任意表面荷载加载 - 360文档中心

SAP2000功能介绍

SAP2000功能介绍SAP2000中文版是一个集成化的通用结构分析与设计软件。

它可以对建筑结构、工业建筑、桥梁、管道、大坝等不同体系类型的结构进行分析和设计，也可以根据需要完成世界大多数国家和地区的结构规范设计。

SAP2000中文版软件集成化的特性还体现在集成化的软件环境，也就是结构建模、分析和设计的所有工作都是在同一界面中完成的，并且所有的数据都是在同一数据库中进行的，不需要数据的相互传输。

SAP2000中文版的界面是一个标准的Windows界面系统，历史由来SAP2000是由美国Computer and Structures Inc.（CSI）公司开发研制的通用结构分析与设计软件。

SAP2000已有近四十年的发展历史，是美国乃至全球公认的结构分析计算程序，在世界范围内广泛应用。

美国CSI公司是由Wilson教授的学生Ashraf总裁于1978年创建的，CSI公司的大部分技术开发人员都是Wilson教授的学生，并且Wilson教授也是CSI公司的高级技术发展顾问，CSI公司的产品都是缘于Wilson教授及其学生在四十多年来对结构工程有限元分析领域内的研究，并且得到了来自全球数十万工程师用户持续不断的使用和建议，凭借SAP2000、ETABS、SAFE等高质量的软件产品，现在CSI公司已经成为这个领域的业界翘楚，其行业优势地位得到了全球的公认。

SAP2000是由SAP5、SAP80、SAP90发展而来的。

1969年美国加州大学Berkeley分校的Wilson教授发布了第一个SAP程序，这是基于小型机的，SAP是“Structural Analysis Program”首字母的缩写。

从此，SAP就成为了结构有限元分析的代名词。

1963年在加州大学Berkeley分校，Wilson教授和Clough教授为了教授结构静力与动力分析而开发了SMIS（Symbolic Matrix Interpretive System），其目的是为了弥补在传统手工计算方法和结构分析矩阵法之间的隔阂，这个FORTRAN程序是免费分发的，被许多大学采用，其最终版本是CAL91，直至今日，它仍在许多大学被用来教授现代结构分析课程。

midas时程荷载工况中几个选项的说明

midas时程荷载工况中几个选项的说明时程荷载工况中几个选项的说明动力方程式如下：在做时程分析时，所有选项的设置都与动力方程中各项的构成和方程的求解方法有关，所以在学习时程分析时，应时刻联想动力方程的构成，这样有助于理解各选项的设置。

另外，正如哲学家所言：运动是绝对的，静止是相对的。

静力分析方程同样可由动力方程中简化(去掉加速度、速度项，位移项和荷载项去掉时间参数)。

0.几个概念自由振动: 指动力方程中P(t)=0的情况。

P(t)不为零时的振动为强迫振动。

无阻尼振动: 指[C]=0的情况。

无阻尼自由振动: 指[C]=0且P(t)=0的情况。

无阻尼自由振动方程就是特征值分析方程。

简谐荷载: P(t)可用简谐函数表示，简谐荷载作用下的振动为简谐振动。

非简谐周期荷载: P(t)为周期性荷载，但是无法用简谐函数表示，如动水压力。

任意荷载: P(t)为随机荷载(无规律)，如地震作用。

随机荷载作用下的振动为随机振动。

冲击荷载: P(t)的大小在短时间内急剧加大或减小，冲击后结构将处于自由振动状态。

1.关于分析类型选项目前有线性和非线性两个选项。

该选项将直接影响分析过程中结构刚度矩阵的构成。

非线性选项一般用于定义了非弹性铰的动力弹塑性分析和在一般连接中定义了非线性连接(非线性边界)的结构动力分析中。

当定义了非弹性铰或在一般连接中定义了非线性连接(非线性边界)，但是在时程分析工况对话框中的分析类型中选择了“线性”时，动力分析中将不考虑非弹性铰或非线性连接的非线性特点，仅取其特性中的线性特征部分进行分析。

