迈达斯截面特性简介
迈达斯midas-FEA介绍
模型网格图
顶推和预应力共同作用下顶面 横桥向应力分布
顶推作用下顶面横桥向应力分布
预应力布置图
/fea
顶推和预应力共同作用下侧面 竖向应力分布
顶推作用下侧面横桥向应力分布
闵浦二桥索塔锚固段细部分析
LF＝1.95p
裂缝发展步骤
LF＝2.25p
LF＝2.85p
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000
500 106.46
0
桥교台대부外외侧측
3388.42 2281.49
257.17
桥교대台부内내측侧
主주탑塔부外외측 侧 主주탑 塔부内내侧측
桥台支座 外侧(%) 内侧(%)
29.3
70.7
主塔支座 外侧(%) 内侧(%)
29.3
70.7
内外侧支座反力比率
0.8
0.7
외측복부
내측복부
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
거리(m)
内外侧腹板承担的剪力比率
北京迈达斯技术有限公司
2. 特征值分析(自振周期、线性屈曲)
采用实体单元、板单元做特征值分析的必要性： • 可计算钢箱梁、钢桁桥的局部失稳 • 可查看详细的扭转模态
/fea
北京迈达斯技术有限公司
1. 详细分析 – 详细分析的必要性、案例
6. 全桥仿真分析
矮塔斜拉桥的全桥仿真模型
<法向应力云图>
/fea
<钢束应力云图>
midas截面几何性质计算
下面我们来讲一下预制梁的横向力分布系数计算从上面我能看出常见的预制梁包括板梁、小箱梁、T梁跨中横向力分布系数：对于板梁和小箱梁由于横向联系比较薄弱，所以采用铰接板梁法对于T梁有横隔板比较多，认为是刚接，所以采用刚接板梁法梁端横向力分布系数：通常采用杠杆法下面就讲一下30米简支转连续T梁横向力分布系数计算：主梁横断面见附件桥博计算横向力分布系数计算需要输入的数据见附件包括主梁宽、抗弯、抗扭、左板长、左板惯矩、右板长、右板惯矩、主梁跨度G/E等首先计算主梁的抗弯抗扭惯矩（中梁、边梁断面尺寸见附件，梁高200cm）中梁：===================================================== MIDAS SPC TEXT OUTPUT FILE == (Tue Jun 17 20:45:16 2008) == - - =========================================================================================================UNIT: KN . M========================================================================================================* Section-P1 (PLANE)====================================================* A :* Asx :* Asy :* Ixx : 抗弯惯矩* Iyy : 0.* Ixy :* J : 抗扭惯矩----------------------------------------------------* (+)Cx :* (-)Cx :* (+)Cy :* (-)Cy :----------------------------------------------------* (+)1/Sx :* (-)1/Sx :* (+)1/Sy :* (-)1/Sy : 9.====================================================边梁：===================================================== MIDAS SPC TEXT OUTPUT FILE == (Tue Jun 17 20:48:08 2008) == - - =========================================================================================================UNIT: KN . M========================================================================================================* Section-P1 (PLANE)====================================================* A :* Asx :* Asy :* Ixx : 抗弯惯矩* Iyy : 0.