迈达斯Midas civil 梁格法建模实例
迈达斯MIDASCIVIL培训教材-02_梁单元、板单元及实体单元悬臂梁
梁单元、板单元及实体单元悬臂梁(Beam & Plate & Solid Elements)目录简要 (1)设定操作环境 (1)输入材料和截面数据 (2)定义材料 (2)定义截面 (2)定义厚度 (2)建立悬臂梁模型 (3)输入梁单元 (3)输入板单元 (4)输入实体单元 (5)修改单元坐标系 (6)分割单元 (7)输入边界条件 (8)输入荷载 (9)运行结构分析 (12)查看分析结果 (13)查看反力 (13)查看变形和位移 (14)查看内力 (15)查看应力 (19)简要本例题介绍使用梁单元、板单元、实体单元来建立悬臂梁，并查看各种单元分析结果的方法。
模型如图1所示，截面为长方形(0.4m x 1m)，长20m 。
图1. 悬臂梁模型设定操作环境打开新项目(新项目)，保存(保存)为‘Cantilever. mcb ’。
文件 / 新项目文件 / 保存 (悬臂梁 )单位体系做如下设置。
工具 / 单位体系长度>m ; 力>tonf ↵输入材料和截面数据定义材料模型 / 材料和截面特性 / 材料类型>混凝土 ; 规范>GB-Civil(RC) ; 数据库>30 ↵定义截面使用User T ype ，输入实腹长方形截面(0.4m × 1m)。
模型 /材料和截面特性 / 截面 数据库 / 用户名称>SR ; 截面类型>实腹长方形截面 用户 ; H ( 0.4 ) ; B ( 1 ) ↵定义厚度模型 / 材料和截面特性 / 厚度数值厚度号 (1) ; 面内和面外( 0.4 ) ↵对于面内厚度和面外厚度的说明请参考在线帮助手册。
图2. 义定材料 图3. 义定截面 图4. 定义厚度建立悬臂梁模型输入梁单元使用扩展功能建立梁单元。
标准视图, 自动对齐(开),单元号(开)模型 / 节点 / 建立坐标( 0, 0, 0 )↵模型 / 单元 / 扩展单元全选扩展类型>节点Æ线单元单元属性>单元类型>梁材料>1:30 ; 截面>1 : SR ; Beta Angle ( 0 )生成形式>复制和移动 ;复制和移动>等间距dx, dy, dz ( 20, 0, 0 ) ; 复制次数( 1 )↵图5. 输入梁单元输入板单元首先将梁单元复制到板单元的输入位置后，通过 扩展功能将梁单元扩展成板单元。
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。
迈达斯midas梁桥专题—梁格.pdf
Integrated Solution System for Bridge and Civil Strucutres目录一、剪力-柔性梁格理论1. 纵梁抗弯刚度.......................................................................32.横梁抗弯刚度....................................................................... 43.纵梁、横梁抗弯刚度........................................................... 44.虚拟边构件及横向构件刚度.. (5)三、采用梁格建模助手生成梁格模型二、单梁、梁格模型多支座反力与实体模型结果比较1. 前言.......................................................................................72. 结构概况...............................................................................73. 梁格法建模助手建模过程及功能亮点...............................114. 修改梁格..............................................................................225. 在自重、偏载作用下与FEA 实体模型结果比较. (24)四、结合规范进行PSC 设计1.纵梁抗弯刚度【强制移轴（上部结构中性轴）法】一、剪力-柔性梁格理论a.各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合b.强制移轴，使各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合，等效纵梁抗弯刚度2.横向梁格抗弯刚度3.纵梁、横梁抗扭刚度4.虚拟边构件及横向构件刚度此处d’为顶板厚度。
迈达斯Midas-civil梁格法建模实例
迈达斯技术目录概要 (2)设置操作环境 (6)定义材料和截面 (7)建立结构模型 (11)PSC截面钢筋输入 (13)输入荷载 (19)定义施工阶段 (33)输入移动荷载数据 (39)输入支座沉降 (43)运行结构分析 (45)查看分析结果 (46)PSC设计 (64)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。
图1. 简支变连续分析模型桥梁的基本数据为了说明采用梁格法分析一般梁桥结构的分析的步骤，本例题采用了比较简单的分析模型——预应力T梁，可能与实际桥梁设计的容有所不同。
本例题的基本参数如下：桥梁形式：三跨连续梁桥桥梁等级：I级桥梁全长：332＝96m桥梁宽度：15m设计车道：3车道图2. T型梁跨中截面图图3. T梁端部截面图分析与设计步骤预应力混凝土梁桥的分析与设计步骤如下。