只受压(或只受拉)单元、只受压(或只受拉)边界在动力分析中将转换为既能受压也能受拉的单元或边界进行分析。

如果要考虑只受压(或只受拉)单元、只受压(或只受拉)边界的非线性特征进行动力分析应该使用边界条件>一般连接中的间隙和钩来模拟。

2.关于分析方法选项目前有振型叠加法、直接积分法、静力法三个选项。

这三个选项是指解动力方程的方法。

当荷载作用在任意一点时挠度的计算方式

当荷载作用在任意一点时挠度的计算方式荷载作用是指外部力对结构物的作用力量，荷载可以是静态荷载、动态荷载或者温度荷载等。

在荷载作用下，结构体会发生变形，挠度是描述结构体变形程度的参数，通过计算挠度可以评估结构体的刚度和稳定性。

本文将介绍当荷载作用在任意一点时挠度的计算方式。

1.单位荷载法在单位荷载法中，可以将作用力视为单位荷载在所感兴趣的点上的作用，然后通过叠加原理来得到总的挠度。

单位荷载法的基本思想是，结构体对于单位荷载的挠度是已知的，并且是线性的。

这就意味着，当荷载由单位荷载变为q倍单位荷载时，挠度也会变为q倍单位荷载的挠度。

2.力法力法是通过受力方程和挠度的定义来计算挠度的方法。

根据结构物受力平衡条件，可以得到受力平衡方程。

假设在结构物其中一点上的挠度为u，则可以根据受力平衡方程得到受力平衡方程:∑F=0在受力平衡方程中，可以通过对结构物进行微小位移，然后求解未知力和挠度，从而计算挠度。

3.能量法能量法是通过结构的内能和外能的平衡来计算挠度的方法。

对于一个具有弹性形变的结构来说，变形势能和外力物体作功所引起的形变能是平衡的。

根据能量平衡原理，可以得到结构物的位移场。

利用位移场可以计算出结构体各点的挠度。

4.有限差分法有限差分法是一种数值计算方法，通过将结构物离散化为节点，并在节点上建立适当的差分方程，然后通过迭代计算得到结构物的挠度。

在计算过程中，结构物的连续形状和荷载分布被离散成各个小区域，然后根据节点的约束条件和荷载条件，建立差分方程，并通过迭代求解差分方程得到每个节点的挠度。

综上所述，当荷载作用在任意一点时，可以通过单位荷载法、力法、能量法和有限差分法等方式计算挠度。

这些计算方式可以根据具体情况和需要进行选择，以得到准确的挠度计算结果。

结构动力学5任意荷载反应时域频域

u( ) 0
5.1 时域分析方法—Duhamel积分
1、单位脉冲反应函数 u( ) 0
u( ) 1
m
无阻尼体系的单位脉冲反应函数为：
[n (t
)]
t
0
t
有阻尼体系的单位脉冲反应函数为：
h(t
)
u(t)
1
mD
e n (t )
sin[D (t
)]
t
0
t
5.1 时域分析方法—Duhamel积分 1、单位脉冲反应函数
3、应用Fourier逆变换，由频域解U(ω)得到时域解u(t)：
U () 逆Fu(t)
5.2 频域分析方法—Fourier变换法离散Fourier（DFT）变换
在用频域法分析中涉及到两次Fourier变换，均为无穷域积分，特别是Fourier逆变换，被积函数是复数，有时涉及复杂的围道积分。当外荷载是复杂的时间函数（如地震动）时，用解析型的Fourier变换几乎是不可能的，实际计算中大量采用的是离散Fourier变换。
i2nU ()
n2U ()
1 m
P()
单自由度体系运动的频域解为：
U () H (i)P()
H (i)
1 k
[1
(
1
/ n )2]
i[2
(
/ n )]
H(iω)—复频反应函数，i是用来表示函数是一复数。
再利用Fourier逆变换，即得到体系的位移解：
u(t) 1 H (i)P()eitd 2
例如，对于无阻尼体系，当存在非零初始条件时，问题的完整解为：
u(t)
u(0)
cosnt
u(0)
n

当荷载作用在任意一点时挠度的计算方式

当荷载作用在任意一点时挠度的计算方式
1.使用弯矩-曲率方程：
弯矩-曲率方程描述了梁的曲率与弯矩之间的关系。

根据梁的材料属
性以及几何形状，可以计算出在不同位置的弯矩值。

然后，根据所需计算
的点的位置，可以使用该点的弯矩值和材料特性计算该点处的曲率。

最后，利用曲率即可计算出该点的挠度。

2.使用力学平衡条件：
3.使用有限元方法：
有限元方法是一种工程计算方法，可以用于求解各种结构的挠度问题。

该方法将结构划分为有限个小单元，在每个小单元内近似计算挠度，然后
将这些小单元串联起来得到整个结构的挠度。

有限元方法可以模拟出荷载
作用下的结构挠度，并且对于复杂的结构具有较高的计算精度。

需要注意的是，不同的计算方法适用于不同的结构和荷载情况。

在实
际工程中，需要根据具体情况选择合适的计算方法。

此外，还需要考虑材
料的非线性和结构的稳定性等因素对挠度的影响，以确保计算结果的准确性。

midasCivil在桥梁承载能力检算及荷载试验中地应用(以Civil_V2012为例)

目录1桥梁承载能力检算评定 (2)1.1检算总述 (2)1.2作用及抗力效应计算 (2)2桥梁荷载试验 (7)2.1静载试验 (7)2.1.1确定试验荷载 (7)2.1.2试验荷载理论计算 (10)2.1.3试验及数据分析 (12)2.1.4试验结果评定 (15)2.2动载试验 (16)2.2.1自振特性试验 (16)2.2.2行车动力响应试验 (18)2.2.2.1移动荷载时程分析 (18)2.2.2.2动力荷载效率 (29)2.2.3试验数据分析及结构动力性能评价 (29)参考文献 (30)结合公路桥梁承载能力检测评定规程，应进行桥梁承载能力检算评定，判断荷载作用检算结果是否满足要求。