* Ixy :* J : 抗扭惯矩----------------------------------------------------* (+)Cx :* (-)Cx :* (+)Cy :* (-)Cy :----------------------------------------------------* (+)1/Sx :* (-)1/Sx :* (+)1/Sy :* (-)1/Sy :====================================================由于结构是多跨连续梁（本文假定是3x30简支转连续T梁），所以应该考虑抗弯刚度修正系数根据中跨：边跨=30 ：30= : 1查《梁桥下册》P204页等截面连续梁等效简支梁刚度修正系数表：跨度比二跨连续梁三跨连续梁四跨连续梁L21 边跨L1 中跨L2 边跨L1 中跨L2 边跨L1 中跨L22内插得项目边跨中跨K则在计算边跨横向力分布系数，边跨的中梁和边梁的抗弯惯矩需要乘以中梁：边梁：而在计算中跨横向力分布系数，中跨的中梁和边梁的抗弯惯矩需要乘以中梁：边梁：对于计算抗扭惯矩在上次课程中我们给除了箱梁断面的简化计算公式，在这里我也给出T 梁断面的简化计算公式见《公路桥梁荷载横向分布计算》李国豪石洞编第21页，粘贴在附件中，供大家学习！左板惯矩右板惯矩就是等刚度桥面板抗弯惯矩，他是考虑相邻两篇主梁间桥面板的连接作用，其宽度取相邻横梁间距，翼板厚度取靠近主梁梁肋d1/3处的厚度，详细说明请参照《公路桥梁荷载横向分布计算》李国豪石洞编第22页桥面中线距首梁距离：对于杠杆法和刚性横梁法为桥面的中线到首梁的梁位线处的距离；对于刚接板梁法则为桥面中线到首梁左侧悬臂板外端的距离，用于确定各种活载在影响线上移动的位置。
midasCivil材料和截面
用户可以很方便地通过输入截面尺寸和厚度来定义实际工程中所需要的各种截面而且对于数据库中没有的截面也可以通过截面特性计算器很容易地定义
midasCivil材料和截面
midas Civil材料和截面
提供各个国家、泊松比等来自定义材料。
用户可以很方便地通过输入截面尺寸和厚度来定义实际工程中所需要的各种截面，而且对于数据库中没有的截面，也可以通过截面特性计算器很容易地定义。
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-截面参数设置目录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8北京迈达斯技术有限公司 桥梁部2013/04/271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。
（2）验算扭转用厚度（最小）：实际截面宽度值，对应D62-04式5.5.2-1中的b值，用于计算Wt，可见，该值的准确输入直接关系到抗扭验算的结果。
剪切验算：验算截面对剪切较薄弱的部位的剪力。
（3）Z1, Z3：确定剪力计算位置，以截面底边为基准线沿截面Z轴方向的距离，注意，由材料力学切应力（τmax）计算公式可知，矩形截面，切应力最大值发生在截面形心处，故，一般情况下对于矩形截面Z1, Z3的位置可设置成与Z2重合。
midas截面几何性质计算
midas截⾯⼏何性质计算看⼤家对横向⼒分布系数计算疑惑颇多，特在这⾥做⼀期横向⼒分布系数计算教程（本教程讲的⽐较粗浅，适⽤于新⼿）。
