18-施工阶段联合截面
联合截面(标准)施工阶段分析
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设定建模环境、定义截面及材料10设定建模环境错误!未定义书签。
定义材料错误!未定义书签。
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定义组错误!未定义书签。
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输入边界条件错误!未定义书签。
输入支撑点错误!未定义书签。
输入有效宽度错误!未定义书签。
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定义施工阶段错误!未定义书签。
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定义各个施工阶段的联合截面错误!未定义书签。
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概要两种以上材料组成的联合截面，要进行考虑联合效果后的结构分析。
特别是包含混凝土的联合截面必需要考虑混凝土的收缩和徐变。
本例题为混凝土桥面板和工字钢梁组成的联合截面桥梁，使用联合截面功能和施工阶段功能建立模型和查看结果。
桥梁基本数据如下：桥梁类型: I-girder 联合截面三跨连续桥梁(PSC桥面板)桥梁长度: L = 45.0 + 55.0 + 45.0 = 145.0 m桥梁宽度: B = 12.14 m斜交角度: 90˚(直桥)图 1. 分析模型在MIDAS/Civil为了进行联合截面施工阶段的的分析，提供了施工阶段联合界面功能。
通过本例题学习包括施工阶段和联合截面同时存在的结构分析方法。
联合截面桥梁的施工阶段分析步骤如下：1.定义材料及截面2.定义结构组、边界组、荷载组3.定义施工阶段4.各个施工阶段的边界组、荷载组的激活5.各个施工阶段的桥面板的激活6.查看各个施工阶段的结果截面尺寸图 2. 标准断面图在本例题为了建模方便，主梁或横梁都采用等截面。
材料荷载➢ 联合前恒载- 钢材自重 : 用程序的自重功能自动输入- 桥面板自重 : 用梁单元荷载功能输入➢ 联合后恒载-用梁单元荷载功能输入[单位 : mm]施工阶段的构成➢定义荷载工况及荷载组图 3. 桥面板的浇筑顺序及范围在主梁的转弯点（距离内部支座0.2L的位置）即应力最小的位置做桥面板的新旧混凝土的连接点。
midas例施工阶段联合截面分析 标准形式联合截面
9
APPLICATION TUTORIAL
截面号 (2) ； 名称 (Sect 2) ↵ 截面号 (3) ； 名称 (Sect 3) ↵
图 8. 输入截面对话框 数据库/用户表单
截面号 (4) ； 名称 (CBeam) ； 偏心>中心-中心
截面形状>工字型截面 ； 用户
H (0.84) ； B1 (0.4) ； tw (0.02) ； tf1 (0.02) ↵
10
联合截面施工阶段分析
时间依存材料特性
为了考虑弹性模量变化及收缩、徐变对混凝土强度的影响，需要另外定义时间依 存材料特性值。
本例题时间依存材料特性值采用CEB-FIP标准中的规定。构件理论厚度计算时，桥 面板的厚度假定为25cm。
修改力单位体系为KN。
¾ 28天混凝土抗压强度: 40000 KN/m2
荷载组(Activation)
组
步骤
DL(BC)1 第一步骤
DL(BC)2 第一步骤
DL(BC)3
第25天 (用户步骤)
DL(BC)4
第25天 (用户步骤)
DL(AC)
第一步骤
持续时间
备注
5
非联合截面
30
CS2区段联合
30
CS3区段联合
10,000 CS4区段联合
组表单
C 组>结构组 鼠标右键 新建… 名称 (SGroup)
内容 H 3200×800×900×20×32/34
