MIDAS悬索桥建模常见问题(论坛讨论)

最近正在做论文，是一个自锚式悬索桥的实例，用MIDAS6.7.1来建模。

遇到的问题是：1.现在已知成桥时吊杆的索力和主缆的坐标，想要模拟出成桥时的状态，在进行分析。

可是我按照建模助手建出来的模型在进行精确分析时，会出现错误提示，说某个主缆或者吊杆出现不正常拉力，很是郁闷，不知道为什么？2.所以我直接就把成桥时候的线型手动输入了进去，然后就看吊杆拉力是否和图纸上的一致。

可是怎么也是差一些，大约在100KN左右，不知道是为什么。

我没定义节点更新和垂点，因为线性不需要修改了，只要索力能够复合就行。

我在一次成桥施工阶段看了位移，很小，符合要求，就是吊杆索力不对，不知道为什么？希望做过这方面例子的高手不要吝惜，花几分钟的时间告诉小弟如何解决问题，小弟将不胜感激，因为时间比较紧了，所以比较着急还没有解决呢，问题还是吊杆的拉力不对，而且中间的两根特别的大，不知道怎么调整了，郁闷中我也碰到这种情况，后来检查时约束修改后，没有加刚性约束造成的，修改后就可以计算了本人用MIDAS做了一个悬索桥成桥线形分析(选了分析里面的悬索桥分析控制),计算出来的结构出现[错误] 单元数据(号:55)内有错误。

(项目:索的Lu/L(0.5 ~ 1.5))请高手帮忙指教,不知道错在什么地方?谢谢我以前也做过一个悬索桥的计算,过程中好象出过这样的问题,后来修改了边界条件以后就可以了,你出的这个问题我想是定义的索单元出现的承受压力的情况我把截面改后这个问题就过了，具体怎么回事，我也不知道，还请高手指点！Lu/L好像是索的直线长度比上不张拉(unstrainded lenghth)的长度，在建立单元的时候选择索单元，图中就有解释了！此精确分析是为了找到结构的最佳初始平衡状态而反复计算的过程，且结构内力也是反复被更新。

在此过程不能使用弹性支承（Spring Support）。

如果必须要使用弹性支承（Spring Support），则建议使用弹性连接单元。

步骤五：正装分析，需要步骤四倒拆分析而得的最后施工阶段的单元内力结果，转换为几何初始刚度输入步骤五的正装模型的第一个施工阶段中。

1、频频出现在Midas技术资料的热门字眼“初始几何刚度”其实作用非常小，在步骤三、步骤四种均可删去，即使保留“初始几何刚度”，在步骤三中不起作用，在步骤四中不会随着倒拆的进行而发生更新。

