midas截面几何性质计算

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截面几何特性怎么计算公式

截面几何特性的计算公式。

截面几何特性是指在工程学和物理学中，用来描述截面形状和尺寸的一些参数，这些参数对于材料的强度、刚度和形变等性能具有重要的影响。在工程设计和分析中，我们经常需要计算截面的一些特性，比如面积、惯性矩、截面模量等。下面我们将介绍一些常见的截面几何特性的计算公式。

1. 面积。

截面的面积是描述截面大小的一个重要参数，通常用A表示，其计算公式为：

A = ∫y dA。

其中y是截面某一点到参考轴的距离，dA表示微元面积。对于简单几何形状

的截面，可以直接通过几何关系计算出面积，比如矩形的面积为长乘以宽，圆形的面积为πr^2。

2. 惯性矩。

截面的惯性矩描述了截面对于转动的惯性，通常用I表示，其计算公式为：

I = ∫y^2 dA。

对于简单几何形状的截面，可以通过几何关系计算出惯性矩，比如矩形的惯性

矩为bh^3/12，圆形的惯性矩为πr^4/4。

3. 截面模量。

截面模量描述了截面对拉伸和压缩的抵抗能力，通常用S表示，其计算公式为：S = I/c。

其中c为截面到参考轴的距离。对于简单几何形状的截面，可以通过几何关系

计算出截面模量，比如矩形的截面模量为bh^2/6，圆形的截面模量为πr^3/4。

4. 弯曲模量。

截面的弯曲模量描述了截面对弯曲的抵抗能力，通常用W表示，其计算公式为：

W = S/y_max。

其中y_max为截面到参考轴的最大距离。对于简单几何形状的截面，可以通过几何关系计算出弯曲模量，比如矩形的弯曲模量为bh^2/4，圆形的弯曲模量为π

r^3/2。

5. 截面形心。

MIDAS截面特性计算器使用说明

5
MIDASIT(http://www.midasIT.com)
材料号和名称换算截面的基准截面
材料号和名称 <图7>联合截面的各部分输出的材料信息
Curve -Width:表示线的厚度。 -ID:在操作窗口中显示线的编号。 Point -Display:在操作窗口中显示点。 -ID:在操作窗口中显示点的编号。 ClosedLoop -Display:在操作窗口中显示封闭曲线。 -ID:在操作窗口中显示封闭曲线的编号。 CoordinateAxis -Display:在操作窗口中显示当前坐标系的坐标轴。
因为截面对x轴和y轴是对称的，所以只要建立左侧上端的1/4部分，然后通过对称复制就可以建立整个截面。
首先，点击工具条的(Setting)图标
在General里将单位设定为kgf 、 mm ，取消Display 里的使模型在整个建模过
Coordinate Axis的Display选项，然后点击工具条的(ZoomAuto-Fit)图标，程中都可以按操作窗口自动对齐。
4
MIDAS/SPC(SectionalPropertyCalculator)
在树形菜单、工具条、关联菜单里提供了所有与SPC的建模及截面计算相关的功能，用户可以很方便地调出各项功能来进行建模和计算。
设定单位体系、显示/隐藏模型信息、设定颜色等可在工具条里点击(Setting)，或者在Tools>Setting 进行设定。

迈达斯截面特性简介

. sax对x轴的面积矩

say对y轴的面积矩

ixx,iyy,ixy分别是对x轴的惯性矩，y轴惯性矩，xy的截面惯性积，对应于材料力学

帮助文件说明如下：

Asy：单元局部坐标系y轴方向的有效抗剪面积(Effective Shear Area)。

Asz：单元局部坐标系z轴方向的有效抗剪面积(Effective Shear Area)。

Ixx：对单元局部坐标系x轴的扭转惯性距(Torsional Resistance)。

Iyy：对单元局部坐标系y轴的惯性距(Moment of Inertia)。

Izz：对单元局部坐标系z轴的惯性距(Moment of Inertia)。

Cyp：沿单元局部坐标系+y轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。Cym：沿单元局部坐标系-y轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。Czp：沿单元局部坐标系+z轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。Czm：沿单元局部坐标系-z轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。Qyb：沿单元局部坐标系z轴方向的剪切系数。

