MIDAS结构现浇支架案例建模过程
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桥梁分析建模
KS, Korean Industrial Standards
JIS, Japanese Industrial Standards
AISC, American Industrial of Steel Construction
DIN, Deutsches Institut für Normung e.V.
对话框的材料编号自动增加功能。
步骤1和步骤2的顺序
可以颠倒。若未定义材 料数据而输入单元的 话，材料会自动被赋予 编号1。
不考虑材料数据，以任意的材料编号输入单元后，再对相应材料进行变更的方法
1. 点击 材料输入材料的数据。 2. 以任意的材料编号输入单元。 3. 使用视图>选择功能对欲修改单元的材料编号进行选择。 4. 使用模型>单元>修改单元参数菜单或 修改单元参数 赋予其新的
模型的建立
输入节点和单元
MIDAS/Civil导入了CAD程序的大部分功能，可以像画图一样非常容易地建立节 点和单元。
参考例题1中的[使用
节点和单元建模]可以帮 助理解。
MIDAS/Civil在输入单元时主要使用以下两种方法。 先输入节点，再利用输入的节点输入单元的方法 使用栅格同时输入节点和单元的方法
模型表单 功能目录列表
节点输入工具条
单元输入工具条
材料荷载面特性工具条
整体坐标 局部坐标
快速查询
输入节点和单元时各种功能的导入环境
在对话框输入距离、坐标、矢量、节点序号时，尽管可以用键盘直接输入数据， 但使用鼠标在操作窗口指定距离或位置会更为有效。使用鼠标时先点击输入栏使 其变为淡绿色之后，再在模型窗口对相应数据进行指定。(鼠标编辑功能)
工具条的位置可以根
迈达斯midascivil 梁格法建模实例
北京迈达斯技术有限公司目录概要 (2)设置操作环境........................................................................................................... 错误!未定义书签。
定义材料和截面....................................................................................................... 错误!未定义书签。
建立结构模型........................................................................................................... 错误!未定义书签。
PSC截面钢筋输入 ................................................................................................... 错误!未定义书签。
输入荷载 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。
定义施工阶段. (59)输入移动荷载数据................................................................................................... 错误!未定义书签。
输入支座沉降........................................................................................................... 错误!未定义书签。
Midas_civil临时支架计算演示幻灯片
1 节点坐标 输入
2 选择材料及 截面
3
由已建节点 连接单元
11
模型建立
节点及单元的建立
最初只需关键节点
与单元，然后细分 单元，细分单元可 以提高计算精度。
1 选择单元类型
但注意单元过细将 增加不必要的计算 量，该模型单元长 度在1－2m。
2
选择分割方式
单元细分路径： 模 型—单元—分割
12
路径：模型—材料和截面
特性—材料
1
2
在设计类型中选择钢材
在钢材中选择规范，并在 数据库中选择钢材类型。