总的来说，横向⼒分布系数计算归结为两⼤类（对于新⼿能够遇到的）：1、预制梁（板梁、T梁、箱梁）这⼀类也可分为简⽀梁和简⽀转连续2、现浇梁（主要是箱梁）⾸先我们来讲⼀下现浇箱梁（上次lee_2007兄弟问了，所以先讲这个吧）在计算之前，请⼤家先看⼀下截⾯这是⼀个单箱三室跨径27+34+27⽶的连续梁，梁⾼1.55⽶，桥宽12.95⽶！！⽀点采⽤计算⽅法为为偏压法（刚性横梁法）mi=P/n±P×e×ai/(∑ai x ai)跨中采⽤计算⽅法为修正偏压法（⼤家注意两者的公式，只不过多了⼀个β）mi=P/n±P×e×ai×β/(∑ai x ai)β---抗扭修正系数β=1/(1+L^2×G×∑It/(12×E×∑ai^2 Ii)其中：∑It---全截⾯抗扭惯距Ii ---主梁抗弯惯距 Ii=K Ii` K 为抗弯刚度修正系数，见后L---计算跨径G---剪切模量 G= 旧规范为P---外荷载之合⼒e---P对桥轴线的偏⼼距ai--主梁I⾄桥轴线的距离在计算β值的时候，⽤到了上次课程我们讲到的计算截⾯⼏何性质中的抗弯惯矩和抗扭惯矩，可以采⽤midas计算抗弯和抗扭，也可以采⽤桥博计算抗弯，或者采⽤简化截⾯计算界⾯的抗扭，下⾯就介绍⼀下这种⼤箱梁是如何简化截⾯的：简化后箱梁⾼度按边肋中线处截⾯⾼度(1.55m)计算，悬臂⽐拟为等厚度板。
①矩形部分(不计中肋):计算公式:It1=4×b^2×h1^2/(2×h/t+b/t1+b/t2)其中：t,t1,t2为各板厚度h,b为板沿中⼼线长度h为上下板中⼼线距离It1= 4×(+/2)^2×^2/(2×++=5.454 m4②悬臂部分计算公式: It2=∑Cibiti3其中：ti,bi为单个矩形截⾯宽度、厚度Ci为矩形截⾯抗扭刚度系数,按下式计算:Ci=1/3××ti/bi + ×(ti/bi)^5)=1/3××+×^5)=It2=2×××^3=0.0239 m4③截⾯总的抗扭惯距It= It1+ It2=+=5.4779 m4⼤家可以⽤midas计算对⽐⼀下看看简化计算和实际能差多少？先计算⼀下全截⾯的抗弯和中性轴，下⾯拆分主梁需要⽤的到采⽤<<桥梁博⼠>>版中的截⾯设计模块计算全截⾯抗弯惯距，输出结果如下：<<桥梁博⼠>>---截⾯设计系统输出⽂档⽂件: D: \27+34+⽂档描述: 桥梁博⼠截⾯设计调试任务标识: 组合截⾯⼏何特征任务类型: 截⾯⼏何特征计算------------------------------------------------------------ 截⾯⾼度: 1.55 m------------------------------------------------------------ 计算结果:基准材料: JTJ023-85: 50号混凝⼟基准弹性模量: +04 MPa换算⾯积: 7.37 m2换算惯矩: 2.24 m4中性轴⾼度: 0.913 m沿截⾯⾼度⽅向 5 点换算静矩(⾃上⽽下):主截⾯:点号: ⾼度(m): 静矩(m××3):12345------------------------------------------------------------计算成功完成结果：I全= 2.24 m4 中性轴⾼度H=0.913m下⾯来讲⼀下主梁拆分的原则：将截⾯划分为τ梁和I梁,保持将两截⾯中性轴与全截⾯中性轴位置⼀致。
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。
'.。
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-截面参数设置目录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8北京迈达斯技术有限公司 桥梁部2013/04/271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。
（2）验算扭转用厚度（最小）：实际截面宽度值，对应D62-04式5.5.2-1中的b值，用于计算Wt，可见，该值的准确输入直接关系到抗扭验算的结果。
剪切验算：验算截面对剪切较薄弱的部位的剪力。
（3）Z1, Z3：确定剪力计算位置，以截面底边为基准线沿截面Z轴方向的距离，注意，由材料力学切应力（τmax）计算公式可知，矩形截面，切应力最大值发生在截面形心处，故，一般情况下对于矩形截面Z1, Z3的位置可设置成与Z2重合。
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：()1A 2a b h =+⨯形心轴位置：()23c b ay 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 cy y c F dA E x dA σφ--==⎰⎰合力t *()ccy y F dA E x dA σφ--==⎰⎰合力从表达式子可以看出，两者都是面积矩。
就是小面积元对中性轴取矩的求和。
其中*dA dx x =处梯形的宽度。
那么形心轴就是两边对该轴面积矩相等的轴，如果把E φ移到等式左边，右边剩下的就是截面面积矩。