Qzb：沿单元局部坐标系y轴方向的剪切系数。

Peri:O ：截面外轮廓周长。

Peri:I ：箱型或管型截面的内轮廓周长。

Cent:y ：从截面最左侧到形心轴的距离。

Cent:z ：从截面最下端到形心轴的距离。

y1、z1：截面左上方最边缘点的y、z坐标。

y2、z2：截面右上方最边缘点的y、z坐标。

y3、z3：截面右下方最边缘点的y、z坐标。

y4、z4：截面左下方最边缘点的y、z坐标。

02-Midas Civil截面特性计算器SPC

Midas Civil截面特性计算器SPC

1、截面特性计算器

①截面特性计算器的功能

使用截面特性计算器的目的是为了导入在midas中无法直接建立的截面。

②截面特性计算器的使用标准流程

1)首先在CAD中画好所要导入的截面，并另存为dxf格式的文件。

2)打开截面特性计算器，导入dxf文件。

3)使用”Model>Section>Generate”功能形成截面，在”Name”中输入截面的名称（方便后面导入时截面的识别），并勾选其中的”Calculate Properties Now”，同时完成截面特性的计算。

4)使用”Model>Section>Export”功能导出sec文件，勾选其中的”MIDAS Sectin File”，命名后即可导出需要的sec文件。

5)然后在”File>Save”中保存spc文件，以便以后查询，或直接退出，程序会提示是否保存。

③在midas中导入上面形成的截面。

打开midas的“模型-材料和截面特性-截面”，点击“添加”，点击PSC选项，在下拉框中选择“PSC-数值”，点击“从SPC中导入截面”，选择相应的sec文件即可。（若sec中含有多个截面，会弹出对话框，选择所需要的截面即可。）

2、利用截面特性计算器绘制特殊截面双拼45a工字钢

①在CAD绘制双拼45a工字钢截面图形，另存为dxf格式文件。②打开截面特性计算器，导入双拼45a工字钢dxf文件。File>Import>AutoCAD DXF>OK

③使用”Model>Section>Generate ”功能形成截面，在”Name ”中输入截面的名称，Type:Plane,Angle:2,Apply 。

midas学习_PSC_截面设计验算

- 首先按照规范中公式（5.2.2-1）和公式（5.2.3-2）在不考虑预应力钢筋作用的情况
下估算截面的受压区高度 x ，然后按照规范中公式（5.2.2-2）、公式（5.2.3-1）、公
式（5.2.3-3）结合已知的预应力钢筋用量估算普通钢筋的用量。注意，当对梁底和
梁顶分别进行钢筋估算时，程序采用的是相应位置的荷载组合 M d 及 h0 。表格中的 M j 为承载能力极限荷载组合（不考虑钢束作用）的最大值。
不提供第 7)、8)项验算
不提供第 7) 、8)项验算
部分预应力 A类
不提供第 7)、12)项验算
不提供第 7)项验算不提供第 7)项验算
源自文库
部分预应力 B类
不提供第 3)、12)项验算
不提供第 3)项验算
* 以上不提供验算的项目均为规范中不要求验算的内容
不提供第 3)项验算
6.7.1 版验算内容与 6.7.0 版验算内容对应关系
- 当应用公式（6.4.3-1）进行裂缝宽度计算时，公式中的C1为钢筋表面形状系数，在程序中默认值为1.0，该值对应的是采用带肋钢筋时的系数，当采用光面钢筋时C1 值应取1.4，因此应在裂缝宽度验算结果表格中手动的将裂缝宽度均乘以1.4得到相应的采用光面钢筋时结构的裂缝宽度计算值。
- 公式（6.4.3-1）中的C2的取值根据计算裂缝宽度位置的不同所取的荷载组合也不同，

