点
MIDASCivil迈达斯使用中的一些常见问题
MIDASCivil 使用中的一些常见问题.定义移动荷载的步骤a.在主菜单的荷载>移动荷载分析数据>车辆中选择标准车辆或自定义车辆。
b.对于人群移动荷载，按用户定义方式中的汽车类型中的车道荷载定义成线荷载加载(如将规范中的荷载0.5tonf/m**2乘以车道宽3m，输入1.5tonf/m)。
c.布置车道或车道面(梁单元模型选择定义车道，板单元模型选择定义车道面)，人群荷载的步行道也应定义为一个车道或车道面。
d.定义车辆组。
该项为选项，仅用于不同车道允许加载不同车辆荷载的特殊情况中。
e.定义移动荷载工况。
例如可将车道荷载定义为工况-1，车辆荷载定义为工况-2。
在定义移动荷载工况对话框中的子荷载工况中，需要定义各车辆要加载的车道。
例如: 用户定义了8个车道，其中4个为左侧偏载、4个为右侧偏载，此时可定义两个子荷载工况，并选择“单独”，表示分别单独计算，程序自动找出最大值。
在定义子荷载工况时，如果在“可以加载的最少车道数”和“可以加载的最大车道数”中分别输入1和4，则表示分别计算1、2、3、4种横向车辆布置的情况(15种情况)。
布置车辆选择车道时，不能包含前面定义的人群的步行道。
f. 定义移动荷载工况时，如果有必要将人群移动荷载与车辆的移动荷载进行组合时，需要在定义移动荷载工况对话框中的子荷载工况中，分别定义人群移动荷载子荷载工况(只能选择步道)和车辆的移动荷载子荷载工况，然后选择“组合”。
2.关于移动荷载中车道和车道面的定义A.当使用板单元建立模型时a. 程序对城市桥梁的车道荷载及人群荷载默认为做影响面分析，其他荷载(公路荷载和铁路荷载)做影响线分析。
b. 只能使用车道面定义车的行走路线。
对于城市桥梁的车道荷载及人群荷载以外的荷载，输入的车道面宽度不起作用，按线荷载或集中荷载加载在车道上。
c. 对于城市桥梁的车道荷载及人群荷载，在程序内部，自动将输入的荷载除以在”车道面”中定义的车道宽后，按面荷载加载在车道上。
实例1 四杆桁架结构有限元分析
四杆桁架结构有限元分析：1 基于图形界面(GUI)的交互式操作(step by step)(1) 进入A NSYS(设定工作目录和工作文件)程序→ANSYS →ANSYS Interactive →Working directory (设置工作目录) →Initial jobname(设置工作文件名): planetruss→Run →OK(2) 设置计算类型ANSYS Main Menu: Preferences… →Structural →OK(3) 选择单元类型ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Del ete…→A dd… →Link：2D spar 1 →OK (返回到E lement Types 窗口) →Close(4) 定义材料参数ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models→Structural →Linear →Elastic→Isotropic: EX:2.95e11 (弹性模量)，PRXY: 0 (泊松比) →OK →鼠标点击该窗口右上角的“U”来关闭该窗口(5) 定义实常数以确定单元的截面积ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants… →Add/Edit/Delete →Add →Type 1→OK→RealConstant Set No: 1 (第1号实常数), AREA: 1e-4 (单元的截面积) →OK→Close(6) 生成单元ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Creat→Nodes→In Active CS→Node number 1 →X:0,Y:0,Z:0 →Apply →Node number 2 →X:0.4,Y:0,Z:0 →Apply →Node number 3 →X:0.4,Y:0.3,Z:0 →Apply→Node number 4 →X:0,Y:0.3,Z:0→OKANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Elements→Elem Attributes（接受默认值）→User numbered→Thru nodes→OK→选择n ode 1 和n ode2→Apply→选择n ode 2 和n ode3→Apply →选择node 1 和n ode3→Apply→选择n ode 4 和n ode3→Apply→OK (7) 模型施加约束和外载添加位移的约束，分别将1节点X和Y方向、2 节点Y方向、4 节点的X和Y方向位移约束。
迈达斯教程
桥梁电算课程讲义编者：张宇辉目录第一章绪论1.1 课程与职业的关系（重要性）1.2 课程的特点（难点）1.3 学习目的1.4 学习内容1.5 学习要求第二章常用桥梁结构分析软件概述2.1 结构力学计算器SM-SOLVER2.2 桥梁博士Dr.bridge2.3 迈达斯Midas Civil2.4 Ansys2.5 其它2.6 工程实例演示第三章桥梁数值计算分析3.1 建模3.2 桥梁荷载介绍3.3 桥梁计算分析3.4 桥梁作用效应组合3.5 桥梁正常使用极限状态验算（自学）3.6桥梁承载能力极限状态验算（自学）第四章上机实践4.1 简支梁桥建模4.2 拱桥建模加载4.3 预应力混凝土梁桥施工阶段分析第一章 绪论1.1 课程与职业的关系（重要性）1.2 课程的特点（难点）1.3 学习目的1.4 学习内容1.5 学习要求1.1 课程与职业的关系（重要性）1 直接相关：本课程将直接应用于以后的生产实践。