H 800×400×20×20/20
备注 联合截面 用的自重是以梁单 元荷载施加，所以为了 在考虑材料自重时防止 重复考虑混凝土的自 重，所以输入为”0”。
模型 /特性值 / 截面 联合截面 截面号 (1) ； 名称 (Sect 1) ； 偏心>中心-中心 截面类型>钢-工字型 ； 板宽度 (12.14) ； 梁数量> (2) ； CTC (6.15) 钢筋混凝土板>Bc (6.07) ； tc (0.25) ； Hh (0.028) 梁 >Hw (3.2) ； tw (0.02) ； B1 (0.8) ； tf1 (0.032) ； B2 (0.9) ； tf1 (0.034) ↵ 材料> 混凝土材料>数据库>JTG(RC) ； 名称>C40 钢材>数据库>GB03(S) ； 名称>Q345 ↵ Ds/Dc (0) ↵
(仅供参考)钢管混凝土截面(施工联合截面)的实践
Midas哑铃型钢管混凝土截面(施工联合截面)的实现目录一、前言 (2)二、Midas组合截面的计算原理 (2)三、为什么要采用MIDAS的施工阶段联合截面的功能 (2)四、采用施工阶段联合截面必须要做的操作 (2)五、建立施工阶段联合截面的几种方法 (3)六、采用一般截面联合形式建立哑铃型截面的步骤 (4)6.1建立dxf文件并导入SPC (4)6.1.1 CAD曲线导入后分割 (5)6.1.2 CAD直接采用多段线 (5)6.1.3 CAD中两个半圆拟合整圆 (5)6.1.4 采用Line法生成截面 (5)6.1.5 上述四种生成截面方法结果的比较 (6)6.1.6 Plane法和Line的选用 (6)6.2定义组合截面材料参数 (7)6.3定义组合截面总体参数 (7)6.4分别定义组合截面的各子截面 (8)6.5计算组合截面截面特性。
(9)6.6导出组合截面截面特性为SEC截面文件。
(9)6.7 Civil导入组合截面的SEC文件。
(10)6.8 Civil中定义施工阶段联合截面。
(11)七、采用用户截面联合形式建立哑铃型截面的步骤 (12)7.1建立dxf文件并导入SPC (12)7.2建立单元并赋予虚拟截面 (12)7.3Civil中定义施工阶段联合截面。
(12)八、上述两种方法建立哑铃型截面的组合特性差别 (14)九、其它应注意的问题和疑惑 (14)9.1弹性模量发展函数 (14)9.2收缩徐变的考虑方法 (14)9.3应力点计算的位置 (15)9.4 SPC组合截面中定义材料的疑惑 (16)9.5 移动荷载效应采用刚度的疑惑 (16)一、前言在中小跨径的钢管混凝土拱桥中，哑铃型钢管混凝土截面（简称哑铃型截面）是常用的拱肋截面。
哑铃型截面是一种钢混组合截面，设计中不仅要计算和使用组合后的换算截面性质，而且往往要模拟施工过程中（架设空钢管－浇注上下弦管甚至腹腔内的混凝土）各部分的应力、内力和变形。
迈达斯教程及使用手册
迈达斯教程及使用手册 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】01-材料的定义通过演示介绍在程序中材料定义的三种方法。
1、通过调用数据库中已有材料数据定义——示范预应力钢筋材料定义。
2、通过自定义方式来定义——示范混凝土材料定义。
3、通过导入其他模型已经定义好的材料——示范钢材定义。
无论采用何种方式来定义材料，操作顺序都可以按下列步骤来执行：选择设计材料类型（钢材、混凝土、组合材料、自定义）→选择的规范→选择相应规范数据库中材料。
对于自定义材料，需要输入各种控制参数的数据，包括弹性模量、泊松比、线膨胀系数、容重等。
02-时间依存材料特性定义我们通常所说的混凝土的收缩徐变特性、混凝土强度随时间变化特性在程序里统称为时间依存材料特性。
