Midas-Civil软件应用——挂篮建模

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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。
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• 1.11 分析：运行结果分析：分析→运行分析。
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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。
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• 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。
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• 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。
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• 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。
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• 截面→型钢组合→H型+板； • 或截面→数值→箱形截面。
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• 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。
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• 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
S SGk SQik
•
• 2.2 按容许应力法设计时，则不考虑荷载分项系数。
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• 3、采用的应力计算公式： • 3.1 正应力计算公式： N M
A W
* QS z • 3.2 剪应力计算公式： bI z
为型钢截面对中性轴的面积矩，I z 为型钢 截面的惯性矩，W为构件的截面抵抗矩，具体可根据钢 结构设计手册查得。
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• 1.5 定义截面：模型→材料和截面→截面→添加→名 称（前下横梁或双拼工45b）；截面（选择下拉菜单相 应截面）→确认。 • 注意：在双拼工字钢截面构件计算时，由于软件中不 包含双拼工字钢截面类型，可采用： • 、取一半构件计算，即构件取单根工字钢计算，构 件上施加的荷载也要相应的取原计算结果的一半考虑； • 、在型钢组合中考虑采用近似截面代替双拼工字钢； • 、采用用户自定义截面计算。
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• 1.9 建立荷载工况：荷载→静力荷载工况→名称（砼 施工）,类型（用户定义的荷载）→添加→关闭。
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• 1.10 施加荷载：荷载→自重→添加→确定。
注：因为前面施加的均布荷 载在分析时未考虑纵梁的自 重，所以在添加荷载时要增 加自重荷载，否则软件计算 时会忽略自重。
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• 1.10 施加荷载：荷载→梁单元荷载→荷载工况名称 （砼施工）→方向（整体坐标系Z）→数值（相对值） →输入荷载值（-0.656）→选择需要施加荷载的梁单 元 →关闭。 注：选中的梁单元及变成绿色； 节点荷载的方向为Z轴的 反方向，荷载的加载方向 按‘+, -’号来输入。
• 1.1建立新项目： • 文件→新项目→另存为...
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• 1.2 定义单位体系：工具→单位体系→长度（m），力 （KN）→确定。
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• 1.3 确定结构类型 • Midas/Civil是为分析三维空间结构而开发的，可 以把空间结构简化为平面结构来计算，故对于二维平 面内的结构不需要约束平面外的自由度。因此可通过 选择结构类型简单化处理。 本例题的模型处于整体坐标系的X-Z平面，可将结 构指定为二维结构(X-Z Plane)。X方向表示为杆系单 元的长度方向，Z方向为竖直方向。
* S 式中: z
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• 3.3 采用极限状态法计算时，计算结果的比较
f , fv
其中： f , f v ——材料的抗弯、抗剪强度设计值；
• 3.4 采用容许应力法计算时，计算结果的比较
w ,
w , ——材料的抗弯、抗剪容许应力。 其中：
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• 1.6 建立节点：模型→节点
• 1.7 建立单元：模型→单元
• 1.8 建立支座：模型→边界条件 • 1.9 建立荷载工况/组合：荷载→静力荷载工况/荷载 组合 • 1.10施加荷载：荷载→自重/节点荷载/梁单元荷载/ 压力荷载等 • 1.11分析：分析→屈曲分析控制/运行分析
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2、结果查看（后处理） • 2.1查看反力：结果→反力 • 2.2查看位移：结果→位移
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• 1.6 输入节点和单元：模型→节点→建立→输入节点坐 标（0,0,0）→适用→（0.5,0,0）→适用→（1.3,0,0） →适用→（4.8,0,0）→适用→（5.5,0,0）→适用→ （6.5,0,0）→关闭。
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• 1.7 模型→单元→建立→选择材料（Q235），截面 （I36b）→关闭。 • 特别注意：当模型中出现多种材料及截面类型，在建 立单元时要注意选择相应的材料号和截面号。
常见临时结构设计及检算培训
Midas Civil软件应用 ——挂篮建模
中铁七局武汉公司工程部 李 娜 二0一三年五月
挂篮计算组成
节点计算 主桁 前上横梁
反力即为锚固荷载
反力即为主桁荷载
后锚杆、前吊带 反力即为前上横梁荷载 前、后下横梁 底模纵梁 模板、模板横肋
反力即为后锚杆、前吊带荷载
反力即为前、后下横梁荷载
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• 重新计算，分析→运行分析。 • 最大位移7.05mm，与规范规定的允许变形L/400相比较， 得出刚度是否满足要求的结论。
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• 2.3 查看内力：结果→内力→梁单元内力图→荷载工况 /荷载组合（砼施工）→内力（My）→显示类型（数值、 变形、图例）→适用。
• 注：My：绕y轴方向的弯矩， Fz：Z轴方向的剪力， Fx：X轴方向的轴力。
•查看反力 •查看内力 •查看整体稳定
•查看位移 •查看应力 3
1、设定操作环境（前处理） • 1.1 建立新项目：文件→新项目→另存为...