即x dA ⎰那么为了求得该截面的弯矩承载力，那么就得全截面上每小段的合力对中性轴取矩，相当于h h 0**()*c ccy y y M xdA E x xdA σφ---==⎰⎰即2x dA ⎰如果把E φ移到等式左边，那么得h 2c cy c y Mx dA I E φ--==⎰ 从上面可以看出，形心轴和惯性矩的概念了。
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-截面参数设置目录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8北京迈达斯技术有限公司 桥梁部2013/04/271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。
（2）验算扭转用厚度（最小）：实际截面宽度值，对应D62-04式5.5.2-1中的b值，用于计算Wt，可见，该值的准确输入直接关系到抗扭验算的结果。
剪切验算：验算截面对剪切较薄弱的部位的剪力。
（3）Z1, Z3：确定剪力计算位置，以截面底边为基准线沿截面Z轴方向的距离，注意，由材料力学切应力（τmax）计算公式可知，矩形截面，切应力最大值发生在截面形心处，故，一般情况下对于矩形截面Z1, Z3的位置可设置成与Z2重合。
迈达斯桥梁建模基础介绍
迈达斯桥梁建模基础介绍对于结构工程师来说，掌握一款简单易用的有限元计算软件对于工作效率的提升，是必不可少的。
现在流行的各种通用以及专业有限元软件均具有良好的可视化功能，通过数据以及图形的交互功能，结构工程师可以更好的分析结构的受力情况，从而加深对于结构整体以及局部受力特性的认识。
然而，并非所有的有限元计算软件都具有快捷、简便而人性化的操作界面以及程序语言，笔者曾使用Midas Civil、JQJS、桥梁博士、ANSYS及SAP等有限元程序进行桥梁结构分析，通过对比后发现，Midas Civil在进行线弹性静力分析，尤其是施工阶段分析时，相比其他几种有限元软件更加便捷，而目前全球市场化最好的大型有限元通用软件ANSYS由于其特有的程序化设计语言APDL，在进行高端结构分析时，具有明显优势。
所以，对于刚刚接触有限元程序的桥梁结构工程师来说，笔者推荐选用Midas Civil作为起步软件，它人性化的界面设置以及与Excel良好的互通性将帮助使用者更快的走入有限元程序的大门。
下面将介绍Midas Civil用于桥梁结构分析的基本建模过程。
1 定义材料与截面特性作为有限元计算的第一步工作，笔者习惯首先定义材料特性，迈达斯中提供了国内外常用的各种材料的材料特性，使用者可根据实际情况选择，对于跨径较大的桥梁上部结构来说，一般采用的混凝土为C50，而钢绞线一般选取Strand1860,选取方法如下所示（注意，普通钢筋材料特性无需在此添加）：点击右上角的添加键，弹出如下对话框，选取完成后点击适用键，如下图所示：之后需要定义截面特性，这里需要注意的是，对于需要配置普通钢筋的截面，需采用设计截面，设计截面中提供了多种截面类型供使用者选择，但笔者认为更加便捷的定义方式为使用AutoCAD绘制截面，并另存为dxf格式，而后使用程序提供的截面特性计算器导入dxf 格式的截面，并进行截面特性计算，最后将其存为设计用数值截面导入迈达斯主程序中。
MIDAS SPC截面特性使用补充说明1
SPC使用说明补充文件目录关于SPC数值型截面应力输出点的补充说明 (2)关于SPC中截面网格尺寸对截面特性值的影响 (3)关于分离式截面的模拟 (4)使用dxf文件建立哑铃型组合截面时的注意事项 (5)Civil741组合截面模拟 (7)关于SPC 数值型截面应力输出点的补充说明现状：目前spc 在自动输出数值型截面的应力计算点1~4时，采用的输出原则是：将形心轴上下两侧截面控制点（point ）所处截面最宽位置，如下列图所示的鱼腹截面，根据这个原则输出的是粉色表示的1~4号位置。
图2是阶梯形截面，按照这个原则输出就是图示所示的位置。
而在我们通常的截面检算时，更关心的是截面的上缘和下缘的应力结果，目前采用的计算点选取原则是按照截面宽度最大原则来选取的，就会出现上两图所示默认计算位置并非截面上、下缘位置。
注意事项：无论采用哪种原则来输出截面应力计算点位置，都要求截面轮廓线条不宜过长，尽量细化截面轮廓，尤其是对曲线轮廓的截面。