1.定义材料和截面特性材料截面定义时间依存性材料(收缩和徐变)时间依存性材料连接2.建立结构模型建立结构模型修改单元依存材料特性3.输入PSC截面钢筋4.输入荷载恒荷载(自重和二期恒载)预应力荷载钢束特性值钢束布置形状钢束预应力荷载温度荷载系统温度节点温度单元温度温度梯度梁截面温度5.定义施工阶段6.输入移动荷载数据选择规定义车道定义车辆移动荷载工况7.支座沉降定义支座沉降组定义支座沉降荷载工况8.运行结构分析9.查看分析结果10.PSC设计PSC设计参数确定PSC设计参数PSC设计材料PSC设计截面位置运行设计查看设计结果使用材料以及容许应力> 混凝土采用JTG04（RC）规的C50混凝土>普通钢筋普通钢筋采用HRB335(预应力混凝土结构用普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采用带肋钢筋既HRB系列)>预应力钢束采用JTG04（S）规，在数据库中选Strand1860钢束(φ15.2 mm)（规格分别有6束、8束、9束和10束四类）钢束类型为:后拉钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)超拉(开)预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/m)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:开始点:6mm结束点:6mm拉力:抗拉强度标准值的75%>徐变和收缩条件水泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐水泥)28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm^2长期荷载作用时混凝土的材龄:=t5天o混凝土与大气接触时的材龄:=t3天s相对湿度: %RH=70大气或养护温度: CT=°20构件理论厚度:程序计算适用规:中国规(JTG D62-2004)徐变系数: 程序计算混凝土收缩变形率: 程序计算荷载静力荷载>自重由程序部自动计算>二期恒载桥面铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等具体考虑：桥面铺装层：厚度80mm的钢筋混凝土和60mm的沥青混凝土，钢筋混凝土的重力密度为2 5kN/m3, 沥青混凝土的重力密度为23kN/m3。
midas_civil简支梁模型计算【范本模板】
第一讲 简支梁模型的计算1。
1 工程概况20米跨径的简支梁，横截面如图 1—1 所示。
1.2 迈达斯建模计算的一般步骤1.3 第 01 步：新建一个文件夹，命名为 Model01，用于存储工程文件.这里，在桌面的“迈达斯”文件夹下新建了它，目录为 C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型 01。
第 02 步：启动 Midas Civil.exe ，程序界面如图 1-2 所示.图 1-1 横截面 理处 前 第五步：定义荷载工况第六步：输入荷载 第四步：定义边界条件第三步：定义材料和截面第二步：建立单元第一步：建立结点图1—2 程序界面第03 步:选择菜单“文件（F)->新项目（N)"新建一个工程，如图1—3 所示。
图1-3 新建工程第04 步：选择菜单“文件（F)—〉保存（S）”，选择目录C：\Documents andSettings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01,输入工程名“简支梁.mcb”。
如图1—4 所示。
图1—4 保存工程第05 步:打开工程目录C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01，新建一个excel 文件,命名为“结点坐标”。
在excel 里面输入结点的x，y，z 坐标值。
如图1-5 所示。
图1-5 结点数据第06 步：选择树形菜单表格按钮“表格->结构表格—>节点”，将excel 里面的数据拷贝到节点表格，并“ctrl+s”保存.如图1-6 所示。
图1-6 建立节点第07 步：打开工程目录C：\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01,再新建一个excel 文件，命名为“单元”.在excel 里面输入单元结点号。
如图1-6 所示。
图1-6 单元节点第08 步：选择树形菜单表格按钮“表格-〉结构表格->单元”，将excel 里面的数据拷贝到单元表格的“节点1、节点2"列,并“ctrl+s"保存。
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 (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。
梁格法在midas中的运用