截面几何性质计算

计算过上部的人都知道，在计算横向力分布系数和冲击系数的时候都需要计算截面的抗弯惯距和抗扭惯距，下面就介绍几种方法来计算抗弯惯距和抗扭惯距（本教程拿30米简支转连续箱梁截面做样例）：

一、在AUTOCAD中有一个命令massprop可以计算截面的面积、周长、质心、惯性矩

操作简介：

1、首先在CAD中画出如下图的图形；

2、用region命令将图形转化成内外两个区域；

3、用subtract命令求内外区域的差集；

4、用move命令将图形移动至（0，0，0），用scale命令将图形单位调整为米；

5、用massprop命令计算截面性质（可惜这个命令不能计算抗扭惯距）

Command: mas MASSPROP

Select objects: 1 found

Select objects:

---------------- REGIONS ----------------

Area（面积）: 1.2739

Perimeter（周长）: 13.7034

Bounding box（边缘）: X: -1.7000 -- 1.7000

Y: 0.0000 -- 1.6000

Centroid（质心）: X: 0.0000

Y: 1.0458

Moments of inertia: X: 1.7883

Y: 0.7922

Product of inertia: XY: 0.0000

Radii of gyration: X: 1.1848

Y: 0.7886

Principal moments and X-Y directions about centroid:

Midas Civil建模设计用数值截面-截面参数设置

midas Civil 技术资料

----设计用数值截面-截面参数设置

midas Civil 技术资料

1 ----设计用数值截面-截面参数设置 1 1问题提出

2 2设计截面定义及参数设置 2 2.1设计用数值截面定义 2 2.2设计用数值截面-参数设置 4 3箱形截面-受扭塑性抵抗矩W t 计算示例 7 参考文献

北京迈达斯技术有限公司桥梁部

2013/04/27

1问题提出

设计用数值截面，矩形、T形、I形截面参数如何设置是非常重要的，关系到设计容许值的结果。大家可结合如下所述，对照规范公式进行理解。

2设计截面定义及参数设置

2.1设计用数值截面定义

1．在CAD中绘制设计截面，如图2-1所示，并存为*.dxf文件，分别为矩形、箱形、T形、I形。单位：m

图2-1 截面参数设置-设计截面

图2-2 创建截面

2．Civil—工具—截面特性值计算器，计算各截面特性并存为midas section file文件，如图2-2、2-3、2-4所示。

图2-3 计算截面特性

图2-4 导入sec类型文件

在Civil中定义截面时，设计用数值截面可直接导入，具体操作略。

2.2设计用数值截面-参数设置

1．矩形截面

图2-5 矩形数值截面参数输入

矩形可看做只有中腹板，无翼缘厚度的箱形截面来理解设计截面参数的输入。

（1）“设计参数”中：

T1（上翼缘厚度），填入一个可忽略的较小值，；

T2（下翼缘厚度），填写0；

BT（箱形截面外腹板中心距离），填写0；矩形截面该值不起作用；

HT（箱形截面上、下翼缘的中心距离），截面高度，对应D62-04式5.5.2-1中的h值。

MIDAS截面特性值计算器

问: 在SPC(截面特性值计算器)中DXF文件的应用

答: 步骤如下：

1.先在Tools>Setting中选择相应的单位体系。如果在CAD中按米画的则选择米。

2. 然后导入DXF

3. 然后在model>curve>intersect中进行交叉计算，以避免在CAD中有没有被分割的线段。

4. 在Section>Generate中定义截面名称。

5. 然后计算特性值。(也可直接在第4项中计算)