GB03代表钢结构设计 规范 GB 50017-2003
该模型中选择钢材为 Q235
8
模型建立
输入截面特性
路径：模型—材料和截面 特性—截面。
截面数据输入框中有多种 输入方式，这里采用数据 库/用户。
提供梁 段安装 平台
提高悬 臂施工 稳定性
南京长江三桥
3
上海长江大桥临时支架midas实例
1.工程概况 2.模型建立
材料属性 截面特性 节点与单元 边界条件
3.静力荷载工况分析 4.屈曲分析 5.结果查看及验算
支架强度及刚度验算 支架整体及构件稳定验算 连接件强度验算
4
工程概况
14
静荷载工况分析
荷载定义
路径：荷载—自重
模型自重程序会自动 通过截面及材料容重 计算，只需添加自重 作用方向
支架顶部梁段重量， 可以采用节点荷载定 义
注意：为了方便定 义节点荷载，在节点 建立阶段需要在荷载 作用位置建立节点
选择荷载工 况名称
自重作用方向
输入荷载量值
15
屈曲分析
Midas建模.doc
Midas建模建立新项目，命名和保存定义单元系统，自定义相应的工具栏，并确定结构类型。
该模型位于整个坐标系的x-z平面上，即X方向是杆系的长度方向，Z方向是垂直方向。
定义材料和截面向“材料”工具栏添加材料包括规格类型和数据库。
在“节”工具栏中选择适当的节类型。
输入节点和单元格在“材料”工具栏中的“添加材料”中定义材料和截面，包括规格类型和数据库。
在“节”工具栏中选择适当的节类型。
输入节点和单位也可以在x中的工具->位置系统中设置，如下图所示:2。
定义材料和横截面定义材料->特性->材料特征值->材料横截面，因为它是铁路桥，我们的材料规格选择tb05 (RC)-tb10002.3-2。
定义材料和横截面定义材料->特性->材料特征值->材料横截面，因为它是一座铁路桥。
因此，在我们的材料规范中，有许多选择TB05(钢筋混凝土)-TB 10002.3:截面定义的方法。
我们可以在数据库中调用截面(标准型钢)，由用户定义，直接输入截面特征值的数值形式，并将现有截面导入其他模型。
参照附图，对于有坡率的桥墩，可通过将变截面转换成变截面组来实现。
可变横截面的增加:进入添加节、更改节的界面，将相应的单元导入I端和j端；并命名(注意:每个区段的区段号不能相同)。
可变横截面组是可变横截面分配单元。
进入模型窗口，将完成的变量横截面拖动到相应的单位。
可变横截面设置:特征→截面特征值→添加→可变截面→输入i.j .截面数据可变截面组设置:单位→可变截面组→在单位列表中选择需要被赋予可变截面特征的单位，并输入组名(只要你记得清楚，不要重复其他可变截面组的名称，就可以随意输入)3。
建立节点:首先，应当理解，节点是有限元模型的最基本单元，节点不代表任何实际的桥梁结构，而仅用于确定构件的位置。
可以通过捕捉网格网络、输入坐标、复制现有节点、划分现有节点等方法来创建节点。
此外，程序会在复制单元时自动生成构成单元的节点。
碗扣式钢管模板支撑架结构及Midas建模计算
五、模型建立及计算
1、建立模型
面板受弯，采用板单元；次楞、主楞为受弯构件，采用梁单元； 立杆、横杆和斜杆为弯拉、压构件，也采用梁单元；钢管杆件之间 连接均采用共节点连接；方木次楞与钢管主楞之间连接采用弹性连 接；立杆底部节点约束x、y、z三向平动。建立模型如下图：
1仓顶板模板支撑架实际结构
1仓顶板模板支撑架实际结构
下碗扣、横杆接头、斜杆接头：材质为碳素铸钢，下碗扣组焊后的 剪切强度不应小于60KN，横杆接头剪切强度不应小于50KN，横杆接 头焊接剪切强度不应小于25KN；
2、截面、力学特性 钢材的力学性质及截面特性见下表，强度设计值为强度验算的 依据，截面特性为计算时运用的参数，也反映了材料的力学性能。
三、模板支撑架结构与受力
c.本例中立杆稳定性验算 从图中可知单根立杆的最大轴向力N为23.22KN，立杆稳定性 满足要求需要满足 N/(Ψ A)＜f
根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范JGJ166-2008》 5.1.7条立杆的截面积A=4.89cm2，回转半径i=1.58cm；根据5.6.3 条立杆的计算长度l0=h+2a=0.9+2×0.6=2.1m。 计算长细比λ =l0/i=133＜230（立杆的最大允许长细比，规范 5.1.4条），根据上述规范附录E，查得稳定系数Ψ =0.381。
碗扣式钢管模板支撑架 结构及Midas建模计算