Integrated Solution System for Bridge and Civil Strucutres目录一、剪力-柔性梁格理论1. 纵梁抗弯刚度.......................................................................32.横梁抗弯刚度....................................................................... 43.纵梁、横梁抗弯刚度........................................................... 44.虚拟边构件及横向构件刚度.. (5)三、采用梁格建模助手生成梁格模型二、单梁、梁格模型多支座反力与实体模型结果比较1. 前言.......................................................................................72. 结构概况...............................................................................73. 梁格法建模助手建模过程及功能亮点...............................114. 修改梁格..............................................................................225. 在自重、偏载作用下与FEA 实体模型结果比较. (24)四、结合规范进行PSC 设计1.纵梁抗弯刚度【强制移轴（上部结构中性轴）法】一、剪力-柔性梁格理论a.各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合b.强制移轴，使各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合，等效纵梁抗弯刚度2.横向梁格抗弯刚度3.纵梁、横梁抗扭刚度4.虚拟边构件及横向构件刚度此处d’为顶板厚度。
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。
Midas例题(梁格法)：预应力混凝土连续T梁桥的分析与设计
图4. 单位体系设定 4-10
定义材料和截面特性
同时定义多种材料
特性时，使用 键可以连续输入。
定义结构所使用的混凝土和钢束的材料特性。
模型 / 材料和截面特性 / 材料 类型>混凝土 ; 规范> JTG04（RC） 数据库> C50
名称(Strand1860 ) ; 类型>钢材 ; 规范> JTG04（S） 数据库> Strand1860
40.15 0
0.12
40
钢束8
2t1-3 55.85
0
0.12
0
63.45 0
0.96
0
64.55 0
1.36
40 正弯矩
72.15 0
0.17
40
钢束7 3t1-2 88.4
0
0.17
0
96
0
1.36
0
24 -0.62 1.825
12t1-1
40 正弯矩
40 -0.62 1.825
40 钢束9
24 0.62 1.825
12t1-2
0
40 0.62 1.825
负弯矩
56
钢束10 23t1-2 72
0.62 1.825 0.62 1.825
钢束 类型 R 0 40 正弯矩 40 钢束8 0 0 40 正弯矩 40 钢束7 0 0 40 正弯矩 40 钢束9 0 0 40 正弯矩 40 钢束8 0 负弯矩 钢束10
负弯矩 钢束10
为了说明采用梁格法分析一般梁桥结构的分析步骤，本例题采用了一个比较简单的分 析模型——一座由五片预应力T梁组成的3×32m桥梁结构，每片梁宽2.5m。桥梁的基本数 据取自实际结构但和实际结构有所不同。
梁格法在midas中的运用
FEA实体模型自重支反力FBZ(V) FEA实体模型偏载支反力FBZ(V)
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midas
Civil 2010 梁桥专题—梁格
梁格
四、结合规范进行PSC设计
荷载组合 1、 midas Civil自动生成荷载组合完全与规范规定相吻合（例如：按照04规范做公路混凝土桥梁设 计，那么自动生成的荷载组合就是按照04通规生成的）。 2、如果要结合规范，做混凝土设计的话，程序只调取混凝土设计中的荷载组合列表中荷载组合，然后 结合规范进行设计。
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Civil 2010 梁桥专题—梁格
梁格
模型 > 结构建模助手 >单箱多室箱梁梁格法建模助手>钢束
自动生成：将对话框中输入的钢束信息，自 动赋予给所有梁。x、z坐标不变，y坐标与每 个梁格截面的型心相同。
布置
可以通过输入偏心值 来定义添加左右钢 束。
方便快捷生成钢束张 拉力荷载。
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midas
Civil 2010 梁桥专题—梁格
梁格
模型 > 结构建模助手 >单箱多室箱梁梁格法建模助手>钢筋
布置
输入整体截面的钢筋信息，分割截 面自动生成钢筋信息。
20Leabharlann midasCivil 2010 梁桥专题—梁格
梁格
模型 > 结构建模助手 >单箱多室箱梁梁格法建模助手>钢筋
输入整体截面的钢筋信息，分割截 面自动生成钢筋信息。
使用性能荷载组合勾选E(表示弹性验 算荷载组合）用来进行结构的正截面 压应力、斜截面主压应力验算、受拉 区钢筋的拉应力验算。
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Civil 2010 梁桥专题—梁格
【Midas】迈达斯CIVIL梁格法实例
