1桥梁微讲堂—有效宽度MIDAS
Midas-城市桥梁抗震分析及验算资料讲解
• 四、结论
反应谱抗震验算主要桥墩强度验算，能力保护构件的验算参照规 范根据设计要求进行设置验算。 在验算分析参数设置过程中，需要注意很多方面，防止程序无法 进行验算。 验算内容和注意事项见附件。
结论
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• 一、延性设计理念
目录
• 二、Midas 抗震分析前处理
• 三、Midas 抗震分析后处理
• 四、结论
1. 荷载工况
完成反应谱分析后，需要定义混凝土的荷载工况，一般点击自动生成。规范选择城市桥梁抗震设 计规范。
Midas 抗震分析后处理
2. 后处理验算
点击设计-RC设计
①RC设计参数
这里的规范同前，也需要选 择城市桥梁抗震设计规范。
Midas 抗震分析后处理
E2弹塑性验算
根据规范要进行刚度进行调整
在E2地震作用下桥墩的强度不能满足要求，桥墩 进入了塑性阶段，所以接下来要进行弹塑性验算。
Midas 抗震分析后处理
第一个表格中的数值可以在特性的材料 和截面中查询，第二个表格是第一个表 格计算得到的，第三个表格是根据弯矩 曲率中理想化屈服的弯矩曲率得到（y和 z分别是0和90度）。
（b）结构振动引起的破坏 例如：地震强度过大，或者强度延性不足，结构的布置或者构造不合 理。
延性设计理念
3. 延性设计
桥梁结构体系中设置延性构件，桥梁在E2地震作用下，延性构件进入塑 性状态进行耗能，同时可以减小结构刚度，增大结构周期，达到减小地 震动响应的目的。
类型 Ⅰ
类型 Ⅱ
延性设计理念
规范中延性设计理念的体现
Midas 抗震分析前处理
2. 反应谱分析
MIDAS教程
PSC变截面箱梁施工阶段及PSC设计例题北京迈达斯技术有限公司2007年3月19日一、结构描述 (2)二、结构建模 (4)三、分步骤说明 (4)1、定义材料和截面特性 (4)2、建立上部梁单元并赋予单元截面属性 (7)3、定义结构组并赋予结构组单元信息 (11)4、定义边界组并定义边界条件 (12)5、定义荷载工况和荷载组 (13)6、定义施工阶段 (14)7、分阶段定义荷载信息 (14)8、分析及后处理查看 (20)9、按照JTG D62规范的要求对结构进行PSC设计 (21)PSC变截面箱梁施工阶段及PSC设计例题对于常规的PSC连续梁桥我们通常可以参考建模助手建立的模型，对于特殊的桥型或有特殊要求的结构我们需要按照一般方法建立有限元模型，施加边界和荷载进行分析。
这个例题主要说如何使用一般方法建立PSC连续梁桥并定义施工阶段进行施工阶段分析和按照JTG D62规范对结构进行设计验算。
一、结构描述这是一座50+60+50的三跨预应力混凝土连续箱梁桥，这里仅模拟其上部结构。
施工方法采用悬臂浇注，跨中截面和端部截面如图1所示。
图1-1跨中截面示意北京迈达斯技术有限公司技术资料——PSC变截面箱梁施工阶段分析及验算图1-2支座截面示意桥梁立面图如图2所示。
图2连续梁立面图图3钢束布置形状北京迈达斯技术有限公司技术资料——PSC变截面箱梁施工阶段分析及验算二、结构建模对于施工阶段分析模型，通常采用的建模方法是：1、定义材料和截面特性（包括混凝土收缩徐变函数定义）；2、建立上部梁单元并赋予单元截面属性；3、定义结构组并赋予结构组信息；4、建立边界组并定义边界条件；5、定义荷载工况和荷载组；6、定义施工阶段；7、分阶段定义荷载信息（分施工阶段荷载和成桥荷载两部分）；8、分析，分析完成后定义荷载组合进行后处理结果查看；9、定义设计验算参数按照JTG D62对结构进行长短期及承载能力验算。
下面就每个步骤分别详述如下——三、分步骤说明1、定义材料和截面特性本模型中涉及的材料包括混凝土主梁（C40）、预应力钢绞线（Strand1860）。
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]。
桥梁midas解读