当截面中有内部空心时，可在进行4项后进行下列操作。

a. 在Section>Domain State中选择各部分是否为“空”，当区域中有红色亮显时，按左键为实心，按右键为空心(请看程序中信息窗口的说明提示)。

当截面有不同材料组成时(可超过2种)，在进行完上面a操作后，进行下列操作。

b. 在Section>Domain Material中选择各区域材料。需先定义材料名称和特性值。

在赋予各区域材料特性时，应选择某个材料为基本材料，一般选择混凝土。

在计算不同材料组成的截面的特性值时，应选择相应的单元尺寸。一般来说划分越细越好，但划分的太细计算时间会很长。一般在钢骨混凝土中选择钢板厚度的一半即可。

4 5 6 7

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16 17

18 19

20 21

22 23 24

midas_civil简支梁模型计算

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。

图1-1横截面

1.2迈达斯建模计算的一般步骤

第一步：建立结点

前第二步：建立单元

处

第三步：定义材料和截面

理

第四步：定义边界条件

第五步：定义荷载工况

第六步：输入荷载

第七步：分析计算

后

处

理

第八步：查看结果

1.3具体建模步骤

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:\Documentsand 桌面迈达斯模型01。

第02步：启动MidasCivil.exe，程序界面如图1-2所示。

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:\Documentsand

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:\Documentsand 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

midas设计用数值截面-截面参数设置

midas Civil 技术资料

----设计用数值截面-截面参数设置

midas Civil 技术资料

1 ----设计用数值截面-截面参数设置 1 1问题提出

2 2设计截面定义及参数设置 2 2.1设计用数值截面定义 2 2.2设计用数值截面-参数设置 4 3箱形截面-受扭塑性抵抗矩W t 计算示例 7 参考文献

北京迈达斯技术有限公司桥梁部

2013/04/27

1问题提出

设计用数值截面，矩形、T形、I形截面参数如何设置是非常重要的，关系到设计容许值的结果。大家可结合如下所述，对照规范公式进行理解。

2设计截面定义及参数设置

2.1设计用数值截面定义

1．在CAD中绘制设计截面，如图2-1所示，并存为*.dxf文件，分别为矩形、箱形、T形、I形。单位：m

图2-1 截面参数设置-设计截面

图2-2 创建截面

2．Civil—工具—截面特性值计算器，计算各截面特性并存为midas section file文件，如图2-2、2-3、2-4所示。

图2-3 计算截面特性

图2-4 导入sec类型文件

在Civil中定义截面时，设计用数值截面可直接导入，具体操作略。

2.2设计用数值截面-参数设置

1．矩形截面

图2-5 矩形数值截面参数输入

矩形可看做只有中腹板，无翼缘厚度的箱形截面来理解设计截面参数的输入。

（1）“设计参数”中：

T1（上翼缘厚度），填入一个可忽略的较小值，；

T2（下翼缘厚度），填写0；

BT（箱形截面外腹板中心距离），填写0；矩形截面该值不起作用；

HT（箱形截面上、下翼缘的中心距离），截面高度，对应D62-04式5.5.2-1中的h值。

midas建模计算(预应力混凝土连续箱梁桥)

midas建模计算（预应力混凝土连续箱梁桥）

纵向计算模型的建立

1.设置操作环境

1.1打开新项目，输入文件名称，保存文件

1.2在工具-单位体系中将单位体系设置为“m”,“KN”,“kj”和“摄氏”。

2．材料与截面定义

2.1 材料定义

右键-材料和截面特性-材料。C50材料定义如下图所示。

需定义四种材料：主梁采用C50混凝土，立柱、盖梁及桥头搭板采用C30混凝土，基桩采用C25混凝土。预应力钢绞线采用1860级高强低松弛s 15.24钢绞线。钢绞线定义时，设计类型：钢材；规范：JTG04（S）；数据库：strand 1860,名称：预应力钢筋

2.2 截面定义

2.2.1 利用SPC（截面特性值计算器）计算截面信息

（1）在CAD中x-y平面内，以mm为单位绘制主梁所有的控制截面，以DXF 格式保存文件；绘图时注意每个截面必须是闭合的，不能存在重复的线段，并且对于组成变截面组的线段，其组成线段的个数应保持一致。