因为由spc 计算得出的应力计算点1~4都具有可以人为修改的功能，因此在使用前要养成先确认应力计算点位置再执行计算分析的好习惯。
目前关于钢梁LINE 型截面和混凝土PLANE 型截面，都可以导出*.sec 文件。
LINE 截面可以在MIDAS/Civil中的截面〉数值〉任意截面中导入，而plane 截面除可以在任意截面中导入外，还可以在截面〉设计截面〉设计用数值截面中导入，此时需要指定设计用参数。
关于各设计用参数的含义可参考技术资料“数值型截面设计参数的含义”。
在数值型截面中导入line 型截面时，在截面对话框左下角有截面特性值计算方法的选项，如右图所示——“FEM ”表示按照截面网格积分法重新计算截面特性，“方程”表示按照薄壁闭合截面简化公式计算截面特性。
对于薄壁闭合构件通常建议使用line 形式截面模拟，使用Plane 也可以准确计算薄壁截面的各项截面特性值，但因为Plane 截面定义时需要已知截面的内外轮廓线，因此对于一些截面壁厚很薄的截面，可能因为无法得到很好的网格划分而无法计算截面特性，即使可以计算截面特性，过细的网格划分在计算截面特性时会占用很长的时间，因此比较而言，对于薄壁截面建议使用line 截面来模拟。
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-截面参数设置目录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8北京迈达斯技术有限公司 桥梁部2013/04/271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。
（2）验算扭转用厚度（最小）：实际截面宽度值，对应D62-04式5.5.2-1中的b值，用于计算Wt，可见，该值的准确输入直接关系到抗扭验算的结果。
剪切验算：验算截面对剪切较薄弱的部位的剪力。
（3）Z1, Z3：确定剪力计算位置，以截面底边为基准线沿截面Z轴方向的距离，注意，由材料力学切应力（τmax）计算公式可知，矩形截面，切应力最大值发生在截面形心处，故，一般情况下对于矩形截面Z1, Z3的位置可设置成与Z2重合。
MIDAS-预应力箱梁截面特性值及扭转剪应力的计算验证
② ③
图1. 预应力箱梁截面特性值 MIDAS/Civil中提供的截面特性值有下列四种。
用户自定义截面的特性值 标准截面的特性值 任意截面的特性值 桥梁结构中的预应力箱型截面的特性值
1) 用户自定义截面的特性值
图2显示的是有加劲肋的箱型截面的截面特性值，如图所示用户只需输入基本的几何数据，程 序就会自动计算其特性值，其中有效剪切面积(Asy、Asz)和抗扭惯性矩(Ixx)是按图6~图11中的公 式计算的。
3) 任意截面的特性值
对 于 MIDAS/Civil的截面数据中未提供的截面 ， 程序提供了截面特性值计算器SPC(Section Property Calculator)。图4显示的是使用SPC计算的钢混叠合梁的截面特性。目前SPC仅提供截面 的面积、抗弯惯性矩、抗扭惯性矩、中和轴位置、有效抗剪面积等特性值参数。
Ix
=
T φ
,
Ix
=
GIxx L
(1)
在此 Ix : 抗扭刚度(Torsional Resistance) Ixx : 抗扭惯性矩(Torsional Constant) T : 扭矩(Torsional Moment or Torque)
φ : 扭转角度(Angle of Twist)
如上面公式所示，抗扭惯性矩是抵抗扭转的刚度参数，与计算由扭矩引起的剪切应力所使用 的极惯性弯矩(Polar Moment of Inertia)是不同的概念。但是圆形截面或壁厚较大的圆管截面二 者的数值相等。
3.1 有效剪切面积(Asy、Asz : Effective Shear Area)
有效剪切面积用于抵抗计算截面剪力引起剪切变形，所以当不输入该值时，则程序不计算相 应方向的剪切变形。图6为标准形式截面的有效剪切面积计算公式。
迈达斯课程设计截面特性
2010级桥梁设计软件课程设计
指导老师：杜老师
姓名：杨王庆
学号：2010081224
班级：土木104
大连民族学院土建学院
本次设计的是一个三跨连续梁，桥梁总长100m，每跨长度自己确定（根
据上部结构受力合理确定每跨长度）。
桥梁宽度8.75m，两侧各0.5m的防撞护栏。
两车道单向行驶。
公路一级荷载。
用MIDAS辅助设计，建模。
初步拟定桥梁为三跨连续的预应力梁桥，桥梁长度L=30+40+30.