一、结构基本介绍
1、碗扣式钢管脚手架分类 碗扣式钢管脚手架分为两类：双排脚手架和模板支撑架。 （1）双排脚手架即狭义的脚手架，是由内外两排立杆及大、小 横杆、斜杆等构配件组成的脚手架，主要承受的荷载是人员、施 工机具及设备、小型材料堆放等荷载，荷载通过脚手板传递给立 杆，立杆受力是偏心受压。 （2）模板支撑架即施工时所讲的支架，是由多排立杆及横杆、 斜杆等构配件组成的支撑架，主要承受的荷载是上部现浇混凝土 结构自重及其他施工荷载，荷载通过可调顶托传递给立杆，立杆 受力是轴心受压。 以下所讲的内容都是以模板支撑架为主进行介绍的，双排脚 手架可以参考。
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 梁格法建模实例
北京迈达斯技术有限公司目录概要 (3)设置操作环境.................................................. 错误！未定义书签。
定义材料和截面................................................ 错误！未定义书签。
建立结构模型.................................................. 错误！未定义书签。
PSC截面钢筋输入............................................... 错误！未定义书签。
输入荷载...................................................... 错误！未定义书签。
定义施工阶段 (61)输入移动荷载数据.............................................. 错误！未定义书签。
输入支座沉降.................................................. 错误！未定义书签。
运行结构分析.................................................. 错误！未定义书签。
查看分析结果.................................................. 错误！未定义书签。
PSC设计....................................................... 错误！未定义书签。
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。
本例题中的桥梁模型如图1所示为一三跨的连续梁桥，每跨均为32m。
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MIDAS结构技术之预应力钢筋混凝土箱梁现浇支架例题一、项目简介某工程32m现浇简支梁全长32.6m，计算跨度31.1m，截面中心梁高3.05m，梁顶宽为12m，梁底宽5.5m，墩高9.85m，每片梁重836.8t。
箱梁正视图、断面图分别如图1.1、1.2所示。
图1.1 简支箱梁正视图图1.2 简支箱梁断面图现浇支架采用钢管柱+分配梁+贝雷梁结构体系，采用φ530x10钢管做受力支柱，单层贝雷片做受力纵梁。
为便于卸落支架，在钢管顶部设置一道砂筒（砂筒高为650mm），砂箱上采用2I45a作传力分配梁，贝雷片直接放置在2I45a分配梁上，贝雷片顶部I12.6分配梁，设置位置随侧模竖肋桁片，底模及侧模采用加工好的定型钢模，内模采用竹胶板和小方木构成的木模。
支架布置如图1.3、1.4所示。
对于本工程32.6m简支箱梁施工，由于地基条件较差、墩身高度受限，拟采用单层贝雷梁+分配梁+钢管柱结构支撑体系，中部支承采用斜柱。
图1.3 简支箱梁支架布置正视图图1.4 简支箱梁支架布置断面图设计参数如表1.1、1.2所示，荷载信息如表1.3所示。