单线铁路下承式栓焊支钢桁梁桥空间分析计算目录第一章计算资料 (1)第一节基本资料 (1)第二节计算内容 (1)第二章桁架梁桥空间模型 (2)第一节调整后的构件截面尺寸 (2)第二节空间模型 (3)第三章恒载和活载作用下竖向变形 (3)第一节恒载作用下的竖向变形 (4)第二节活载作用下的竖向变形 (4)第四章主力和各项附力单独作用下的受力 (5)第一节主力单独作用下的受力 (5)第二节横风荷载单独作用下的受力 (8)第三节制动力单独作用下的受力 (12)第五章主力和各项附力组合作用下的受力 (13)第一节主力和横向附力组合作用下的受力 (13)第二节主力和纵向附力组合作用下的受力 (17)第六章自振特性计算 (19)第一节一阶振型计算 (19)第二节二阶振型计算 (20)第三节三阶振型计算 (20)第四节四阶振型计算 (21)第五节五阶振型计算 (22)第七章总结 (22)第一章计算资料第一节基本资料1、设计规范：铁路桥涵设计基本规范（TB10002D1-2005），铁路桥梁钢结构设计规范（TB10002D2-2005）。
2、结构轮廓尺寸：计算跨度 L= 106.5m，钢梁分10个节间，节间长度 d=L/10=10.65 m，主桁高度 H=11d/8= 14.64 m，主桁中心距 B=5.75 m，纵梁中心距 b= 2.0m，纵联计算宽度 B0= 5.30 m，采用明桥面，双侧人行道。
3、材料：主桁杆件材料 Q345q，板厚≤40mm，高强度螺栓采用 40B，精致螺栓采用 BL3，支座铸件采用 ZG35Ⅱ,辊轴采用 35 号锻钢。
4、活载等级：中—活荷载。
5、恒载：结构自重根据实际计算，明桥面恒载、横向力、纵向力均按照《铁路桥涵设计基本规范（TB10002D1-2005）》6、连接：工厂采用焊接，工地采用高强度螺栓连接，人行道托架采用精致螺栓，栓径均为 22mm，孔径均为 23mm．高强度螺栓设计预拉力 P=200KN,抗滑移系数μ0=0.45。
midas civil 有效宽度比例系数
midas civil 有效宽度比例系数（原创实用版）目录1.MIDAS Civil 简介2.有效宽度比例系数的定义3.有效宽度比例系数的应用4.结论正文【1.MIDAS Civil 简介】MIDAS Civil 是一款广泛应用于土木工程领域的软件，主要用于结构分析和设计。
该软件提供各种工具和功能，帮助工程师进行结构计算、分析和可视化。
在 MIDAS Civil 中，有效宽度比例系数是一个重要的参数，影响着结构分析的准确性。
【2.有效宽度比例系数的定义】有效宽度比例系数是用于描述结构梁在弯曲时，实际承受弯矩的宽度与梁的计算宽度之比。
在 MIDAS Civil 中，这个系数通常用符号α表示。
有效宽度比例系数的计算公式为：α = (I_z / I_y) * (d / r)，其中 I_z 和 I_y 分别为梁在 z 方向和 y 方向的惯性矩，d 为梁的计算宽度，r 为梁的半径。
【3.有效宽度比例系数的应用】有效宽度比例系数在 MIDAS Civil 中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：（1）计算钢筋混凝土梁的抗弯强度：在钢筋混凝土梁的设计中，有效宽度比例系数是计算梁抗弯强度的重要参数。
根据规范要求，对于钢筋混凝土梁，其有效宽度比例系数应满足一定的要求，以保证结构的安全性。
（2）计算简支梁的挠度：在简支梁的计算中，有效宽度比例系数会影响到梁的挠度。
对于不同的梁型，其有效宽度比例系数会有所不同，因此在计算挠度时需要考虑这一参数。
（3）分析连续梁的稳定性：在连续梁的分析中，有效宽度比例系数会影响到梁的稳定性。
当梁的有效宽度比例系数较小时，梁的稳定性较差，容易发生屈曲。
【4.结论】在 MIDAS Civil 中，有效宽度比例系数是一个重要的参数，影响着结构分析的准确性。
桥博和midas考虑有效分布宽度的快速输入方法-图文
桥博和midas考虑有效分布宽度的快速输入方法-图文在桥博和mida中，考虑有效分布宽度的属输入都不是很轻松的事情，桥博要求输入上下翼缘的有效宽度，mida的非内嵌截面要求输入有效截面相对原截面的惯性矩折减系数；相对来说，桥博数据较直接、简单方便；mida数据较底层，麻烦、数据处理量较大；但即使是使用桥博，有效分布宽度的处理也是件工作量很大的工作；老任利用朋友们开发的cad小工具软件，总结出一套有效宽度处理的方法，相对比较方便快捷；下面以一个例子的方式介绍一下这种方法的操作过程和工具软件；这个过程的总体思路是：第一步、在cad中使用y某kd程序计算出翼缘的折减后宽度曲线，并使用程序将该曲线坐标输出到e某cel中，计算得到折减系数沿跨长的分布函数；第二步、使用桥博通用截面拟合功能输入截面有效宽度；第三步：对于使用mida程序，可先使用进行第一步、第二步得到桥博模型，然后按一次落架方式计算，再使用报表输出原截面和有效截面的截面特性，得到惯性