另外如果作用效应与抗力效应的比值在1.0——1.2之间时，尚需根据规范规定进行荷载试验评定承载能力。

下面将对midas Civil在桥梁承载能力检算评定及荷载试验中的应用详细叙述。

1桥梁承载能力检算评定1.1检算总述进行桥梁承载能力检测评定时需要进行（1）桥梁缺损状况检查评定（2）桥梁材质与状态参数检测评定（3）桥梁承载能力检算评定。

通过（1）、（2）及实际运营荷载状况调查，确定分项检算系数，根据得到的分项检算系数，对桥梁承载能力极限状态的抗力及正常使用极限状态的容许值进行修正，然后将计算作用效应值与修正抗力或容许值作对比，判断检算结果是否满足要求。

一般来说承载能力检算主要包括抗弯、正斜截面抗剪承载力检算、裂缝宽度检算、挠度检算、稳定性验算等。

1.2作用及抗力效应计算为得到检测桥梁在荷载作用下的计算效应值，可以通过midas Civil进行计算分析得到。

对于预应力混凝土及钢筋混凝土等配筋混凝土桥梁，为得到结构抗力效应值，可以结合PSC设计、RC设计验算得到相应抗力值。

前处理当中需要考虑自重、二期及其他恒载、预应力荷载、成桥时候的温度作用（整体升降温+梯度升降温）、移动荷载、支座沉降（根据实测得到的变位定义）等荷载作用；定义施工阶段分析，可设置包括一次成桥及服役时间长度的收缩徐变两个阶段。

MIDAS中关于荷载设置的常见问题解答

第五章“荷载〞中的常见问题 (2)5.1 为什么自重要定义为施工阶段荷载？ (2)5.2 “支座沉降组〞与“支座强制位移〞的区别？ (2)5.3 如何定义沿梁全长布置的梯形荷载？ (3)5.4 如何对弯梁定义径向的荷载？ (4)5.5 如何定义侧向水压力荷载？ (5)5.6 如何定义作用在实体外表任意位置的平面荷载？ (6)5.7 如何按照04公路标准定义温度梯度荷载？ (7)5.8 定义“钢束布置形状〞时，直线、曲线、单元的区别？ (8)5.9 如何考虑预应力结构的管道注浆？ (8)5.10 为什么预应力钢束采用“2-D输入〞与“3-D输入〞的计算结果有差异？ (9)5.11 “几何刚度初始荷载〞与“初始单元内力〞的区别？ (10)5.12 定义索单元时输入的初拉力与预应力荷载里的初拉力的区别？ (11)5.13 为什么定义“反响谱荷载工况〞时输入的周期折减系数对自振周期计算结果没有影响？ (11)5.14 定义“反响谱函数〞时，最大值的含义？ (11)5.15 为什么定义“节点动力荷载〞时找不到已定义的时程函数？ (12)5.16 如何考虑移动荷载横向分布系数？ (13)5.17 为什么按照04公路标准自定义人群荷载时，分布宽度不起作用？ (14)5.18 在定义车道时，“桥梁跨度〞的含义？ (15)5.19 如何定义曲线车道？ (15)5.20 定义“移动荷载工况〞时，单独与组合的区别？ (15)5.21 定义移动荷载子荷载工况时，“系数〞的含义？ (16)5.22 为什么定义车道面时，提示“车道面数据错误〞？ (16)5.23 “结构组激活材龄〞与“时间荷载〞的区别？ (17)5.24 施工阶段定义时，边界组激活选择“变形前〞与“变形后〞的区别？ (17)5.25 定义施工阶段联合截面时，截面位置参数“Cz〞和“Cy〞的含义？ (17)第五章“荷载〞中的常见问题5.1为什么自重要定义为施工阶段荷载？具体问题一次落架桥梁，没有施工阶段划分，自重还需定义为施工阶段荷载吗？施工阶段荷载和其他荷载类型有什么区别？相关命令荷载〉静力荷载工况...问题解答如果不进行施工阶段分析，那么自重的荷载类型应选择“恒荷载〞。