定义混凝土时间依存材料特性分三步骤操作：1、定义时间依存特性函数（包括收缩徐变函数，强度发展函数）（图1，图2）；2、将定义的时间依存特性函数与相应的材料连接（图3）；3、修改时间依存材料特性值（构件理论厚度或体积与表面积比）（图4）；钢材规范混凝土规范图1 材料定义对话框图1 收缩徐变函数定义混凝土时间依存材料特性时注意事项：1）、定义时间依存特性函数时，混凝土的强度要输入混凝土的标号强度；2）、在定义收缩徐变函数时构件理论厚度可以仅输入一个非负数，在建立模型后通过程序自动计算来计算构件的真实理论厚度； 3）、混凝土开始收缩时的材龄在收缩徐变函数定义中指定，加载时的混凝土材龄在施工阶段定义中指定（等于单元激活时材龄+荷载施加时间）；4）、修改单元时间依存材料特性值时要对所有考虑收缩徐变特性的混凝土构件修改其构件理论厚度计算值。
计算公式中的a 代表在空心截面在构件理论厚度计算时，空心部分截面周长对构件与大气接触的周边长度计算的影响系数；5）、当收缩徐变系数不按规范计算取值时，可以通过自定义收缩徐变函数来定义混凝土的收缩徐变特性；6）、如果在施工阶段荷载中定义了施工阶段徐变系数，那么在施工阶段分析中将按施工阶段荷载中定义的徐变系数来计算。
MIDAS 联合截面施工阶段分析方法
21
图 10. 定义施工阶段对话框
图 11. 定义第一个施工阶段 CS1 9
图 12. 定义第二个施工阶段 CS2
图 13 定义第四个施工阶段 CS4 这里将第四个施工阶段的持续时间 1000 天分成了 10 个步骤。另外二期恒载将在该阶段的第 7 天开始施 加。
10
定义联合截面施工阶段 在荷载>施工阶段分析数据>施工阶段联合截面 对话框定义联合截面的施工阶段。
图 22. CS2 first step 的变形形状 17
图 23. CS3 first step 的变形形状
图 24. CS4 first step 的变化形状 18
¾ 内力
图 25. CS4 third step 的变形形状
图 26. CS4 last step 的弯矩图(荷载工况：CS 合计) 19
图 6. 定义联合前各截面的特性值 3 号主梁截面和 4 号桥面板截面可以不必输入，但为了在后面定义联合截面施工阶段时输入各组成 截面特性值的方便，可在这里事先进行定义。
6
赋与时间依存性特性
时间依存性特性采用的是 CEB-FIP code，其内容如图 7、8 所示。
¾ 徐变和收缩
¾ 强度发展
图 7. 定义徐变和收缩对话框
图 15. 定义施工顺序对话框 ¾ 联合阶段
指定各位置的构件产生的施工阶段。 例题中位置 1 是在第一个施工阶段 CS1 产生的，故选择 CS1 或选择激活施工阶段。激活施工阶段是 指在图 14 上方的激活施工阶段栏中所选择的阶段。 位置 2 的形成阶段为 CS3，故选择 CS3。
12
¾ 材料 输入各位置的材龄。初期强度、徐变系数、收缩特性等与这里所输入的材龄有关，所以模型若要考
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)工程应用案例详解
《2018新混规》工程应用案例详解北京迈达斯技术有限公司朱锋2018年11月沈阳35+55+35m预应力混凝土弯箱梁案例详解85+150+85m预应力连续刚构案例详解工程概况工程概况：本桥为35m+55m+35m变截面预应力混凝土连续梁桥。
主梁采用C50混凝土，单箱单室截面，桥宽10m，中跨跨中梁高2.0m，支点位置梁高3.2m，平面弯曲半径120m，采用公称直径为15.2mm张拉1860MPa钢绞线，纵向受力主筋为HRB400，设计荷载公路-I级。
标准断面示意图边跨端支点中跨等截面中支点断面钢束布置示意图左边跨一半中跨腹板束布置立面图左边跨一半中跨顶底板束布置立面图前处理建模要点与技巧1. 从CAD导入线型快速生成模型快速建模技巧：对于弯桥、梁格模型，可在CAD中绘制中心线，导入Civil实现快速建模。
思考与扩展2. 横隔梁位置截面建模要点端横梁模拟中横梁模拟说明：在端横梁和中横梁处，建议不要用实心截面进行模拟，用旁边的空心截面进行模拟，实心部分用等效荷载的方式代替；若用实心截面代替，则此处截面中性轴有较大的突变。