旗开得胜概要 (2)设置操作环境 (6)定义材料和截面 (7)建立结构模型 (11)PSC截面钢筋输入 (13)输入荷载 (19)定义施工阶段 (33)输入移动荷载数据 (39)输入支座沉降 (43)运行结构分析 (45)查看分析结果 (46)PSC设计 (64)11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 。
图1. 简支变连续分析模型1桥梁的基本数据为了说明采用梁格法分析一般梁桥结构的分析的步骤，本例题采用了比较简单的分析模型——预应力T梁，可能与实际桥梁设计的内容有所不同。
本例题的基本参数如下：桥梁形式：三跨连续梁桥桥梁等级：I级桥梁全长：332＝96m桥梁宽度：15m设计车道：3车道图2. T型梁跨中截面图图3. T梁端部截面图1旗开得胜分析与设计步骤预应力混凝土梁桥的分析与设计步骤如下。
1.定义材料和截面特性材料截面定义时间依存性材料(收缩和徐变)时间依存性材料连接2.建立结构模型建立结构模型修改单元依存材料特性3.输入PSC截面钢筋4.输入荷载恒荷载(自重和二期恒载)预应力荷载钢束特性值钢束布置形状钢束预应力荷载温度荷载系统温度节点温度单元温度温度梯度梁截面温度5.定义施工阶段6.输入移动荷载数据1。
【Midas】迈达斯CIVIL梁格法实例
旗开得胜概要 (2)设置操作环境 (6)定义材料和截面 (7)建立结构模型 (11)PSC截面钢筋输入 (13)输入荷载 (19)定义施工阶段 (33)输入移动荷载数据 (39)输入支座沉降 (43)运行结构分析 (45)查看分析结果 (46)PSC设计 (64)11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 。
图1. 简支变连续分析模型1桥梁的基本数据为了说明采用梁格法分析一般梁桥结构的分析的步骤，本例题采用了比较简单的分析模型——预应力T梁，可能与实际桥梁设计的内容有所不同。
本例题的基本参数如下：桥梁形式：三跨连续梁桥桥梁等级：I级桥梁全长：332＝96m桥梁宽度：15m设计车道：3车道图2. T型梁跨中截面图图3. T梁端部截面图1旗开得胜分析与设计步骤预应力混凝土梁桥的分析与设计步骤如下。
1.定义材料和截面特性材料截面定义时间依存性材料(收缩和徐变)时间依存性材料连接2.建立结构模型建立结构模型修改单元依存材料特性3.输入PSC截面钢筋4.输入荷载恒荷载(自重和二期恒载)预应力荷载钢束特性值钢束布置形状钢束预应力荷载温度荷载系统温度节点温度单元温度温度梯度梁截面温度5.定义施工阶段6.输入移动荷载数据1选择规范定义车道定义车辆移动荷载工况7.支座沉降定义支座沉降组定义支座沉降荷载工况8.运行结构分析9.查看分析结果10.PSC设计PSC设计参数确定PSC设计参数PSC设计材料PSC设计截面位置运行设计查看设计结果1使用材料以及容许应力> 混凝土采用JTG04（RC）规范的C50混凝土>普通钢筋普通钢筋采用HRB335(预应力混凝土结构用普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采用带肋钢筋既HRB系列)>预应力钢束采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860钢束(φ15.2 mm)（规格分别有6束、8束、9束和10束四类）钢束类型为:后张拉钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)超张拉(开)预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/m)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:开始点:6mm结束点:6mm张拉力:抗拉强度标准值的75%>徐变和收缩条件水泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐水泥)28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm^2长期荷载作用时混凝土的材龄:=t5天o混凝土与大气接触时的材龄:=t3天s相对湿度: %RH=701旗开得胜1大气或养护温度: C °20=T 构件理论厚度:程序计算适用规范:中国规范(JTG D62-2004) 徐变系数: 程序计算 混凝土收缩变形率: 程序计算荷载静力荷载>自重由程序内部自动计算>二期恒载桥面铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等具体考虑：桥面铺装层：厚度80mm的钢筋混凝土和60mm的沥青混凝土，钢筋混凝土的重力密度为25kN/m3, 沥青混凝土的重力密度为23kN/m3。
迈达斯CIVIL梁格法实例
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44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。
图1. 简支变连续分析模型桥梁的基本数据为了说明采用梁格法分析一般梁桥结构的分析的步骤，本例题采用了比较简单的分析模型——预应力T梁，可能与实际桥梁设计的内容有所不同。
本例题的基本参数如下：桥梁形式：三跨连续梁桥桥梁等级：I级桥梁全长：3@32＝96m桥梁宽度：15m设计车道：3车道图2. T型梁跨中截面图图3. T梁端部截面图分析与设计步骤预应力混凝土梁桥的分析与设计步骤如下。