矩折减系数；例子为计算跨径34.35+48+34.35m的变截面连续箱梁，翼缘悬臂2.5m内,标准断面上缘箱室净宽6.073m；下缘净宽5.763m；梁端至边支座中心线距离为0.55m；2、计算有效分布宽度系数为简单起见，全桥的翼缘计算宽度统一取标准断面的翼缘实际宽度，不考虑由于腹板加宽造成的翼缘宽度差异；工程上，类似取舍造成的误差微乎其微；计算有效分布宽度使用张文锋工程师开发的lip程序--y某kd，该程序在程序编制的过程中，笔者对张树仁推荐的有效分布宽度折减系数回归方程进行了计算研究，发现p表达式值相对规范表格值误差较大，最大达到20%左右；这个误差可能无法接受，因此未采用该公式；经过检索文献，发现桂林工学院景天虎拟合公式较为合理，该公式为：y某kd数据采用了该公式。
加载后操作如下：命令:Y某KD请选择结构类型[(T梁或工型截面梁)T/(箱梁)B]:请选择结构体系[(简直梁)J/(连续梁)L/(悬臂梁)某]:输入梁的计算跨径(形如:A+N某B+C):34.35+48+34.35输入理论跨径范围以外的一端附加长度(若两端不等,取最大)<0>:0.55选择有效宽度分布图的插入点:>>选择有效宽度分布图的插入点:指定第一个翼缘实际宽度:3.037指定下一个翼缘实际宽度:2.5程序执行完毕后，会自动以多义线的方式在cad中绘制出实际翼缘宽度对应的折减后翼缘宽度曲线，如下图所示：接下来，我们把y某kd程序得到的有效宽度输出到cad中；这个功能需要使用lip程序---将多义线坐标输出到e某cel中，我使用的是g1--我同济院同事吕世军高工开发的；其本意用于钢束坐标处理，被我挪用在这里，可也算是活学活用了；第一步，使用uc命令将坐标原点设到桥博模型的零点处；第二步：输入命令g1：命令:g1某某某《钢束工具1》某某某A-输出文本,B-输出E某cel:b请输入小数点位数:3命令:选取PLINE多义线...选择对象:找到1个完毕后，程序自动启动e某cel，生成下图数据：接下来，我们在e某cel对y坐标进行处理，因为这里的y坐标是翼缘考虑折减后的宽度，我们在桥博的通用截面拟合中为保证数据的合理性，需要使用折减系数；因此，我们统一对此列除于实际宽度宽度，得到折减系数，如下图：其实如果程序支持直接输出折减系数曲线，这个过程是多余的，我一直让张工改写一下，支持该参数输出，可张工太忙！其他翼缘宽度如以上过程，依次处理数据；3、使用桥博通用截面工具输入上下缘的有效分布宽度桥博的通用截面拟合工具支持截面数据和有效分布宽度数据分离输入，所以在使用这个功能你可以和截面脚本一起使用，你也可以先使用程序自带参数截面、cad导入截面或者快速编辑器的方法先输入截面数据，然后使用通用截面拟合的方式单独输入有效分布宽度，在这里，为简单起见，我单独输入有效分布宽度，参数如下：B:箱室顶缘全宽；B1：外悬臂实际翼缘宽度;B2：底缘实际全度Fb：腹板在顶缘的映射宽度（斜投影），即水平宽度；P1:外悬臂实际翼缘宽度对应折减系数；P2：箱室内腔顶缘实际宽度对应折减系数；P2：箱室内腔底缘实际宽度对应折减系数；界面如下图：Section0.Top=B1某p1某2+(B-2某B1-2某Fb)某p2+2某Fb;//上缘有效了宽度Section0.Bottom=(B2-2某Fb)某p3+2某Fb;;//下缘有效了宽度依次将构造参数值填入，将之前在e某cel中的处理得到P1、P2、P3复制粘贴到截面拟合中的参数表中，点击“生成截面输入”，完毕；4、mida考虑有效宽度的惯性矩折减系数mida因为需要用户直接输入有效截面惯性矩折减系数，这个非常底层的数据处理方法对用户来说，是非常不人道的！这也是我经常批评mida方不懂设计的原因；很多用户为简单起见，直接拿有效宽度的折减系数输入到mida中，这种取舍造成的误差就不是微乎其微的了，这是完全错误的做法。
Midas各种边界条件比较
Midas各种边界条件比拟Midas的提供的边界条件非常多，而且各有用途，初学Midas的朋友们都想看看到底不同边界条件之间有什么区别，下面在Midas帮助文件选取下来的，只是作一个比拟，各种边界条件的具体使用参照MIDAS帮助文件。
1.定义一般弹性支承类型SDx-SDy整体坐标系X轴方向和Y轴方向(或已定义的节点局部坐标系x方向和y方向)的相关弹性支承刚度。
注一般弹性支承通常用于反映桩的支承刚度，结构分析时可以考虑与各个自由度有关的桩支承刚度。
在典型的建筑结构中，分析模型不包括桩根底。
而是假定在根底底面或桩帽处存在弹性边界。