规范原文规范条文说明3. 定义材料与截面4. 定义收缩徐变注意：☐收缩徐变定义选择最新的18混凝土规范，不要输错混凝土的强度数值；☐对于掺加粉煤灰的混凝土的徐变系数，程序根据规范要求自动修正；5. 边界模拟要点注意要点：◆对于弯桥的节点支撑模拟，需要修改节点局部坐标，输出反力时候可以按节点坐标系方向输出；◆弹性连接是单元坐标系，Dx一般是竖向，不要定义成Dz方向；◆节点弹性支承是整体坐标系，满堂支架定义是Dz(-)，需要特别注意；◆刚度数值的定义？工况定义要点：◆普通梁桥荷载工况主要考虑：结构自重、二期铺装、护栏荷载、横梁自重、预应力、移动荷载、支座沉降、整体升降温，梯度升降温等荷载工况；◆混凝土容重为25KN/m3，一般预应力钢筋混凝土或者普通钢筋混凝土需要将其改成26KN/m3，可以在自重工况考虑-1.04的系数，或者在材料定义中手动修改；◆在定义整体升降温和梁截面温度时，为了防止出现一些误解，建议初始温度选择0℃；◆注意荷载工况类型，为了方便后面设计验算，对于施工过程中激活的，建议定义成施工阶段荷载类型；注意要点：◆定义钢束特征值时，特别注意导管直径定义，有很多工程师，把导管直径定义错误，比如9cm，经常定义成0.9m，导致计算中出现奇异，容易产生误导，检查边界条件，而不会注意到钢束特征值的问题；◆定义钢束坐标时候，灵活的用Excel，定义好坐标后直接导入，更加方便，或者用mct命令流；注意要点：◆新《通用规范》车道-I级的集中荷载Pk值，当小于5m 时，由原规范180KN提高至270KN；◆新《通用规范》的多车道折减系数，单车道由原规范的1.0提升至1.2；◆需要注意是，车道荷载计算时候当考虑剪力效应时候，集中荷载Pk值需要乘以放大系数1.2；思考题某高速公路一10m 长简支箱梁桥，按新《通规》布置单车道移动荷载，请问不考虑冲击系数，在单车道移动荷载作用下，结构端部最大反力是多少？R=1.2(51.2P )1.2(10.55+1.2280)=466.2KNk k q ⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=2017年一级注册结构工程师真题—下午卷第35题8. 移动荷载工况定义通过基频，计算冲击系数8. 移动荷载工况定义-冲击系数注意要点：◼一般的梁桥，第一阶振型往往是竖向，这时直接取竖向的一阶频率计算移动荷载冲击系数即可；但当定义支座横向刚度时候，第一阶振型可能为水平向，此时若取此频率值计算冲击系数就不合适了，因此为了避免求出水平向的振型，可将自重只转化为Z向质量；◼对于是否将“二期铺装”转换为质量加载在结构上，对于公路桥梁，按《公路桥梁设计规范答疑汇编》（中交公路规划设计院）P60的解释，不建议将二期铺装转换为质量加载结构上，质量较小，冲击系数较大，考虑偏安全设计；9. 支座沉降工况定义支座沉降有矢量性，数值为负值思考：对于4*30m，支点梁高5m，跨中1.6m，变截面现浇箱梁，会有什么问题？分析与结合规范验算要点1. 结构分析与规范验算流程⚫模型及结果导入⚫项目设计⚫结果查看⚫参数调整⚫数据更新⚫结果输出OKNG2. 荷载组合定义《公路桥涵设计通用规范JTG D60-2015》4.1.5规定3. 设计参数定义指定环境类别、设计安全等级等各项参数：考虑规范4.5.2耐久性要求支持按规范5.2.9，人为控制弯起钢筋对有效高度计算的影响按规范7.2.3调整施工阶段混凝土强度增加4.1.8抗倾覆验算4. 结构验算抗弯承载能力包络图正截面拉应力包络图主拉应力包络图主压应力包络图5. 调束小技巧调束基本流程：◼首先查看抗弯承载能力，尤其C截面，如果抗力不足，加大预应力的束数；抗剪主要通过箍筋与截面来控制；◼重点查看正截面的应力，如果A位置顶缘拉应力超标，可以考虑钢束位置上移，或者增加顶层腹板束数；如果是A位置的底缘拉应力超标，主要是腹板张拉力过大，可以减小束数或者钢束位置下移；◼再看主拉应力验算，有时B点位置的主拉应力超标，主要是B点剪应力过大造成，可以把腹板束变化段拉的平缓一些；主拉应力过大，关键是需要把剪应力减小下来；◼对于钢束的永久应力过大，主要可以通过降低钢束的张拉控制应力进行调整，可以考虑0.72fpk；◼对于连续梁配束，优先考虑腹板束布置，顶板与底板束作为配合；6. 