本文介绍用ANSYS APDL命令流实现加载表面效应单元的任意方向荷载的相关内容

本文介绍用ANSYS APDL命令流实现加载表面效应单元的任意方向荷载的相关内容。

!用表面效应单元加任意方向的荷载finish/PREP7et,1,45 !定义实体单元solid45et,2,154 !定义三维表面效应单元KEYOPT,2,2,0 !指定表面效应单元的K2=0，所加荷载与单元坐标系方向相同KEYOPT,2,4,1 !指定表面效应单元的K4=0，去掉边中点，成为四结点表面单元block,-5,5,-5,5,0,5 !建实体模型mp,dens,1,2000mp,ex,1,10e9mp,prxy,1,0.2asel,s,loc,z,5.0,5.0 !选中实体上表面AATT, 1, , 2, 0, !指定实体上表面用154号单元MSHAPE,0,2DMSHKEY,1esize,,5amesh,all !对上表面划分网格allsel,allVATT, 1, , 1, 0 !指定实体用45号单元MSHAPE,0,3DMSHKEY,1vmesh,all/PSYMB,ESYS,1 !显示单元坐标系esel,s,type,,2 !选中实体上表面的表面效应单元以方便加荷载sfe,all,1,pres,,50 !在面内加Z向荷载，大小为50，荷载方向可通过值的正负控制sfe,all,2,pres,,100 !在面内加X向荷载，大小为100sfe,all,3,pres,,150 !在面内加Y向荷载，大小为150/psf,pres,,2,0,1 !以箭头方式显示所加荷载!如果已经知道荷载在整体坐标系内的方向失量为(0,1,1)，可以用如语句加该方向的荷载sfe,all,5,pres,,100,0,1,1 !荷载值100后的三个数为方向失量allsel,alleplot。

workbench中的几种荷载的含义

workbench 中的几种荷载的含义1）方向载荷对大多数有方向的载荷和支撑，其方向多可以在任意坐标系中定义：–坐标系必须在加载前定义而且只有在直角坐标系下才能定义载荷和支撑的方向.–在Details view中, 改变“Define By”到“Components”. 然后从下拉菜单中选择合适的直角坐标系.–在所选坐标系中指定x, y, 和z分量–不是所有的载荷和支撑支持使用坐标系。

2）加速度（重力）–加速度以长度比上时间的平方为单位作用在整个模型上。

–用户通常对方向的符号感到迷惑。

假如加速度突然施加到系统上，惯性将阻止加速度所产生的变化，从而惯性力的方向与所施加的加速度的方向相反。

–加速度可以通过定义部件或者矢量进行施加。

标准的地球重力可以作为一个载荷施加。

–其值为9.80665 m/s2 （在国际单位制中）–标准的地球重力载荷方向可以沿总体坐标轴的任何一个轴。

–由于“标准的地球重力”是一个加速度载荷，因此，如上所述，需要定义与其实际相反的方向得到重力的作用力。

3）旋转速度旋转速度是另一个可以实现的惯性载荷–整个模型围绕一根轴在给定的速度下旋转–可以通过定义一个矢量来实现，应用几何结构定义的轴以及定义的旋转速度–可以通过部件来定义，在总体坐标系下指定初始和其组成部分–由于模型绕着某根轴转动，因此要特别注意这个轴。

–缺省旋转速度需要输入每秒所转过的弧度值。

这个可以在路径“Tools > Control Panel>Miscellaneous > AngularVelocity” 里改变成每分钟旋转的弧度(RPM)来代替。

4）压力载荷：–压力只能施加在表面并且通常与表面的法向一致–正值代表进入表面（例如压缩）；负值代表从表面出来（例如抽气等）–压力的单位为每个单位面积上力的大小5）力载荷：–力可以施加在结构的最外面，边缘或者表面。

–力将分布到整个结构当中去。

这就意味着假如一个力施加到两个同样的表面上，每个表面将承受这个力的一半。

midasCivil在桥梁承载能力检算和荷载试验中的应用(以Civil_V2012为例)

目录1桥梁承载能力检算评定 (2)1.1检算总述 (2)1.2作用及抗力效应计算 (2)2桥梁荷载试验 (7)2.1静载试验 (7)2.1.1确定试验荷载 (7)2.1.2试验荷载理论计算 (10)2.1.3试验及数据分析 (13)2.1.4试验结果评定 (16)2.2动载试验 (17)2.2.1自振特性试验 (17)2.2.2行车动力响应试验 (19)2.2.2.1移动荷载时程分析 (19)2.2.2.2动力荷载效率 (32)2.2.3试验数据分析及结构动力性能评价 (33)参考文献 (34)结合公路桥梁承载能力检测评定规程，应进行桥梁承载能力检算评定，判断荷载作用检算结果是否满足要求。

另外如果作用效应与抗力效应的比值在1.0——1.2之间时，尚需根据规范规定进行荷载试验评定承载能力。

下面将对midas Civil在桥梁承载能力检算评定及荷载试验中的应用详细叙述。

1桥梁承载能力检算评定1.1检算总述进行桥梁承载能力检测评定时需要进行（1）桥梁缺损状况检查评定（2）桥梁材质与状态参数检测评定（3）桥梁承载能力检算评定。

通过（1）、（2）及实际运营荷载状况调查，确定分项检算系数，根据得到的分项检算系数，对桥梁承载能力极限状态的抗力及正常使用极限状态的容许值进行修正，然后将计算作用效应值与修正抗力或容许值作对比，判断检算结果是否满足要求。