• 1.2 定义单位体系：工具→单位体系
• 1.3 确定结构类型：模型→结构类型 • 1.4 定义材料：模型→材料和截面特性→材料
• 1.5 定义截面：模型→材料和截面特性→截面
31.799 25.336 28.311 22.719 0.245 0.75 0.326 1
q4
0.6
0.8
0.95
1.1
1.1
1.05
1
1
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• 取承受荷载最大的纵梁I1为例详细介绍迈达斯建 模计算过程，I2-I8计算步骤与I1相同。 • （梁受均布荷载算例） • 计算简图如下：
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1、设定操作环境
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挂篮荷载分解图
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4、以砼施工工况下为例的迈达斯建模计算： • 4.1 底模纵梁计算：
• 底模纵梁采用I36b工字钢，L=6.5m,
• 计算参数 :单位重65.6kg/m，惯性矩I=16530cm4， W=919cm3,Sx=541.2cm3；
• 底模重2569.5kg，底模面积7×4.5m2。
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1、设定操作环境 • 1.1 建立新项目： • 文件→新项目→另单位体系→长度 （m），力（KN）→确定。
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• 1.3 确定结构类型：模型→结构类型→选择（X-Z平面） →确定。
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• 1.4 定义材料：模型→材料和截面特性→材料→添加 →设计类型（钢材）；数据库（Q235）→确认。
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• 最大位移4.5mm。
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• 注：从变形图看出，此时的变形与实际变形有一定差 距，说明梁单元的划分还不够细致，梁单元划分越细， 结果与实际越符合，同时计算量也越大。 • 模式→前处理器
• 模型→单元→分割→x方向分割数量（5）→选择需要 进行细化的梁单元（此模型选择中间段的梁单元）→ 适用。
反力即为底模纵梁荷载
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目录
一、迈达斯建模一般步骤 二、挂篮建模——底模纵梁 三、挂篮建模——前下横梁 四、挂篮建模——主桁架 五、挂篮建模——模板
六、挂篮细部计算
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一、迈达斯建模一般步骤
•建立新项目 •确定结构类型 •定义截面 •建立单元 •建立荷载工况 •定义单位体系 •定义材料
•建立节点
•建立支座 •施加荷载
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最大正弯矩95.1KN/m。
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• 2.4 查看应力：结果→应力→梁单元应力图→荷载工况 /荷载组合（砼施工）→应力（组合应力）→组合（最 大值）→适用。
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• 应力选项框力几个数值的含义： • • • •
Sax：单元坐标系x轴方向的轴向应力； Ssy, Ssz：单元坐标系y, z轴方向的剪切应力； Sby, Sbz：单元坐标系y, z轴方向的弯曲应力； 组合应力，显示Sax ± Sby ± Sbz中的最大或最小值。
• 2.3查看内力：结果→内力
• 2.4查看应力：结果→应力 • 2.5查看整体稳定：结果→屈曲模态
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二、挂篮建模——底模纵梁
挂篮正视图
挂篮侧视图
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1、设计荷载 ①、节段混凝土自重；
、挂篮主桁(包括前、后上下横梁)、侧面模板、底 模板系统重量（承重系统）； ③、施工荷载（人员及机具荷载），取2.5kN/m2；