箱梁应力验算指标空间网格模型：建立空间网格模型，顶底板按照横向0.5m间距划分网格，考虑预应力束定义，故腹板竖向不做划分，同时腹板与顶底板用刚臂相接，全桥定义自重，二期恒载，混凝土收缩徐变，温度梯度，移动荷载，支座沉降等数据，模型共计1838个节点，3394个单元。
Midas Civil软件中施工阶段联合截面功能在石拱桥加固中的应用
ｐ ｌ ｅ ，ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ｃ ｒ ｏ ｓ ｓ — ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍｉ ｄ ａ ｓ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｕ ｍ ｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ
足 轻 重 的地 位 ．上 部 结 构 及 车 辆 荷 载 最 终 都 通 过
若 刚 接 点 设 置 太 少 ．又 不 能 反 映构 件 的联 合 受 力
情况 。 为 避免 以上 情 况 ．本 桥 采用 Ｍｉ ｄ ａ ｓ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 软 件 中
主拱 圈传 到基 础 部 分 大 部 分 石 拱 桥 的加 固 都要
吻 合 良好 。 关 键 词 ：Ｍｉ ｄ ａ ｓ Ｃｉ ｖ ｉ ｌ ；施 工 阶 段 ；联 合 截 面 ；应 用
中 图 分 类 号 ：Ｕ ４ ４ ２
文献 标 识 码 ：Ｂ
文章 编 号 ：１ ０ ０ ２ — ４ ７ ８ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ０ １ ０ ３ — ０ ２
ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｂ ｒ ｉ ｄｇ ｅ ，ｗｈｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｉ ｎ ｇ ｏ ｏ ｄ ａ ｇ ｒ ｅ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｒ Ａ Ｎ Ｑ ｉ — — ｙ ｏ ｎ ｇ
（ Ｚ ｕ ｎ ｙ ｉ Ｔ ｒ ａ ｆ ｆ ｉ ｃ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｚ ｕ ｎ ｙ ｉ ５ ６ ３ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
施工阶段联合截面(User type)
¾ 内力
图25. CS4 third step的变形形状
图26. CS4 last step的弯矩图(荷载工况：CS 合计) 21
¾ 查看各位置的内力 各位置的内力可在 结果 > 分析结果表格 > 施工阶段联合截面 > 梁单元内力，通过表格查看。
如果不定义材料的强度发展曲线，也可将桥面板的湿重按梁单元荷载作用于主梁，在考虑桥面板拥 有刚度后参与工作时（即截面联合时），输入参与工作时的材龄，并将先前作用的梁单元荷载在相应施 工阶段钝化。
在定义施工阶段时，也有输入材龄的选项（图16），其功能是相同的。但若定义了联合截面的施工 阶段，则程序会以定义联合截面施工阶段中所输入的数据为准来进行分析。