（2）在midas工具中打开截面特性计算器（SPC），在Tools-Setting中将单位设置为“KN”和“mm”；

（3）从File-Import-Autocad DXF导入DXF截面；

（4）从Model-Section-Generate中选择“Type-Plane”；不勾选“Merge Straight Lines”前面的复选框；Name-根据截面所在位置定义不同的截面名称从而生成截面信息；

（5）在Property-Calculate Section Property 中设置划分网格的大小和精度，然后计算各截面特性；

Midas Civil建模设计用数值截面截面参数设置

midas Civil 技术资料

----设计用数值截面-截面参数设置

midas Civil 技术资料

1 ----设计用数值截面-截面参数设置 1 1问题提出

2 2设计截面定义及参数设置 2 2.1设计用数值截面定义 2 2.2设计用数值截面-参数设置 4 3箱形截面-受扭塑性抵抗矩W t 计算示例 7 参考文献

北京迈达斯技术有限公司桥梁部

2013/04/27

1问题提出

设计用数值截面，矩形、T形、I形截面参数如何设置是非常重要的，关系到设计容许值的结果。大家可结合如下所述，对照规范公式进行理解。

2设计截面定义及参数设置

2.1设计用数值截面定义

1．在CAD中绘制设计截面，如图2-1所示，并存为*.dxf文件，分别为矩形、箱形、T形、I形。单位：m

图2-1 截面参数设置-设计截面

图2-2 创建截面

2．Civil—工具—截面特性值计算器，计算各截面特性并存为midas section file文件，如图2-2、2-3、2-4所示。

图2-3 计算截面特性

图2-4 导入sec类型文件

在Civil中定义截面时，设计用数值截面可直接导入，具体操作略。

2.2设计用数值截面-参数设置

1．矩形截面

图2-5 矩形数值截面参数输入

矩形可看做只有中腹板，无翼缘厚度的箱形截面来理解设计截面参数的输入。

（1）“设计参数”中：

T1（上翼缘厚度），填入一个可忽略的较小值，；

T2（下翼缘厚度），填写0；

BT（箱形截面外腹板中心距离），填写0；矩形截面该值不起作用；

HT（箱形截面上、下翼缘的中心距离），截面高度，对应D62-04式5.5.2-1中的h值。

截面几何特性与midas中将荷载转化成质量及收缩徐变计算

在平面弯曲和斜弯曲情形下，横截面与应力平面的交线上各点的正应力值均为零，这条交线称为中性轴。变形时，横截面将绕中性轴转动。所有截面中性轴组成的平面称为中性面。对于平面弯曲，截面的一对形心主轴之一必为某一平面弯曲的中性轴（中心轴只针对纯弯曲而言）。

面的形心就是截面图形的几何中心，质心是针对实物体而言的，而形心是针对抽象几何体而言的，对于密度均匀的实物体，质心和形心重合。

Xc=[∫a(ρxdA)]/ρA=[∫a(xdA)]/A=Sy/A

^3表示3次

1. 关于截面几何特性与midas 中将荷载转化成质量的研究毛截面几何特性的计算

桥梁中的T 形、工字形截面、箱形截面都可分成许多梯形，设任意梯形如图1所示，上底、下底、高分别为 a 、b 、h ，他的几何特性为：

面积：()1

A 2

a b h =+⨯

形心轴位置：()

23c b a

y h a b +=

对形心轴的惯性矩：()()

332436c h a ab b I a b ++=

为了能够清楚理解形心轴、和惯性矩的概念，下面推导一下公式的由来

加入有一根简支梁，截面为上述梯形截面

材料为钢材或者拉压本构关系（*E σε=）相同的材料（混凝土

未开裂前可近似认为此种材料）

为了求的这个截面的抗弯承载能力，那么进行截面分析，认为截面符合平截面假设。截面上受拉区与受压区的边界线为中性轴为了使截面保持平衡，必须使得受压区合力=受拉区合力

h h 0

*()c c

y y c F dA E x dA σφ--==⎰

⎰

合力

t *()c

y y F dA E x dA σφ--==⎰⎰

Midas截面特性计算器的使用详细说明

midas允许用户自定义截面形式，不管那种形式的截面，都要先绘制然后在section的generate 里面用plane形式或line形式进行截面特性的计算。

绘制截面前事先根据单位和截面大小设置grid size大小，auto fit 选择开，这点非常重要，有时需要关闭坐标系和线宽的显示。

方式一

1. point绘制,

在point设定起始点，让后tanslate里面的copy,connect by line 这样可以实现线的绘制. 2. 绘制完成截面后使用而且必须使用section 的generate里面用plane形式完成截面网格划分和特性的计算.