一般来说承载能力检算主要包括抗弯、正斜截面抗剪承载力检算、裂缝宽度检算、挠度检算、稳定性验算等。

1.2作用及抗力效应计算为得到检测桥梁在荷载作用下的计算效应值，可以通过midas Civil进行计算分析得到。

对于预应力混凝土及钢筋混凝土等配筋混凝土桥梁，为得到结构抗力效应值，可以结合PSC设计、RC设计验算得到相应抗力值。

前处理当中需要考虑自重、二期及其他恒载、预应力荷载、成桥时候的温度作用（整体升降温+梯度升降温）、移动荷载、支座沉降（根据实测得到的变位定义）等荷载作用；定义施工阶段分析，可设置包括一次成桥及服役时间长度的收缩徐变两个阶段。

当荷载作用在任意一点时挠度的计算方式

当荷载作用在任意一点时挠度的计算方式弯曲方程是描述挠度的基本方程之一，它的表达式可以根据不同材料和截面形状的假设而有所不同。

在本文中，我们假设材料是均匀、各向同性的，截面为矩形或圆形。

对于矩形截面的梁，弯曲方程可以写为:$$\frac{d^2}{dx^2}\left(EI\frac{d^2w}{dx^2}\right)=q(x)$$其中，$w$代表梁的挠度，$x$代表梁上的任意一点的位置，$E$代表杨氏模量，$I$代表截面惯性矩，$q(x)$代表荷载分布。

对于圆形截面的梁，弯曲方程可以写为:$$\frac{d^2}{dx^2}\left(EI\frac{d^2w}{dx^2}\right)=q(x)$$需要注意的是，这个方程的形式和矩形截面的方程类似，但是圆形截面的截面惯性矩$I$需要使用不同的公式计算。

弯曲方程是一个二阶微分方程，可以通过适当的边界条件求解。

通常，我们需要指定梁的边界条件，如支持条件和挠度边界条件。

1.约束边界条件：指定梁的支持条件，如固支（梁两端被固定）、铰支（梁两端可以旋转）等。

2.挠度边界条件：指定梁的挠度值或弯矩值，如固支端的挠度为零或弯矩为零。

通过将这些边界条件应用于弯曲方程，可以得到一组关于未知挠度的方程。

通过解这组方程，就可以得到梁上任意一点处的挠度值。

需要注意的是，弯曲方程是一个高阶微分方程，通常需要使用数值方法来解决。

常用的数值方法包括有限差分法、有限元法等。

这些方法将挠度方程离散成一组代数方程，然后通过迭代求解来得到挠度的近似解。

综上所述，当荷载作用在任意一点时，可以使用弯曲方程和边界条件来计算该点的挠度。

这需要先得到梁的弯曲方程，并根据具体的边界条件求解该方程，得到梁上各点的挠度分布。

对于矩形截面的梁，弯曲方程为$\frac{d^2}{dx^2}\left(EI\frac{d^2w}{dx^2}\right)=q(x)$;对于圆形截面的梁，弯曲方程为$\frac{d^2}{dx^2}\left(EI\frac{d^2w}{dx^2}\right)=q(x)$。

ansys中荷载步的讲解

1.荷载步中荷载的处理方式无论是线性分析或非线性分析处理方式是一样的。

①对施加在几何模型上的荷载(如fk,sfa等)：到当前荷载步所保留的荷载都有效。

如果前面荷载步某个自由度处有荷载，而本步又在此自由度处施加了荷载，则后面的替代前面的；如果不是在同一自由度处施加的荷载，则施加的所有荷载都在本步有效(删除除外！)。

②对施加在有限元模型上的荷载(如f,sf,sfe,sfbeam等)：ansys缺省的荷载处理是替代方式，可用fcum,sfcum命令修改，可选择三种方式：替代(repl)、累加(add)、忽略(igno)。

当采用缺省时，对于同一自由度处的荷载，后面施加的荷载替代了前面施加的荷载(或覆盖)；而对于不是同一自由度的荷载(包括集中或分布荷载)，前面的和本步的都有效。

当采用累加方式时，施加的所有荷载都在本步有效。

特别注意的是，fcum只对在有限元模型上施加的荷载有效。

2.线性分析的荷载步从荷载步文件(file.snn)中可以看到，本步的约束条件和荷载情况，而其处理与上述是相同的。

由于线性分析叠加原理是成立的，或者讲每步计算是以结构的初始构形为基础的，因此似乎可有两种理解。

①每个荷载步都是独立的：你可以根据你本步的约束和荷载直接求解(荷载步是可以任意求解的，例如可以直接求解第二个荷载步，而不理睬第一个荷载步:lssolve,2,2,1)，其结构对应的是你的约束和荷载情况，与前后荷载步均无关！（事实上，你本步可能施加了一点荷载，而前步的荷载继续有效，形成你本步的荷载情况）②后续荷载步是在前步的基础上计算的(形式上！)。