1.定义材料和截面特性材料截面定义时间依存性材料(收缩和徐变)时间依存性材料连接2.建立结构模型建立结构模型修改单元依存材料特性3.输入PSC截面钢筋4.输入荷载恒荷载(自重和二期恒载)预应力荷载钢束特性值钢束布置形状钢束预应力荷载温度荷载系统温度节点温度单元温度温度梯度梁截面温度5.定义施工阶段6.输入移动荷载数据选择规范定义车道定义车辆移动荷载工况7.支座沉降定义支座沉降组定义支座沉降荷载工况8.运行结构分析9.查看分析结果10.PSC设计PSC设计参数确定PSC设计参数PSC设计材料PSC设计截面位置运行设计查看设计结果使用材料以及容许应力> 混凝土采用JTG04（RC）规范的C50混凝土>普通钢筋普通钢筋采用HRB335(预应力混凝土结构用普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采用带肋钢筋既HRB系列)>预应力钢束采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860钢束(φ15.2 mm)（规格分别有6束、8束、9束和10束四类）钢束类型为:后张拉钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)超张拉(开)预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/m)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:开始点:6mm结束点:6mm张拉力:抗拉强度标准值的75%>徐变和收缩条件水泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐水泥)28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm^2长期荷载作用时混凝土的材龄:=t5天o混凝土与大气接触时的材龄:=t3天s相对湿度: %70RH=大气或养护温度:C=T°20构件理论厚度:程序计算适用规范:中国规范(JTG D62-2004)徐变系数: 程序计算混凝土收缩变形率: 程序计算荷载静力荷载>自重由程序内部自动计算>二期恒载桥面铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等具体考虑：桥面铺装层：厚度80mm的钢筋混凝土和60mm的沥青混凝土，钢筋混凝土的重力密度为25kN/m3, 沥青混凝土的重力密度为23kN/m3。
Midas例题（梁格法）：预应力混凝土连续T梁桥的分析与设计
Midas例题（梁格法）：预应⼒混凝⼟连续T梁桥的分析与设计北京迈达斯技术有限公司⽬录概要 (3)设置操作环境 (10)定义材料和截⾯特性 (11)建⽴结构模型 (21)PSC截⾯钢筋输⼊ (42)输⼊荷载 (44)定义施⼯阶段 (63)输⼊移动荷载数据 (73)运⾏结构分析 (80)查看分析结果 (81)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。
图1. 简⽀变连续分析模型桥梁的基本数据为了说明采⽤梁格法分析⼀般梁桥结构的分析步骤，本例题采⽤了⼀个⽐较简单的分析模型——⼀座由五⽚预应⼒T梁组成的3×32m桥梁结构，每⽚梁宽2.5m。
桥梁的基本数据取⾃实际结构但和实际结构有所不同。
本例题的基本数据如下：桥梁形式：三跨连续梁桥桥梁等级：I级桥梁全长：3@32＝96m桥梁宽度：12.5m设计车道：3车道图2. T型梁跨中截⾯图图3. T梁端部截⾯图使⽤材料以及容许应⼒> 混凝⼟采⽤JTG04（RC）规范的C50混凝⼟>普通钢筋普通钢筋采⽤HRB335(预应⼒混凝⼟结构⽤普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采⽤带肋钢筋既HRB系列) >预应⼒钢束采⽤JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860钢束(φ15.2 mm)（规格分别有6束、8束、9束和10束四类）钢束类型为:后张拉钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)超张拉(开)预应⼒钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2预应⼒钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3管道每⽶局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/m)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:开始点:6mm结束点:6mm张拉⼒:抗拉强度标准值的75%>徐变和收缩条件⽔泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐⽔泥)28天龄期混凝⼟⽴⽅体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm^2长期荷载作⽤时混凝⼟的材龄:=t5天o混凝⼟与⼤⽓接触时的材龄:=t3天s相对湿度: %RH=70⼤⽓或养护温度: CT=°20构件理论厚度:程序计算适⽤规范:中国规范(JTG D62-2004)徐变系数: 程序计算混凝⼟收缩变形率: 程序计算荷载静⼒荷载>⾃重由程序内部⾃动计算>⼆期恒载桥⾯铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等具体考虑：桥⾯铺装层：厚度80mm的钢筋混凝⼟和60mm的沥青混凝⼟，钢筋混凝⼟的重⼒密度为25kN/m3, 沥青混凝⼟的重⼒密度为23kN/m3。