表1.1 材料设计参数表表1.2 钢材设计强度值（N/mm2）表1.3 单片贝雷梁荷载信息统计表说明：1、考虑最不利荷载分担，翼缘板、腹板及中箱室区域的单片贝雷梁分别承担上部荷载的1/2、1/2、1/3，即计算单片贝雷梁荷载时，n取值分别为2、2、3；二、操作流程1、材料属性定义1.运行midas CIVIL；2.点击新建，打开新建项目；3.点击工具-单位系，对话框如右图2.1所示，单位系统选N、mm，其余保持默认值；4.点击确认；图2.15.主菜单选择特性-材料特性值，点击添加，弹出材料数据对话框如图2.2所示，材料号：1 名称：16Mn设计类型：用户定义规范：无弹性模量：2.06e+005（N/mm^2）泊松比：0.3线膨胀系数：1.2e-005（1/[C]）容重：9.83e-005（N/mm^3）（适用）注意：此处对16Mn钢材的容重进行调整，是基于成片贝雷梁模型自重与实际自重不一致的原因，调整容重后，成片贝雷梁模型自重与实际自重一致。
材料号：2 设计类型：钢材规范：GB03（S）数据库：Q235 （适用）材料号：3 设计类型：钢材规范：GB03（S）数据库：Q345 （确认）图2.22、截面属性定义1.菜单选择特性-截面特性值，点击添加，弹出截面数据对话框如图2.3所示，截面号：1 截面类型：双槽钢截面名称：弦杆选择用户定义，数据库名称：GB-YB05截面名称：C 10.0C：80（mm）（适用）截面号：2 截面类型：工字形截面名称：斜腹杆选择用户定义H：80（mm）B1：50 tw：4.5 tf1：6.5 B2：50tf2：6.5 r1：6 r2：2.5 （适用）截面号：3 截面类型：工字形截面名称：直腹杆选择用户定义H：80（mm）B1：50 tw：4.5 tf1：6.5 B2：50tf2：6.5 r1：6 r2：2.5 （适用）截面号：4 截面类型：角钢名称：L70x5选择数据库定义，数据库名称：GB-YB截面名称：L70x5 （适用）2.截面特性计算器的使用双拼I45a工字钢截面采用cad建立（图25），利用midas-civil的截面特性计算器导入。
点击菜单栏工具，打开截面特性计算器（图2.6），点击OK（图2.7），点击File，点击Import，点击AutoCAD DXF（图2.8），DXF File Name选择cad DXF文件存储路径，点击OK（图2.9）。
点击菜单Model，点击Section，点击Generate（图2.10），Type选择Plane，勾选Calculate Properties Now，在图形窗口框选截面，点击Apply（图2.11）。
点击菜单Model，点击Section，点击Export，File Name选择截面文件存储路径并命名截面导出文件名，选择MIDAS Section File，在图形窗口框选截面，点击Apply，生成sec后缀截面文件。
截面数据对话框，点击数值，选择任意截面（图2.12）截面号：5 截面类型：任意截面名称：2I45a点击从SPC导入，选择上一步存储的sec后缀截面文件，点击打开，导入截面信息（适用）图2.3 图2.4 图2.5图2.6图2.7 图2.8 图2.9图2.10 图2.11图2.12 图2.13 图2.143.截面号：6 截面类型：管型截面名称：P 530x10（图2.13）选择数据库，数据库名称：GB-YB05截面名称：P 530x10 （适用）截面号：7 截面类型：管型截面名称：P 299x8选择数据库，数据库名称：GB-YB05截面名称：P 299x8 （适用）截面号：8 截面类型：管型截面名称：P 168x5选择数据库，数据库名称：GB-YB05截面名称：P 168x5 （适用）截面数据对话框，点击数值，选择任意截面（图2.14，采用截面特性计算器生成sec截面文件导入）截面号：9 截面类型：任意截面名称：加强腹杆点击从SPC导入，选择存储的加强腹杆sec后缀截面文件，点击打开，导入截面信息（适用）4.至此，所有截面属性定义完成，包括贝雷梁弦杆、斜腹杆、直腹杆，分配梁2I45a，钢管支架等，如图2.15所示。
图2.153、几何模型建立1.点击菜单栏节点/单元，点击建立节点（图2.16），坐标0，0，0 点击适用坐标90，0，0 点击适用坐标795，0，0 点击适用坐标1500，0，0 点击适用坐标2205，0，0 点击适用坐标2910，0，0 点击适用坐标3000，0，0 点击适用点击移动复制，形式选择复制；等间距0，0，110；在图形区选择节点2、6，点击适用间距0，0，700；在图形区选择节点2、4、6，点击适用间距0，0，1290；在图形区选择节点2，6，点击适用间距0，0，1400；在图形区选择节点1~7，点击适用形成节点如图2.17所示。