以荷载的施加先后出发，由于本步没有删除前面荷载步的荷载，你在本步仅仅施加了一部分荷载, 而结构效应是前后荷载共同作用的结果。

不管你怎样理解，但计算结果是一样的。

(Ansys是怎样求解的，得不到证实。

是每次对每个荷载步进行求解，即[K]不变，而[P]是变化的，且[P]对应该荷载步的所有荷载向量呢？或是[P]对应一个增量呢？不用去管他，反正结果一样)也有先生问，想在第N步的位移和应力的基础上，施加第N+1步的荷载，如何？对线性分析是没有必要的，一是线性分析的效应是可以叠加的，二是变形很小(变形大时不能采用线性分析)。

01-载荷试验-10

9.1 载荷试验9.1.1 载荷试验的原理1．概述载荷试验是在一定面积的承压板上向地基土施加荷载，测定承压板下应力主要影响范围内岩土的承载力和变形特性的原位测试方法。

载荷试验实际上是一种与建筑物基础工作条件相似，直接对天然埋藏条件下的岩土体进行的现场模拟试验。

一般认为，载荷试验确定的地基承载力比其他测试方法更接近实际。

载荷试验可分为平板载荷试验和螺旋板载荷试验，平板载荷试验根据试验深度的不同又可进一步分为浅层平板载荷试验和深层平板载荷试验。

浅层平板载荷试验通常在地面或试坑进行试验，而深层平板载荷试验则在试井内进行试验。

平板载荷试验是在岩土体原位，用一定形状(圆形或方形)和一定面积的刚性平板(即承压板)，施加竖向荷载，同时观测承压板的沉降，取得荷载～沉降（沉降～时间）关系曲线，以测定岩土体的承载力和变形特性。

螺旋板载荷试验是将一螺旋形承压板旋入地下预定的试验深度，通过传力杆向螺旋板施加竖向荷载，同时量测螺旋板沉降，获得荷载～沉降（沉降～时间）关系曲线，以测定土的承载力和变形特性。

2．载荷试验确定地基承载力特征值的原理典型的平板载荷试验所得压力与相应的土体稳定沉降的关系曲线(即p～s曲线), 按其所反映土体的应力状态,一般可划分为三个阶段。

第Ⅰ阶段：p～s曲线从原点到第一拐点（相应的荷载从零至比例界限值p o）, p～s成直线关系（即正比关系）。

这个阶段受荷土体中任意点产生的剪应力小于土的抗剪强度，土体变形主要由于土中孔隙的减少引起，土粒主要是竖向变位，且随时间渐趋稳定而土体压密，故称之为压密阶段。

第Ⅱ阶段：p～s曲线从第一拐点到第二拐点（相应的荷载从比例界限值p o至极限荷载值p j）, p～s转为曲线关系,曲线的斜率随荷载的增加而增大。

这个阶段除了土的压密外，在承压板边缘已有小范围点的剪应力达到或超过了土的抗剪强度，并开始向周围土体发生剪切破坏，即产生了塑性变形区。

土体的变形由于土中孔隙的减少和士粒剪切移动同时引起,土粒兼有竖向和侧向变位，且随时间不易稳定，称之为局部剪切阶段。

etabs 荷载工况,组合及加载

第八章荷载工况、荷载组合及施加荷载ETABS对于施加荷载的处理方法是首先要定义荷载工况，然后给各个荷载工况中指定荷载。

ETABS中的荷载工况包括静力荷载工况、反应谱工况、时程工况、静力非线性Pushover工况、施工顺序加载工况。

静力荷载工况又细分为恒荷载工况、活荷载工况、地震荷载工况、风荷载工况、雪荷载工况等。

ETABS可以按照相关国家的规范自动生成设计荷载组合，同时也允许工程师自己定义需要的设计荷载组合。

本章将介绍静力荷载工况、反应谱工况、风荷载、设计荷载组合的定义方法、荷载的施加以及荷载的显示输出。

8.1荷载工况定义ETABS定义荷载工况的特点在于其灵活性与科学性。

工程师可以对荷载工况的任意参数进行修改，人为控制荷载的定义。

这就要求工程师对于荷载工况的每一项参数深刻理解。

这对工程师对于结构分析的整体把握是有帮助的。

本节将主要介绍静力荷载工况、反应谱工况、活荷载折减以及荷载组合的定义方法。

8.1.1定义静力荷载工况进行结构分析之前，首先要定义荷载工况。

ETABS中对于荷载工况的数目没有限制。

如果希望单独查看某些荷载作用下的结构内力、变形等，则可以将这些荷载单独定义为一个荷载工况。

点击定义>静荷载工况命令，弹出定义静荷载工况名对话框(图8-1)。

图8-1 定义静载工况名对话框荷载点击在这一对话框中完成结构分析中静力荷载工况的定义。

在荷载区域中下面列表部分是已经定义了的荷载工况。

第一列荷载是荷载工况的名称。

荷载工况的名称可以任意设定，最好有物理意义。

但是需要注意不能用“MODE”一词，因为ETABS默认已经存在“MODE”工况为振型分析工况。

例如，定义X方向的风荷载工况可以命名为WINDX。

第二列类型是荷载工况的荷载类型。

ETABS 内部设定了关键字。

DEAD（恒荷载）、SUPER DEAD（附加恒荷载）、LIVE（活荷载）、REDUCE LIVE（折减活荷载）、QUAKE（自动地震荷载）、WIND（自动风荷载）、SNOW（雪荷载），OTHER （其它）。

midasCivil在桥梁承载能力检算及荷载试验中的应用(以CivilV2012为例)