即只要涉及线性分析，“初始内力”就可独当一面。

2、结论1并不代表“初始几何刚度”这个计算参数就无意义，或者其功能作用完全可以被“初始内力”所代替。

因为可以看出，在步骤五正装分析中，施工阶段+不考虑平衡内力+独立模型的非线性分析过程中，“初始几何刚度”会随着荷载的作用而发生改变，并且几何坐标也随着更新。

这个时候，“初始几何刚度”才体现出重要性和唯一性。

3、“初始几何刚度”和“初始内力”的区别参照结论2。

和兄，看了你几个帖子，深受启发，最近在做一预应力混凝土主梁的悬索桥，由于刚接触midas，对其不是很了解，不过经过摸索，基本能计算，现在唯一的问题就是主梁预应力筋怎么考虑？我是用手动建模方法第一步，按照设计院给出的成桥坐标进行建模第二步，定义好的更新点组和垂点组，进行了“悬索桥分析控制重新精确计算线形”，基本达到要求可预应力筋不能在“悬索桥分析控制”计算，那后面对其怎么计算？想问一下几个问题，手动建立了的悬索桥模型，应该是直接进入到第二步骤了对不？那么，在一步骤中计算出的几何初始刚度和初始内力，怎么计算啊？在正确进行完第二步后,就有几何初始刚度和初始内力了请问楼主运行完建模助手，修改模型，设置悬索桥分析控制之后，进行分析，是要连续在同一模型分析几次么？还有如果要计算索鞍预偏量，是将桥塔顶点与主缆顶点之间设弹性连接么？弹性连接的刚度在桥梁纵向是完全自由的还是一个有限刚度？我用完全自由的计算好像不收敛，如是限刚度应该设多大呢？请指教！和无才兄:我已知地锚式悬索桥的跨度,垂跨比,桥面荷载等基本设计参数,用悬索桥建模助手建立模型后,得出主缆各吊杆处的坐标.我现在要求主缆的下料长度,应该怎么办呢,在整个分析过程中,那一个阶段能求出主缆的无应力长度??谢谢!!标题中两种建模方式的差别只是在第一步：利用“悬索桥建模助手”建立成桥模型就是MIDAS资料《使用悬索桥分析控制功能时的注意事项》所述的方法，第一步：利用悬索桥建模助手建立模型，第二步也需要修改模型，分析>悬索桥分析控制重新精确计算线形；“手动建模”第一步：直接按照成桥坐标手动建立全桥模型，第二步仍需要分析>悬索桥分析控制重新精确计算线形************************************************************暑假期间正好赶上一个自锚式悬索桥的项目，趁此机会我就把两种建模方式都做验证了一遍，并对计算结果进行了比较分析。

现给出两种建模方式的步骤，以飨读者，并作抛砖引玉之用，希望更多的人参与到自锚式悬索桥的讨论中。

**************************************************************“悬索桥建模助手”方法:第一步，按照图1所示中的参数，建立成桥模型。

初步成桥模型第二步，修改模型，如图所示。

写到这里，不得不对MIDAS建模界面的友好称赞一下。

修改模型这一步只用去了半个小时就全部搞定。

扩展单元、复制这些功能极其好用。

第三步，利用定义好的更新点组和垂点组，进行“悬索桥分析控制重新精确计算线形”。

个人认为，自锚式悬索桥的更新点不应该包括主梁锚固处的起点和终点，因此排除在外，如图所示。

“手动建模”方法第一步，直接按照设计院给出的成桥坐标进行全桥模型建模第二步，定义好的更新点组和垂点组，进行“悬索桥分析控制重新精确计算线形”由于两侧塔高不一样高，因此，第一种方法最终的精确的初始平衡状态的坐标更新较大，且在纵向并不对称，如图所示而第二种方法建模后，坐标更新极小，几乎为0，如右图所示。

由此推断，设计院给出的成桥坐标也可能是用MIDAS分析出来的在悬索桥分析控制中选择的荷载，最好放在同一个荷载工况内检验通过悬索桥分析控制得到的索力是否满意，可通过定义一个施工阶段来检验。

步骤如下：a. 将所有的单元和节点定义为一个结构组、将所有的边界条件(一般支承、弹性连接、刚性连接)定义为一个边界组，将悬索桥分析控制中使用的荷载定义为一个荷载组，将定义的这些组在CS1中激活。

b. 在施工阶段分析控制中，设置如下图的选项。

c. 检查施工阶段CS1的位移和加劲梁弯矩，查看是否满足成桥状态设计要求。

d. 有关悬索桥分析和几何非线性分析还请参见网站上其他的相关资料。

结论：可以这么说，“悬索桥建模助手”用于自锚式悬索桥的初步设计阶段，其精度和效率还是很高的。

而手动建模方法能有效用于复核检查，尤其是委托方已经给出成桥坐标的情况下。

如何用midas建立自锚式悬索桥模型？midas的悬索桥建模助手好像只能见地锚式悬索桥，现在想建自锚式的，用midas的索单元如何建模呢？我用cable单元建了个经典算例的模型，即一根无应力索长为100米的索，一端固定（坐标0，0，90），另一端从（0，0，30）沿水平线移动到（100，0，30），且升温100度，线膨胀系数为6.5e-6，弹性模量为3e7KN/m2,面积为1m2,单位长度重量10kn.求任意位置时索端水平及竖直分力大小。