（读研、就业）2 针对性：不同的专业，使用的软件不同，对结构设计的要求不同。
3 广泛性：无论以后从事何种职业，都或多或少都会用到本门课程的相关知识。
（科研、设计、施工）1.2课程的特点（难点）1 深厚的理论知识⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫计算机桥梁力学数学 2 实践性强只有通过实践解决实际问题，才能学会。
1.3学习目的掌握桥梁结构分析的基本理论了解桥梁结构分析的一般流程初步了解计算分析软件Midas1.4 学习内容常用桥梁计算软件概述Midas 初级功能桥梁平面杆系模型的建立掌握桥梁荷载效应影响线、恒载内力、活载内力计算荷载效应组合结构强度验算和正常使用性能验算参考教材：《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 MIDAS2006使用说明书1.5 学习要求独立完成常规桥梁的计算分析考核要求：理论课成绩=70%随堂测验+30%平时考勤上机课成绩=70%上机考核+30%平时考勤第二章常用桥梁结构分析软件概述2.1 桥梁结构分析的杆系有限单元法2.2 结构力学计算器SM-SOLVER2.3 桥梁博士Dr.bridge2.4 迈达斯Midas Civil2.5 Ansys2.6 其它2.7 工程实例演示2.1 桥梁结构分析的杆系有限单元法桥梁结构分析，可分为总体分析和局部分析两大部分。
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
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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
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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
MIDAS满堂支架精品教程
满堂支架分析北京迈达斯技术有限公司目录1、工程概况 (1)2、定义材料和截面 (1)定义钢材的材料特性 (1)定义截面 (2)3、建模 (4)建立第一根竖杆： (4)建立余下三根竖杆： (4)建立横向支撑和斜撑单元： (5)建立其余三根竖杆间的支撑添加边界添加荷载工况 (14)定义屈曲分析 (16)4、查看结果 (17)查看屈曲模态 (17)表格形式查看各模态的临界荷载 (17)1、工程概况在本例题中以一个 56m 跨径混凝土连续梁桥满堂支架为基础，介绍midas/Civil 进行稳定及应力分析的方法。
支架高度 6.2m，钢材材质为 A3 钢，支架上方倒扣 C 36b 的槽钢，上部荷载通过 25mm 竹胶板及方木传递到槽钢，支架竖向间距 1.2m，水平间距考虑 1m。
由于试用版程序节点限制，模型建立考虑顺桥向 5m，横桥向 5m；基本信息见下图。
2、定义材料和截面定义钢材的材料特性模型/ 材料和截面特性/ 材料/添加类型>钢材；规范：JTJ(S)数据库>A3类型>用户定义；规范：无弹性模量：1.0787e+008泊松比：0 线膨胀系数：0容重：5定义截面注：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（管型截面）选择用户定义，数据库（GB-YB05），截面名称（P50x4），点击适用数据库/用户>截面号2；截面类型（槽钢），截面名称（C 36b），点击适用数据库/用户>截面号3；截面类型（实腹长方形截面），截面名称（15x15cm）H （0.15m）B(0.15m)，点击适用模型/ 材料和截面特性/ 厚度/添加数值>厚度号1面内和面外0.025m，点击适用↵23、建模建立第一根竖杆：注：对于直线单元，使用 midas/Civil 特有的扩展功能可以快速地建立模型。
迈达斯(Midas_civil)建模助手做移动支架法施工阶段分析教程
损失量, ΔPE = ΔfP ⋅ ASP
应力松弛
徐变和温度收缩引起的损失
¾ 徐变和温度收缩 条件
水泥 : 普通水泥
施加持续荷载时混凝土的材龄 : to = 5 日 混凝土暴露在大气中时的材龄 : ts = 3 日
相对湿度 : RH = 70% 大气或养生温度 : T = 20 °C 适用标准 : 道桥设计标准 (CEB-FIP)
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。
9
高级应用例题
本例题桥梁将支
模、绑扎钢筋以及布 置钢束套管所需时间 假设为15天，将混凝 土浇筑和养生的时间 假设为5天，即将施工 每个桥梁段所需的时 间假设为20天。
在MIDAS/CIVIL
中只是荷载发生变化 而结构体系不发生变 化时，一般不另外增 加施工阶段，而是利 用添加步骤功能在同 一施工阶段内分步骤 加载。关于添加步骤 功能的详细内容请参 照用户在线手册中的 “CIVIL的功能>施工阶 段分析数据>定义施工 阶段”章节 。
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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。
图 2.1 分析模型
Ø 材料
钢材类型 : Grade3
内部1次超静
内、外部1次超静定
制作误差5mm
制作误差
5mm
Ø截面
数据 : 箱形截面 300×300×12 mm
Ø荷载