MIDAS梁格法建模算例
^`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. (60)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。
迈达斯悬臂梁和简支梁示例
节点号(开), 单元号(开)
模型 / 节点 / 建立节点
坐标( 0, 0, 0 )
图7. 在原点(0, 0, 0)建立节点
将建立的节点复制到梁单元的各节点位置。(将12m长的梁单元分割成6等分)
自动对齐(开)
模型 / 节点/ 移动和复制
图2.工具条编辑窗口
将调出的工具条参考图3拖放到用户方便的位置。
(a)调整工具条位置之前
(b)调整工具条位置(b)调整工具条位置之后
图3.排列工具条
定义材料
使用CIVIL数据库中内含的材料Grade3来定义材料。
1. 点击 材料
2.点击
3.确认一般的材料号为‘1’（参考图4)
4.在类型栏中选择‘钢材’
在梁单元细部分析画面的下端选择截面表单，图形上就会给出左侧截面应力(Stress Section,图19的 )栏中选择的相应应力类型的结果。详细内容请参考在线帮助手册。
结果 / 梁单元细部分系
荷载工况/荷载组合>ST:NL; 单元号( 1 )
截面应力>Von-Mises
变截面；截面形状>工字形截面
名称：Taper；数据库：DB>GB-YB
ｉ端>HM440×300×11/18；ｊ端>HM194×150×6/9
偏心：中-上部 （顶平）
图5. 输入截面数据
输入节点和单元
CIVIL是为分析三维空间结构而开发的，对于二维平面内的结构需约束不需要的自由度。对此可通过选择结构类型简单地处理。
显示类型>变形(开) ;图例(开)
图18. 查看梁单元的弯曲应力
梁单元细部分析（Beam Detail Analysis）
MIDAS梁格建模助手例题
肢数: 2 肢数: 2
最大间距 : 0.61 m 直径: D19 肢数 : 2
9@0.82 直径: D19 肢数 : 2
18@0.41 直径: D19 肢数 : 2
Step
08 钢筋 模型 >结构建模助手 >单箱多室箱梁梁格法 >
步骤
1
1 选择“钢筋”表单
2
2 选择“盖梁”表单
选择“桥墩1”表单
3 输入抗剪钢筋的最大间距 : 0.61
截面分配：每个跨径内也可定义变截面。
7
midas Civil Tutorial
注意事项 > 单箱多室箱梁梁格建模助手可适用的截面为“单箱多室”、“单箱多室 2”、“设计用数值截面”，多室的数量也要两个以上。
Step
03 模型 >结构建模助手>单箱多室箱梁梁格法 > 跨度
步骤 1 在“跨度”表单中，定义各跨度的支点位
Step
02 模型 > 结构建模助手> 单箱多室箱梁梁格法 > 布置
布置表单
< 横向构件排列 > 1) 平行：与斜交角度无关，与Y轴平行排列横梁。 2) 倾斜：根据斜交角度倾斜排列横向。
5
midas Civil Tutorial
< 支座约束方向 > 切向
固定支座的连线方向
Step
02 模型 > 结构建模助手>单箱多室箱梁梁格法 > 布置
2 3
4 5
2 midas Civil Tutorial
0.8 L
Ref. Z : 底
0.4 L
Ref. Z : 顶
0.6 L
Ref. Z : 底
0.4 L
迈达斯midas梁桥专题—梁格
Integrated Solution System for Bridge and Civil Strucutres目录一、剪力-柔性梁格理论1. 纵梁抗弯刚度.......................................................................32.横梁抗弯刚度....................................................................... 43.纵梁、横梁抗弯刚度........................................................... 44.虚拟边构件及横向构件刚度.. (5)三、采用梁格建模助手生成梁格模型二、单梁、梁格模型多支座反力与实体模型结果比较1. 前言.......................................................................................72. 结构概况...............................................................................73. 梁格法建模助手建模过程及功能亮点...............................114. 修改梁格..............................................................................225. 在自重、偏载作用下与FEA 实体模型结果比较. (24)四、结合规范进行PSC 设计1.纵梁抗弯刚度【强制移轴（上部结构中性轴）法】一、剪力-柔性梁格理论a.各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合b.强制移轴，使各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合，等效纵梁抗弯刚度2.横向梁格抗弯刚度3.纵梁、横梁抗扭刚度4.虚拟边构件及横向构件刚度此处d’为顶板厚度。