下面的通用刚度给出了桩单元的实际刚度。
对斜桩，用节点局部坐标轴计算斜向的刚度。
2.一般弹性支承分配定义的一般弹性支撑类型，或输入节点通用刚度矩阵(6×6)。
其中包括选定的节点在整体坐标系或节点局部坐标系内各自由度之间相关的刚度，也可以替换或删除先前定义的弹性支承刚度SDxSDySDzSRxSRySRz注在一般弹性支承类型对话框中，上述6个弹性支承刚度值只表示6 x 6阶刚度矩阵中的6个对角线刚度值。
实际分配给节点的刚度值为6 x 6阶刚度。
3.面弹性支承输入平面或实体单元单位支承面上的弹簧刚度形成弹性支承。
并可同时形成弹性连接的单元。
该功能主要用于在根底或地下结构分析中考虑地基的弹性支承条件。
弹性连接长度：弹性连接单元的长度。
该数据对分析结果没有影响，只是为在分析中定义一个内部矢量。
只受拉，只受压：选中选项指定弹性连接为只受拉或只受压单元。
4.弹性连接形成或删除弹性连接。
由用户定义弹性连接与其弹性连接的两个节点。
SDxSDySDzSRxSRySRz。
5.一般连接特性值建立、修改或删除非线性连接的特性值。
一般连接功能应用于建立减隔振装置、只受拉/受压单元、塑性铰、弹性支撑等模型。
一般连接可利用弹簧的特性，赋予线性或非线性的特性。
一般连接的作用类型分为单元类型和内力类型。
midas桥梁荟-1
4. 截面抗剪钢筋输入要点
图 4.2 腹板竖筋输入示意图
（1）间距：输入竖向预应力钢筋的间距，同 D62-2004 式 6.3.3-3 中 Sv。 （2）角度：输入竖向预应力钢筋的角度（默认 90°）。 （3）Ap：同 D62-2004 式 6.3.3-3 中 nApv（一个间距内所有竖向预应力钢筋的截面面积）。 （4）Pe：竖向预应力钢筋扣除预应力损失后的有效预应力σ’pe×Ap，即扣除预应力损失后的有效预拉力 （图示数据未计损失） （5）竖向预应力钢筋效应折减系数：同 D62-2004 式 6.3.3-3 中的系数 0.6。
（3）验算用厚度（所有）：箱形截面所有腹板厚度乊和（分别对应 Z1、Z2、Z3 基准线处的腹板厚度乊和）， 对应 D62-04 式 5.2.9 和 5.2.10 中的 b 值和式 5.5.3 中的 b 值，剪力计算时调叏的 b 值。
3． T 形截面和 I 形截面
（1）“设计参数”中： 对亍 T 形截面： 对亍 I 形截面
目弽
01. 材料和截面定义中“板对齐”的设置……………………………………………… 唐晓东[01] 02. 如何近似完成发截面柱的设计………………………………………………………... 唐晓东[02] 03. 设计用数值截面…………………………………………………………………………… 唐晓东[03] 04. 截面“抗剪钢筋”输入要点 …………………………………………………………. 唐晓东[09] 05. 一致质量和集中质量的区别…………………………………………………………… 胡美[13] 06. 弯矩曲率曲线………………………………………………………………………………. 胡美[14] 07. psc 设计结果问题……..………………………………………………………………….. 胡美[19] 08. 柱子屈服问题……………………………………………………………………………… 胡美[22] 09. 自重作用下对称结构结果丌对称 …………………………………………………… 胡美[25] 10. 虚拟梁的运用……………………………………………………………………………… 胡美[28] 11. psc 验算弯矩不梁单元内力图中弯矩丌致……………………………………… 范菊[33] 12. 斜截面抗剪验算抗力为零……………………………………………………………… 范菊[36]
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针对实际中剪力滞效应，提出了有效宽度的概念：即将翼缘实际宽度按某个 系数或者某种规律折减为计算宽度，使折减后的宽度按初等梁理论算得的应力
值和实际的峰值接近，以确保结构的安全。
01 概念及规定
04规范规定
01 概念及规定
01 概念及规定
新规范总校稿规定
2 影响系数计算及程序设置
02 影响系数计算及程序设置
FEA实体模型—顶板应力实际分布
实体考虑有效宽度结果
CONTENTS
1
概
计算剪力滞效应可行性
谢谢您的聆听
2017-4
2.310
2.374 SUM
1.634
1.634