1. 节点集中荷载 : 50 tonf
2. 制作误差 : 5 mm à预张力荷载(141.75 tonf)
P = K d = EA/L x d = 2.1 x 107 x 0.0135 / 10 x 0.005 = 141.75 t
onf
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‘ton
f’。
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
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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/
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
22
23
建立节点和单元
首先建立形成下弦构件的节点。
捕捉轴线 (关
)
捕捉单元(开)
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。
²
模型 / 单元 /
全选
扩展类型 > 节点à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
²参考在线用户手
册的“单元类型”的
“框架单元”部分
24
复制下弦建立桁架上弦。
模型 / 单元 /
单元号(开)
25
模型 / 单元 /
单元号(关),
26
27
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 。
²
模型 / 边界条件 / 一般支承
单选 ( 节点 : 4 ) ; 支承条件类型 > Dz (开) ¿
图 2.9 输入支撑条件
²
关于支座条件的详细事项参照在线帮助手册的 “自由度约束条件”部分
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
28
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
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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 d = EA/L x d = (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
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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 /
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
图 2.13 复制单元
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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。
单选( 节点 :10 )
选择 > 添加
支承条件类型> Dx (开) ¿
图 2.14 变更支座条件
运行结构分析
运行结构分析.
分析/
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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。
显示
边界条件 > 一般支承 (关) ¿
结果 / 反力 /
小数点以下位数( 3 ) ; 指数型(关) ; 适用于选择确认(开¿
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 /
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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
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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/
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
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36
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 /
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 ¿
图 2.18 节点荷载产生的轴力
²
选择内力选择 “受拉”则只输出受拉构件的轴力, 选择“受压”则只输出受压构件轴力，选择“全部”则输出全部构件的轴力。
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/
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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
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