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北京迈达斯技术有限公司目录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。
图1. 简支变连续分析模型桥梁的基本数据为了说明采用梁格法分析一般梁桥结构的分析的步骤，本例题采用了比较简单的分析模型——预应力T梁，可能与实际桥梁设计的内容有所不同。
本例题的基本参数如下：桥梁形式：三跨连续梁桥桥梁等级：I级桥梁全长：3@32＝96m桥梁宽度：15m设计车道：3车道图2. T型梁跨中截面图图3. T梁端部截面图?分析与设计步骤预应力混凝土梁桥的分析与设计步骤如下。
1.定义材料和截面特性材料截面定义时间依存性材料(收缩和徐变)时间依存性材料连接2.建立结构模型建立结构模型修改单元依存材料特性3.输入PSC截面钢筋4.输入荷载恒荷载(自重和二期恒载)预应力荷载钢束特性值钢束布置形状钢束预应力荷载温度荷载系统温度节点温度单元温度温度梯度梁截面温度5.定义施工阶段6.输入移动荷载数据选择规范定义车道定义车辆移动荷载工况7.支座沉降定义支座沉降组定义支座沉降荷载工况8.运行结构分析9.查看分析结果10.PSC设计PSC设计参数确定PSC设计参数PSC设计材料PSC设计截面位置运行设计查看设计结果使用材料以及容许应力> 混凝土采用JTG04（RC）规范的C50混凝土>普通钢筋普通钢筋采用HRB335(预应力混凝土结构用普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采用带肋钢筋既HRB系列)>预应力钢束采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860钢束(φ mm)（规格分别有6束、8束、9束和10束四类）钢束类型为:后张拉钢筋松弛系数(开),选择JTG04和(低松弛)超张拉(开)预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:(1/m)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:开始点:6mm结束点:6mm张拉力:抗拉强度标准值的75%>徐变和收缩条件水泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐水泥)28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm^2长期荷载作用时混凝土的材龄:=t5天o混凝土与大气接触时的材龄:=t3天s相对湿度: %RH=70大气或养护温度: CT=°20构件理论厚度:程序计算适用规范:中国规范(JTG D62-2004)徐变系数: 程序计算混凝土收缩变形率: 程序计算荷载静力荷载>自重由程序内部自动计算>二期恒载桥面铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等具体考虑：桥面铺装层：厚度80mm的钢筋混凝土和60mm的沥青混凝土，钢筋混凝土的重力密度为25kN/m3, 沥青混凝土的重力密度为23kN/m3。
每片T梁宽，所以铺装层的单位长度质量为：（×25+×23）×=m2.护墙、栏杆和灯杆荷载：以m2计。
二期恒载＝桥面铺装＋护墙、栏杆和灯杆荷载＝+＝12kN/m2。
>预应力荷载分成正弯矩钢束和负弯矩钢束典型几束钢束的具体数据：在本例题中预应力钢束的编号处理如下AtB－C：A表示第几跨；B表示该跨的第几根主梁，主梁编号从桥梁纵向右侧开始编号，最左为1，以次及彼；C表示第几根预应力索，索编号从Z向由上到下编号。
在本例题中，表中仅列出了正负弯矩的各跨中的最典型的部分，其余的钢束坐标如下：正弯矩部分钢束，每跨的钢束只是横向坐标不同，其余坐标相同，横向坐标即为各主梁的横向坐标；负弯矩部分钢束，每根主梁的钢束只是横向坐标不同，横向坐标差即为各主梁之间的横向坐标差。
移动荷载适用规范：公路工程技术标准(JTG B01-2003)荷载种类：公路I级，车道荷载，即CH-CD设置操作环境打开新文件(新项目)，以 ‘简支变连续’ 为名保存(保存)。
将单位体系设置为 ‘tonf ’和‘m ’。
该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。
文件/ 新项目文件 /保存 ( PSC Beam )工具 / 单位体系长度> m ; 力>tonf图4. 单位体系设定单位体系还可以通过点击画面下端状态条的单位选择键()来进行转换。
定义材料和截面特性定义结构所使用的混凝土和钢束的材料特性。
模型/ 材料和截面特性 / 材料类型>混凝土 ; 规范> JTG04（RC）数据库> C50名称(Strand1860 ) ; 类型>钢材 ; 规范> JTG04（S）数据库> Strand1860图5. 定义材料对话框同时定义多种材料特性时，使用键可以连续输入。
定义截面本例题的桥梁结构的截面型式采用的是比较简单的预应力T梁结构，本结构采用的T梁的中间16m是等截面部分，而在两端各8m的范围内是变截面。