目录1桥梁承载能力检算评定 (2)1.1检算总述 (2)1.2作用及抗力效应计算 (3)2桥梁荷载试验 (8)2.1静载试验 (8)2.1.1确定试验荷载 (8)2.1.2试验荷载理论计算 (11)2.1.3试验及数据分析 (14)2.1.4试验结果评定 (17)2.2动载试验 (18)2.2.1自振特性试验 (18)2.2.2行车动力响应试验 (20)2.2.2.1移动荷载时程分析 (20)2.2.2.2动力荷载效率 (34)2.2.3试验数据分析及结构动力性能评价 (34)参考文献 (36)结合公路桥梁承载能力检测评定规程，应进行桥梁承载能力检算评定，判断荷载作用检算结果是否满足要求。

另外如果作用效应与抗力效应的比值在1.0——1.2之间时，尚需根据规范规定进行荷载试验评定承载能力。

下面将对midas Civil在桥梁承载能力检算评定及荷载试验中的应用详细叙述。

1桥梁承载能力检算评定1.1检算总述进行桥梁承载能力检测评定时需要进行（1）桥梁缺损状况检查评定（2）桥梁材质与状态参数检测评定（3）桥梁承载能力检算评定。

通过（1）、（2）及实际运营荷载状况调查，确定分项检算系数，根据得到的分项检算系数，对桥梁承载能力极限状态的抗力及正常使用极限状态的容许值进行修正，然后将计算作用效应值与修正抗力或容许值作对比，判断检算结果是否满足要求。

一般来说承载能力检算主要包括抗弯、正斜截面抗剪承载力检算、裂缝宽度检算、挠度检算、稳定性验算等。

1.2作用及抗力效应计算为得到检测桥梁在荷载作用下的计算效应值，可以通过midas Civil进行计算分析得到。

对于预应力混凝土及钢筋混凝土等配筋混凝土桥梁，为得到结构抗力效应值，可以结合PSC设计、RC设计验算得到相应抗力值。

前处理当中需要考虑自重、二期及其他恒载、预应力荷载、成桥时候的温度作用（整体升降温+梯度升降温）、移动荷载、支座沉降（根据实测得到的变位定义）等荷载作用；定义施工阶段分析，可设置包括一次成桥及服役时间长度的收缩徐变两个阶段。

midasCivil在桥梁承载能力检算与荷载试验中的应用(以CivilV2012为例)

目录1桥梁承载能力检算评定 (2)1.1检算总述 (2)1.2作用及抗力效应计算 (3)2桥梁荷载试验 (8)2.1静载试验 (8)2.1.1确定试验荷载 (8)2.1.2试验荷载理论计算 (11)2.1.3试验及数据分析 (14)2.1.4试验结果评定 (17)2.2动载试验 (18)2.2.1自振特性试验 (18)2.2.2行车动力响应试验 (20)2.2.2.1移动荷载时程分析 (20)2.2.2.2动力荷载效率 (34)2.2.3试验数据分析及结构动力性能评价 (34)参考文献 (36)结合公路桥梁承载能力检测评定规程，应进行桥梁承载能力检算评定，判断荷载作用检算结果是否满足要求。

另外如果作用效应与抗力效应的比值在1.0——1.2之间时，尚需根据规范规定进行荷载试验评定承载能力。

下面将对midas Civil在桥梁承载能力检算评定及荷载试验中的应用详细叙述。

1桥梁承载能力检算评定1.1检算总述进行桥梁承载能力检测评定时需要进行（1）桥梁缺损状况检查评定（2）桥梁材质与状态参数检测评定（3）桥梁承载能力检算评定。

通过（1）、（2）及实际运营荷载状况调查，确定分项检算系数，根据得到的分项检算系数，对桥梁承载能力极限状态的抗力及正常使用极限状态的容许值进行修正，然后将计算作用效应值与修正抗力或容许值作对比，判断检算结果是否满足要求。