注意：此时线宽width是无效的

方式二：

1.curve方式绘制

在line里绘制，用线宽选项生成有宽度的线条，程序根据这个宽度计算截面特性,对于薄壁截面几乎可以准确计算其抗扭刚度，所以不是薄壁界面的闭合截面，应尽量不使用line 方式计算其特性.

2. 绘制完成截面后使用而且必须使用section的generate里面用plane形式完成截面网格划分和特性的计算.

注意：此时线宽width是必须的.使用镜像功能时，可能要指定其对齐方式，此时需要用到model，curve里面的change width。

curve方式绘制的截面必须闭合，(model---curve--closed loop--regester),选择要闭合的线条（此时可能要关闭线宽显示以方便选中该线）之后才能进行section--line方式生成截面。

迈达斯-截面特性值计算器

�
。)c/I=Z :suludoM noitceS(拒抗抵面截出输还 �外以性特面截的算计所CPS出输除。出输式形格表以里件文本文在值性特面截种各件文本文。点成生动自会置位心形的面截在。件文的式格FXD出输以可状形面截的立建里CPS在件文 FXD DACotuA 。理处0按均值些这�果结算计的数系切剪、积面切剪、长周的面截供提不 C P S � 外另。根方平的积面效有面截为长边其 �形方正个一立建式形”值数“的中库据数面截]neG[ liviC/SADIM按是而�状形面截的体具出导法无时此件文]TGM[ TCM 的]neG[ liviC/SADIM � � �
)时面截合联( 料材准基的算换表列面截
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midas设计用数值截面-截面参数设置

midas Civil 技术资料

----设计用数值截面-截面参数设置

midas Civil 技术资料

1 ----设计用数值截面-截面参数设置 1 1问题提出

2 2设计截面定义及参数设置 2 2.1设计用数值截面定义 2 2.2设计用数值截面-参数设置 4 3箱形截面-受扭塑性抵抗矩W t 计算示例 7 参考文献

北京迈达斯技术有限公司桥梁部

2013/04/27

1问题提出

设计用数值截面，矩形、T形、I形截面参数如何设置是非常重要的，关系到设计容许值的结果。大家可结合如下所述，对照规范公式进行理解。

2设计截面定义及参数设置

2.1设计用数值截面定义

1．在CAD中绘制设计截面，如图2-1所示，并存为*.dxf文件，分别为矩形、箱形、T形、I形。单位：m

图2-1 截面参数设置-设计截面

图2-2 创建截面

2．Civil—工具—截面特性值计算器，计算各截面特性并存为midas section file文件，如图2-2、2-3、2-4所示。

图2-3 计算截面特性

图2-4 导入sec类型文件

在Civil中定义截面时，设计用数值截面可直接导入，具体操作略。

2.2设计用数值截面-参数设置

1．矩形截面

图2-5 矩形数值截面参数输入

矩形可看做只有中腹板，无翼缘厚度的箱形截面来理解设计截面参数的输入。

（1）“设计参数”中：

T1（上翼缘厚度），填入一个可忽略的较小值，；

T2（下翼缘厚度），填写0；

BT（箱形截面外腹板中心距离），填写0；矩形截面该值不起作用；

HT（箱形截面上、下翼缘的中心距离），截面高度，对应D62-04式5.5.2-1中的h值。

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MIDAS截面特性计算器使用说明

迈达斯截面特性简介

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Midas Civil建模设计用数值截面截面参数设置