模型 /材料和截面特性 / 截面数据库/用户> 截面号 (1) ; 名称 (端部变截面左)截面类型>变截面>PSC-工形尺寸对称:(开)拐点： JL1(开)尺寸IS1－自动(开), S2－自动(开), S3－自动(开), T－自动(开)HL1: ; HL2: ;HL2-1: 0 ; HL3: ; HL4: ; HL5:BL1: ; BL2: ; BL2-1: ; BL4: ;尺寸JS1－自动(开), S2－自动(开), S3－自动(开), T－自动(开)HL1: ; HL2: ;HL2-1: 0 ; HL3: ; HL4: ; HL5:BL1: ; BL2: ; BL2-1: ; BL4: ;X轴变化：一次方程Y轴变化：一次方程考虑剪切变形(开)偏心>中-下部图6. 端部变截面截面数据模型 /材料和截面特性 / 截面数据库/用户> 截面号 (2) ; 名称 (跨中等截面) 截面类型>PSC-工形截面名称:None对称:(开) ;变截面拐点: JL1(关) ;剪切验算:Z1自动:(开); Z2自动: (开)抗剪用最小腹板厚度t1:自动(开); t2:自动(开); t3:自动(开)抗扭用: (开)HL1: ; HL2: ; HL3: ; HL4: ; HL5:BL1: ; BL2: ; BL4: ;考虑剪切变形(开)偏心>中-下部图7. 跨中等截面模型 /材料和截面特性 / 截面数据库/用户> 截面号 (3) ; 名称 (端部变截面右)截面类型>变截面>PSC-工形尺寸对称:(开)拐点： JL1(开)尺寸IS1－自动(开), S2－自动(开), S3－自动(开), T－自动(开)HL1: ; HL2: ;HL2-1: 0 ; HL3: ; HL4: ; HL5:BL1: ; BL2: ; BL2-1: ; BL4: ;尺寸JS1－自动(开), S2－自动(开), S3－自动(开), T－自动(开)HL1: ; HL2: ;HL2-1: 0 ; HL3: ; HL4: ; HL5:BL1: ; BL2: ; BL2-1: ; BL4: ;X轴变化：一次方程Y轴变化：一次方程考虑剪切变形(开)偏心>中-下部图8. 端部变截面右模型 /材料和截面特性 / 截面数据库/用户> 截面号 (4) ; 名称 (端部横梁)截面类型>变截面>PSC-T形尺寸对称:(开)左侧HL1: ;HL3: ; BL1: ;BL3: ; BL4:考虑剪切变形: (开)剪切验算:Z1－自动(开); Z3－自动(开)抗剪用最小腹板厚度:t1－自动(开); t2－自动(开); t3－自动(开) 抗扭用: 自动(开)偏心>中-下部显示截面特性:修改自动计算的刚度(开)ASY: ; ASZ: m2 ;Ixx: m4 ; Iyy: 0. m4 ; Izz: m4图9. 端部横梁模型 /材料和截面特性 / 截面数据库/用户> 截面号 (5) ; 名称 (中部横梁)截面类型>变截面>PSC-T形尺寸对称:(开)左侧HL1: ;HL3: ; BL1: ;BL3: ; BL4:考虑剪切变形: (开)剪切验算:Z1－自动(开); Z3－自动(开)抗剪用最小腹板厚度:t1－自动(开); t2－自动(开); t3－自动(开) 抗扭用: 自动(开)偏心>中-下部显示截面特性:修改自动计算的刚度(开)ASY: ; ASZ: m2 ;Ixx: m4 ; Iyy: 0. m4 ; Izz: m4图10. 中部横梁定义材料时间依存特性并连接为了考虑混凝土材料的徐变、收缩对结构的影响，下面定义材料的时间依存特性。
材料的时间依存特性参照以下数据来输入。
➢ 28天强度 : f ck = 5000 tonf/m 2➢ 相对湿度 : RH = 70 %➢ 理论厚度 : 1m(采用程序自动计算) ➢ 水泥种类：普通硅酸盐水泥 5 ➢ 开始收缩时的混凝土材龄 : 3天模型 /材料和截面特性 /时间依存性材料(徐变和收缩)名称 (Shrink and Creep) ; 设计标准>China(JTG D62-2004) 28天材龄抗压强度 (5000)环境年平均相对湿度(40 ~ 99) (70)构件的理论厚度 (1)水泥种类系数(Bsc):5开始收缩时的混凝土材龄 (3)图11. 定义材料的徐变和收缩特性截面形状比较复杂时，可使用模型>材料和截面特性值>修改单元材料时间依存特性 的功能来输入h 值。
理论厚度与结构模型有关，只有在建立了结构模型后才能确定理论厚度，所以此处先设定一个1m 的厚度，在建立结构目新后再对其进行修正。
相对湿度根据结构所处的实际环境来确定，此处设定为70％。
参照图11将一般材料特性和时间依存材料特性相连接。
即将时间依存材料特性赋予相应的材料。
模型 / 材料和截面特性 / 时间依存材料连接时间依存材料类型>徐变和收缩>徐变和收缩选择指定的材料>材料>1:C50 选择的材料图12. 时间依存性材料连接建立结构模型采用建立节点和建立单元的常规步骤来建立结构模型建立纵梁点格(开) ; 捕捉点(关) ; 捕捉轴线(关) 单元(开)正面 ; 自动对齐模型>节点>建立节点坐标 (0,0,0)复制次数:0距离: 0 0 0图13. 建立节点模型>节点> 移动/复制节点形式:复制复制和移动:任意间距方向:X (开) ; 间距: 8 16 8 8 16 8 8 16 8图14. 复制形成全桥节点模型>单元> 建立单元单元类型:一般梁/变截面梁材料:号 1 名称 C50截面:号 3 名称端部变截面左截面:号 2 名称跨中等截面节点连接: 1 2 节点连接:2 3截面:号 1 名称端部变截面右截面:号 3 名称端部变截面左节点连接: 3 4 节点连接:4 5截面:号 2 名称跨中等截面截面:号 1 名称端部变截面右节点连接: 5 6 节点连接:6 7截面:号 3 名称端部变截面左截面:号 2 名称跨中等截面节点连接: 7 8 节点连接:8 9截面:号 1 名称端部变截面右节点连接: 9 10图15. 最右边纵向T梁分割单元现在建立的单元长度很长，现在对单元进行分割，分割的标准是根据结构的实际布置来确定。