3.774
3.879 23.081
FEA实体模型—底板应力实际分布
实体考虑有效宽度结果
03 计算剪力滞效应可行性
0 2.5米悬臂边缘 -2 -4 -6 腹板处值 1.804 1.804 1.906 1.906 1.925 1.925 1.91 1.91
Sig-xx(总和) (N/mm^2)
2.103 2.103 26.733
底板拉应力
2.6 2.4 2.2 2 1.8 腹板3 腹板处值 2.465 2.334 2.334 2.310
单梁结果
有效宽度（m） 1.634 1.634 1.634 1.634 4.028 3.813 3.813 3.774
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桥梁专业微讲堂
题目：有效宽度理解及应用 主讲人：田亚宁
CONTENTS
1
概念及规范
有效宽度概念
04规范计算规定 新规范计算规定
2
影响系数计算及程序设置
影响系数计算 程序中两种实现方式
3
计算剪力滞效应可行性
实体模型顶底板应力图
考虑有效宽度应力
1概念及规定
01 概念及规定
影响系数计算
计算步骤：
A：划分腹板两侧的翼缘的实际宽度bi； B：计算翼缘有效宽度的计算系数ρ f、ρ s； C：计算有效宽度bmi； D：计算bmi相关的截面特性值 Iyy；
02 影响系数计算及程序设置
坐标 hc 2-I 3-I 4-I 5-I 6-I 7-I 8-I 9-I 10-I 11-I 12-I 13-I 14-I 15-I 16-I 17-I 17-J 18-J 0.651 1.5 4 6.62 9.24 11.86 14.48 17.1 17.2 17.7 17.8 20.43 23.06 25.69 28.32 30.95 33.45 34.95 1.075 1.075 1.119 1.119 1.119 1.119 1.119 1.119 1.119 1.119 1.119 1.119 1.119 1.119 1.119 1.119 1.075 1.075 原截面 Iyy 8.003 8.003 6.484 6.484 6.484 6.484 6.484 6.484 6.484 6.484 6.484 6.484 6.484 6.484 6.484 6.484 8.003 8.003 7.771 7.819 6.374 6.374 6.374 6.374 6.374 6.374 6.374 6.374 6.374 6.374 6.374 6.374 6.374 6.374 7.843 7.771 0.971 0.977 0.983 0.983 0.983 0.983 0.983 0.983 0.983 0.983 0.983 0.983 0.983 0.983 0.983 0.983 0.980 0.971 换算后Iyy 刚度调整系数 czp 0.938 0.934 0.886 0.886 0.886 0.886 0.886 0.886 0.886 0.886 0.886 0.886 0.886 0.886 0.886 0.886 0.934 0.938 换算后 czm 1.062 1.066 1.114 1.114 1.114 1.114 1.114 1.114 1.114 1.114 1.114 1.114 1.114 1.114 1.114 1.114 1.066 1.062
顶板压应力
腹板4 2米悬臂边缘
单元 11
荷载 MVmax中载My9
截面 位置 Pos-1
Sig-xx(总和) (N/mm^2) -1.381
11
MVmax中载My9
SUM
Pos-2
-1.381
-23.760
单梁结果
有效宽度（m） 2.316 1.634 1.634 1.634 1.634 1.634 1.634 1.919 SUM 4.178 2.948 3.114 3.114 3.145 3.145 3.121 3.665 26.432
Part
02 影响系数计算及程序设置
程序设置
第一种方法：
结构—PSC桥梁建模助手 —有效宽度
注意：需要定义跨度信息 只能计算对称结构
02 影响系数计算及程序设置
第二种：
边界 —有效宽度
表格输入手算参数 适用于对称和不对称结构。
3 计算剪力滞效应可行性
03 计算剪力滞效应可行性
单元 11 11 静力荷载工况 MVmax中载 MVmax中载 SUM 截面位置 Pos-3 Pos-4