（2004年）用ansys建立吧，现在midas还没有这个功能，不用建模助手自己建立模型是可以的，不过不能调成桥状态，只能用其他软件调出成桥状态后再将成桥索力导入midas成为几何刚度，所以midas 模型只能在别的软件的帮助下建立成桥模型，而且还只能用于活载、屈曲、抗震等成桥后期的计算。

总而言之，它不能自己调出成桥、不能模拟施工张拉吊杆的过程，只能算成桥以后的情况。

所以建议还是暂时不要用midas做自锚式吊桥新版本也就是6.3.7版本已经可以了，建模助手里面考虑了自锚式悬索桥的计算，决定自锚式悬索桥形状的精确分析一般分为两个阶段。

确定整体结构形成前状态(无应力索长状态)，第二个阶段确定包含加劲梁、索塔墩等全部结构体系形成后的状态。

悬索桥建模助手用于前面所述的确定整体结构形成前状态(无应力索长状态)的程序，建模助手内部又经历了两个步骤的分析过程。

第一个步骤使用Ohtsuki博士的简化计算方法进行简化的初始平衡分析，在此阶段通过输入的加劲梁的均布荷载和Y、Z方向的垂度确定主缆的水平力和其三维坐标。

第二个步骤为精确的初始平衡分析阶段，是使用前一步骤得到的主缆坐标和水平张力，通过非线性分析计算准确的索无应力长状态。

有建过模型计算的么？由于没有看懂，现在是无从下手了，索是怎么就锚在梁上的呢？只是通过坐标一致？对于建模计算而言，只要主梁与主缆在锚固处共用节点就可以了，但就画图结构考虑而言，必须考虑梁缆锚固的处理。

推荐一本书，张哲编《混凝土自锚式悬索桥》，书后有几个例子，可以借鉴一下。

我在进行手动建立独塔自锚式悬索桥建模时，遇到了一些问题。

恳请高手帮助（我的目的是对ansys的计算结果进行复核。

因此悬索桥的线型以及主缆内力均为已知。

Midas中我将主缆、吊杆用索单元模拟）1、建模思路是不是应该这样首先将估计的成桥状态主缆、吊杆的轴力以单元初始力的形式赋予单对结构进行非线性分析，然后观察主缆、吊杆的内力，看其是否和给定单元的初始力十分接近（误差在千分之己左右）。

如果误差不满足，则改变单元初始力，重新计算。

（另误差很小的时候，是不是主缆的位移也比较小呢？或者说可否从位移上判断成桥状态）当误差满足要求时，将得到的单元内力作为几何刚度初始荷载，再进行成桥状态的其他分析。

2、我按照上述的方法将ansys计算得到的成桥状态主缆、吊杆内力以单元初始内力的形式赋予单元，然后进行非线性分析，按道理讲，此时结果的主缆吊杆的内力应该和初始力十分接近才对，可是我得到的内力结果误差很大，位移也不能满足要求。

我多次改变初始内力值，发现初始力和计算结果始终有一个比例关系，而二者之差无法收敛。

3、悬索桥分析分析控制选项由于无法实现预期效果。

我想通过该模型进行悬索桥分析控制，由于模型的主缆已经为成桥状态的线型，因此，我将主缆上所有的点都定义为垂点（不让其有位移）。

然后进行分析，发现个别索单元有Y方向的位移。

计算得到的内力与ansys的计算结果误差很大。

不知道为什么。

你可以先把索单元改为桁架单元，然后做静力分析，初步判断一下变形是不是很大，然后利用变形量，更新一下节点坐标。

重复做几次。

然后把改回索单元，且把内力值作为出拉力赋予给索单元，对于相同荷载做非线性分析，再看位移是否很大，更新坐标。

重复做几次，之至达到很小误差范围内。