图2.16 图2.172.点击建立单元，单元类型一般梁/变截面梁，材料名称1：16Mn，截面名称1：弦杆，交叉分割勾选节点、单元（图2.18），节点连接1，7（点击图形区节点1、7，下同）；节点连接15，21截面名称2：斜弦杆，交叉分割勾选节点、单元，节点连接10，17；节点连接10，3；节点连接17，11；节点连接3，11；节点连接11，19；节点连接11，5；节点连接19，12；节点连接5，12截面名称3：直弦杆，交叉分割勾选节点、单元，节点连接2，16；节点连接4，18；节点连接6，203.单元坐标轴方向调整点击修改参数（图2.19），参数类型单元坐标轴方向，Beta角：90，选择截面类型斜腹杆、直腹杆所有单元，点击适用。
图2.18 图2.194.顺桥向贝雷梁复制点击单元移动复制，形式复制，等间距3000，0，0，复制次数9，交叉分割勾选节点、单元，勾选复制节点属性、复制单元属性，点击适用（图2.20）5.贝雷片间销轴连接的约束释放菜单栏点击边界，点击释放梁端约束，类型相对值，i-节点不勾选，j-节点勾选My，选择各片贝雷梁最右端弦杆，点击适用（图2.21）图2.20 图2.216.菜单栏点击节点/单元，点击移动复制，等间距0，900，0，复制次数2，点击全选图标（），勾选复制节点属性、复制单元属性，点击适用等间距0，300，0，复制次数1，图形区框选横桥向最右侧一排贝雷梁，勾选复制节点属性、复制单元属性，点击适用；以此类推，建立上部贝雷梁整体模型（图2.22）图2.227.分配梁上方直腹杆加强点击修改参数，参数类型选择截面号，形式名称9：加强腹杆，选择分配梁上方直腹杆，点击适用（图2.23）图2.238.建立贝雷梁间连接片点击建立单元，材料名称2：Q235，截面名称4：L70x5，依据设计图建立贝雷梁间的连接片（图2.24）。
菜单栏点击边界，点击释放梁端约束，类型相对值，点击铰-铰，选择所有连接片，点击适用图2.249.分配梁建立分配梁为2I45a双拼工字钢，分配梁形心位置较之贝雷梁下弦形心低275mm。
点击单元复制移动，形式复制，等间距0，0，-275，图形区框选分配梁对应上方贝雷梁下弦节点，点击适用（图2.25）图2.25点击建立单元，材料名称3：Q345，截面名称5：2I45a，交叉分割勾选节点、单元，节点连接选择各分配梁首尾节点，建立分配梁（图2.26）。
图2.2610.钢管支架建立点击菜单栏节点/单元，点击建立节点（钢管柱底部节点）坐标90，1200，-8125 点击适用坐标90，4800，-8125 点击适用坐标90，8400，-8125 点击适用点击移动复制，形式选择复制；等间距0，0，1925；在图形区选择钢管柱底部节点，点击适用点击移动复制，形式选择复制；等间距0，0，3425；在图形区选择钢管柱底部节点，点击适用点击移动复制，形式选择复制；等间距0，0，4925；在图形区选择钢管柱底部节点，点击适用点击移动复制，形式选择复制；等间距0，0，6850；在图形区选择钢管柱底部节点，点击适用点击建立单元，材料名称3：Q345，截面名称6：P 530x10，交叉分割勾选节点、单元，节点连接在图形区点击钢管柱顶、底部节点，建立钢管柱截面名称6：P 168x5，交叉分割勾选节点、单元，节点连接在图形区点击腹杆节点，建立钢管柱间腹杆以此类推，建立斜支撑钢管柱、横梁及腹杆点击单元镜像，形式复制，镜像平面选择y-z平面，x取14250mm，交叉分割勾选节点、单元，勾选复制节点属性、复制单元属性，选择左侧钢管柱支架，点击适用（图2.27），至此几何模型建立完成（图2.28）图2.27图2.284、边界荷载设置1.边界设置点击边界，点击边界条件，选择添加，支承条件类型勾选D-ALL，图形区选择钢管柱底部节点，点击适用（图2.29）。
图2.292.弹性连接设置点击节点移动复制，形式复制，等间距0，0，1000，勾选在交叉点分割单元，选择钢管柱顶部节点（图2.30），点击适用。
图2.30分配梁形心位于两片贝雷梁交接处时（图 2.31），顺桥向左右复制分配梁节点，与上部贝雷梁下弦节点竖直向对应。
点击弹性连接，类型刚性，逐个点击此处分配梁节点与两侧节点，并适用，建立刚性连接。
图2.31点击弹性连接，类型一般，SDx输入5kN/mm，SDy输入5kN/mm，SDz输入99999999kN/mm，分别点击钢管柱顶部节点及其竖向对应的分配梁节点、分配梁节点及其竖向对应的贝雷梁下弦节点，并适用，建立钢管柱与分配梁、分配梁与贝雷梁间的联系。
3.荷载工况设置点击荷载，点击静力荷载工况，分别输入图2.32所示工况类型。