主梁采用JTG04（RC）规范的C50混凝土，钢材采用JTG04（S）规范，选取Strand1860;主梁截面选定为单箱单室截面；
根据资料上下缘温差5度，设置温度梯度。
输入钢筋特征值
输入钢束形状
输入移动荷载
根据资料支座不均匀沉降1cm，添加沉降分析：
添加边界条件：
定义荷载组合：
运行分析
a.梁体自重情况下
梁体自重作用内力图如下
梁体自重作用变形图如下
预应力钢束分析：内力图
应力图
移动荷载分析
内力图
荷载组合分析。
25_预应力箱梁截面特性值及扭转剪应力的计算验证
预应力箱型梁截面特性值的计算北京迈达斯技术有限公司2004.121. 概要目前许多设计程序在计算预应力箱梁的特性值时，或仅提供部分特性值，或省略加腋承托部分和悬臂部分，按封闭截面的公式计算特性值。
但是对于非对称截面或风荷载容易引起较大扭矩的桥梁结构中，抗扭惯性矩是抵抗扭矩作用的一个比较重要的参数，因此提供准确的抗扭特性值在结构分析中是非常重要的。
同样剪切面积作为抵抗剪切变形的特性值，在预应力箱梁的分析中也是重要的参数之一，而目前许多设计程序不提供预应力箱梁和任意截面的有效剪切面积。
另外，一般的通用的有限元程序，虽然能给出上述截面特性值，并给输出预应力箱梁由轴力、剪力、弯矩引起的应力值，但很少有软件提供扭矩引起的剪应力。
在MIDAS/Civil Ver.6.7.0中，程序采用了新的计算方式，可以提供考虑预应力箱梁加腋承托部分和悬臂部分的较为准确的抗扭惯性矩(Ixx)和有效剪切面积(Asy、Asz)，并提供弯矩、轴力、剪力和扭矩引起的应力。
下面简单介绍程序中提供的截面特性值的四种计算方法，并通过将程序计算的截面特性值与其他两个通用程序结果的比较，以及通过与用实体单元建立的模型精密分析的结果的比较，验证其精确性。
2. MIDAS/Civil中截面刚度计算方法如下图1的①所示，MIDAS/Civil中提供数据库标准截面、用户自定义截面、SRC截面、型钢组合截面、PSC预应力截面、变截面、联合截面等多种样式的截面。
定义截面的特性值可在“显示截面特性值”中查看。
图1中的②显示的是抵抗内力的刚度(Stiffness)值，③中显示的是用于计算中和轴和应力的特性值。
①②图1. 预应力箱梁截面特性值MIDAS/Civil中提供的截面特性值有下列四种。
用户自定义截面的特性值标准截面的特性值任意截面的特性值桥梁结构中的预应力箱型截面的特性值1) 用户自定义截面的特性值图2显示的是有加劲肋的箱型截面的截面特性值，如图所示用户只需输入基本的几何数据，程序就会自动计算其特性值，其中有效剪切面积(Asy、Asz)和抗扭惯性矩(Ixx)是按图6~图11中的公式计算的。
MIDAS Civil使用3.截面定义
郑州大学现代远程教育《土木工程CAD》课程论文MIDAS/Civil软件的主要功能及使用方法学号：14108825008姓名：张绍军完成时间：2014.10.13目录目录..................................................................................... ......... ........ . (2)摘要.............................................................................................. ........ .. (3)关键词...................................................................................................... .. (3)Abstract：..................................................................................................... .. (3)Key word：...................................................................................................... ..31、什么是PKPM软件 (3)2、PKPM软件的特点 (3)3、“结构”程序模块组中模块主要功能 (3)4、PKPM软件的使用方法 (4)26、结论 (42)26、结论 (42)27、总结 (42)28、参考文献 (44)29、致谢 (45)“结构”程序模块组中的各种模块主要功能PKPM软件的主要功能及使用方法;3、MIDAS/Civil软件的使用方法-截面定义3.1.1、数据库调用：模型-材料和截面特性-截面3.1.2、材料和截面对话框3.1.3、数据库中调用3.1.4、角钢50X503.1.5、保存角钢50X503.2.1、用户自定义：模型-材料和截面特性-截面3.2.2、自定义箱形截面3.2.3、修改偏心3.2.4、用户自定义偏心3.3.1、数值输入定义截面3.4.1、从其它模型导入截面11。
midas曲线变截面
midas曲线变截面
Midas是一款广泛使用的土木工程结构分析软件，它可以用于建立曲线变截面的模型。
在实际工程中，桥梁的变截面区并不是所有部位都以相同的曲线次数来变化的，大部分是以不同的曲线次数来变化。
因此，Midas Civil提供了专门的工具来定义和模拟这种变截面行为。
在Midas中，您可以使用以下方法来创建和模拟曲线变截面：
1. 使用“变截面组”功能：这允许您为模型的不同部分定义不同的截面特性。
这对于模拟如桥梁支座、预应力混凝土梁等结构的变截面区域非常有用。
2. 利用“Midas截面特性计算器(SPC)”：这是一个强大的工具，允许用户详细定义和分析截面的特性，包括其形状、材料属性等。
此外，互联网上有许多Midas的教程和视频，这些资源可以帮助您更好地理解和应用Midas 中的这些功能。
当您准备建模时，建议详细阅读Midas的官方文档和相关教程，以确保您的模型准确无误。
[整理版]迈达斯组合截面剖析
![[整理版]迈达斯组合截面剖析](https://img.taocdn.com/s3/m/e038aefa0875f46527d3240c844769eae009a395.png)
联合截面施工阶段分析方法（针对用户定义截面）联合结构是指由钢材和混凝土两种不同材料的构件，或者即使是一种材料但强度和材龄（如混凝土）不同的构件联合所构成的结构。
从前的分析方法是对联合前的各构件分别建立不同的模型，联合时对各构件进行刚性连接。
这种方法在进行静力分析时误差比较少，但考虑徐变和收缩等进行时间依存性分析时，就会产生很大的误差。
为了提高考虑材料时间依存特性时，对于联合截面分析结果的准确性，MIDAS/Civil提供了对联合截面进行施工阶段分析的方法。
进行联合截面施工阶段分析时，定义联合截面的方法有两种，Normal type和User type。
Normal type是指利用截面数据库中提供的联合截面(Composite section)或组合截面(SRC section)等已知联合前后各截面特性值的截面来定义的方法。
User type是指由用户来定义任意截面的特性值并将其在不同的施工阶段进行联合的方式。
关于Normal type的分析方法请参照技术资料「工字型钢混联合梁桥的施工阶段分析」，这里主要介绍一下在使用用户定义的方式进行联合截面施工阶段分析时，需要注意的事项和查看结果的方法。
下图为定义联合截面施工阶段的对话框。
（荷载>施工阶段分析数据>施工阶段联合截面）图1. 定义联合截面施工阶段的对话框Note!! 以上画面只有在定义了施工阶段和截面后才可以显示。
User typeNormal type输入步骤建模步骤与一般的施工阶段分析建模步骤类似，只需在此基础上再定义联合截面的施工阶段即可。
其定义步骤如下。
1. 定义材料和截面2. 定义时间依存性材料特性(选项)3. 建立结构模型(几何形状、边界条件、荷载)4. 定义施工阶段5. 定义施工阶段联合截面这里结合例题重点介绍根据施工阶段定义联合截面的方法。
☐例题例题模型为一由主梁和桥面板构成的两跨连续梁桥，施工阶段如图2所示由4个阶段组成。
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. 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。
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