一般来说承载能力检算主要包括抗弯、正斜截面抗剪承载力检算、裂缝宽度检算、挠度检算、稳定性验算等。

1.2作用及抗力效应计算为得到检测桥梁在荷载作用下的计算效应值，可以通过midas Civil进行计算分析得到。

对于预应力混凝土及钢筋混凝土等配筋混凝土桥梁，为得到结构抗力效应值，可以结合PSC设计、RC设计验算得到相应抗力值。

前处理当中需要考虑自重、二期及其他恒载、预应力荷载、成桥时候的温度作用（整体升降温+梯度升降温）、移动荷载、支座沉降（根据实测得到的变位定义）等荷载作用；定义施工阶段分析，可设置包括一次成桥及服役时间长度的收缩徐变两个阶段。

当荷载作用在任意一点时挠度的计算方式

当荷载作用在任意一点时挠度的计算方式在工程力学中，荷载作用在结构上时会引起结构的变形和挠度。

挠度是指结构在受到荷载后，由于弯曲或扭转而产生的变形量。

计算挠度的方式取决于结构的类型和受力条件，下面将介绍几种常见的挠度计算方法。

1.集中力的作用下的挠度计算：当集中力作用在结构上时，挠度的计算可以通过弹簧公式来实现。

弹簧公式基于胡克定律，即弹性体的变形与施加力成正比。

根据弹簧公式，挠度可以通过以下公式计算：δ=F*L/(k*A)其中，δ表示挠度，F表示作用于结构上的集中力，L表示作用点到支座的距离，k表示弹簧刚度系数，A表示截面积。

2.均匀分布载荷下的挠度计算：当均匀分布载荷作用在结构上时，挠度的计算可以通过梁的静力学方程和边界条件来实现。

根据梁的静力学方程，挠度可以通过以下公式计算：δ=(q*L^4)/(8*E*I)其中，δ表示挠度，q表示单位长度的均匀分布载荷，L表示梁的长度，E表示弹性模量，I表示梁的截面惯性矩。

3.杆件受轴向力和弯矩作用下的挠度计算：当杆件同时受轴向力和弯矩作用时，挠度的计算可以通过求解受弯方程来实现。

如果材料是线弹性的，挠度可以通过下面的方程计算：δ=(P*L)/(A*E)+(M*L^2)/(2*E*I)其中，δ表示挠度，P表示轴向力，L表示杆件的长度，A表示截面积，E表示弹性模量，M表示弯矩，I表示截面惯性矩。

4.悬臂梁的挠度计算：对于悬臂梁，挠度的计算可以通过函数法或力学中心法来实现。

函数法适用于特定的载荷和边界条件，通过求解相关的微分方程来计算挠度。

力学中心法适用于具有对称荷载和几何形状的结构，它利用力学中心理论，将梁替代为集中力和力矩的组合，从而计算挠度。

总之，在计算挠度时，我们必须考虑诸如荷载形式、结构类型、材料性质和边界条件等因素。

以上介绍的方法是一些常见的挠度计算方式，工程师在实际工作中可以根据具体情况选择适用的计算方法。

ansys施加面荷载

1、如果是线性变化的，可以采用水压方式定义；1、如果可以用函数表示，则可以用函数来定义，2、也可以使用表面效应单元来定义；在ANSYS中如果要在一个面上施加沿某个方向变化的面荷载，需要有两步来完成：这里以一个在圆筒内表面加内水压力的例子进行说明。

第一步，设置面荷载变化规律。

如果面荷载沿Z向变化，后面指定面荷载从Z=100开始变化，并按斜率为-9800进行变化，可用如下语句sfgrad,pres,,z,100,-9800 !也就是准备在高100米的圆柱加内水压力吧第二步，施加面荷载。

在指定的面上施加按第一步设置的面荷载变化规律的面荷载。

SFA,P51X,1,PRES,0这个语句相当于在指定面上施加法向荷载(选圆筒体内表面)，在Z=100时荷载值为0，随Z坐标变化荷载值以变化率-9800进行变化，这样在Z=0时荷载值为-9800*100每次用sfgrad进行设置后仅对随后的sfa命令有效，直倒下次再用sfgrad进行设置。

在面上施加荷载后，对模型剖分后可以执行以下命令来查看加的面荷载是否正确/PSF,PRES,NORM,2,0,1 以箭头方式显示面荷载sftran 将面荷载转化到有限元模型上本文摘自《ANSYS工程分析进阶实例》---王呼佳、陈洪军主编，在此对本书作者表示感谢！一般可以通过两种方法施加面荷载，一是在表面上覆盖一层表面效应单元SURF153或SURF154；二是通过apdl语言编程施加。

基本思路如下：人为将面上压力荷载换算成集中力并施加到节点上。

施加集中力时，将合力分解为X,Y,Z方向的分力。

（1）选中所要施加压力的表面，在面上生成一层shell63单元。

（2）对生成的shell63单元，使用循环语句逐步进行以下操作。

（3）得到每个单元的面积及单元中心的X,Y,Z坐标值。

（4）将坐标值代入压力随坐标变化的函数式，得到单元中心点处的压力值，并乘以面积得到单元所受的合力。

（5）将合力平均后，施加到单元的各个节点。