1、联合结构考虑梁截面温度荷载作用时： 在定义梁截面温度荷载时，要注意梁截面温度荷载实际上是针对联合后截面定义的，因此建议在建 模时采用的截面形式为联合后截面。如果建模时采用的截面不是联合后的截面且截面偏心采用底对 齐时，在定义梁截面温度荷载时温度荷载应以梁截面底部为准输入；当建模时采用的截面不是联合 后的截面且截面偏心采用顶对齐时，在定义梁截面温度荷载时温度荷载应以梁截面顶部为准输入， 且在这两种情况下，梁截面温度荷载作用的高度、作用截面宽度、作用位置材料特性均应以联合后 截面为准。
13
¾ 联合形式 在截面选择栏中所选择的截面如果是截面数据库中的联合截面(Composite section)或者组合截面
(SRC section)，则会显示为Normal，否则就会显示为User。
¾ 单元列表 与在截面 中所选截面相对应的单元号会自动显示于单元列表中。
¾ 位置号 指定联合截面的组成部分的个数。例题的联合截面是由主梁和桥面板两部分构成的，故位置数为
钢管混凝土考虑施工阶段的联合截面定义方法20151228
钢管混凝土考虑施工阶段的联合截面定义方法钢管混凝土拱桥施工顺序1) 架设空钢管拱肋φ1000x202) 灌注混凝土，混凝土材龄从0开始，施工阶段28天； 3) 成桥状态。
计算模型钢材不考虑时间依存特性，材龄输入人任何值都没关系；如果定义了混凝土的抗压强度，这里的材龄就是经过“材龄”时间后材料所具备的刚度来开始受力。
而对于只考虑自重不考虑刚度的组件，其初期材龄输入可为0天，程序内部会按0.001天计算时间依存性材料的强度和刚度。
如果不定义材料的强度发展曲线，也可将混凝土的湿重按梁单元荷载考虑，等混凝土拥有刚度后参与工作，并将先前作用的梁单元荷载在相应施工阶段钝化。
第一种：利用组合材料和组合截面（考虑混凝土湿重）1)2) 时间依存性材料连接3) 定义钢管混凝土的组合材料 4) 定义标准钢-砼组合截面5) 定义施工阶段的联合截面位置0重），到激活该处混凝土的施工阶段的最后，注混凝土）的持续时间。
位置1处的叠合刚度位置2处的叠合刚度6)定义施工阶段——灌注混凝土（施工龄期28天）（施工阶段需提前定义）以上定义方式，考虑到了灌注混凝土施工阶段混凝土没有形成刚度时的湿重影响。
总结：这里使用组合截面必须使用组合材料，利用施工阶段的龄期来考虑混凝土的湿重。
第二种：利用SPC截面特性计算器生成1)SPC截面特性计算器生成三部分的截面：Part-1: 外钢管钢材Part-2: 内核混凝土Part-3: 内核混凝土生成*.sec文件2)利用添加联合截面（组合——一般）选项导入*.sec文件注意重新定义x1,y1; x2,y2; x3,y3; x4,y4点坐标。
3)分配钢材Q345材料和上面定义的钢管混凝土组合截面4)定义施工阶段——灌注混凝土（施工龄期0天）这里定义施工龄期0天，这个阶段模拟计算灌注混凝土后，钢管在混凝土湿重下的作用效应。
4）定义下个施工阶段——成桥状态（施工龄期0天）这个阶段是模拟混凝土强度与刚度完全上来后的结构效应分析。
(建筑施工工艺标准)联合截面(标准)施工阶段分析
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概要两种以上材料组成的联合截面，要进行考虑联合效果后的结构分析。
特别是包含混凝土的联合截面必需要考虑混凝土的收缩和徐变。
本例题为混凝土桥面板和工字钢梁组成的联合截面桥梁，使用联合截面功能和施工阶段功能建立模型和查看结果。
桥梁基本数据如下：桥梁类型: I-girder 联合截面三跨连续桥梁(PSC桥面板)桥梁长度: L = 45.0 + 55.0 + 45.0 = 145.0 m桥梁宽度: B = 12.14 m斜交角度: 90˚(直桥)图1. 分析模型A PPLICATION T UTORIAL2 在MIDAS/Civil为了进行联合截面施工阶段的的分析，提供了施工阶段联合界面功能。
通过本例题学习包括施工阶段和联合截面同时存在的结构分析方法。
联合截面桥梁的施工阶段分析步骤如下：1.定义材料及截面2.定义结构组、边界组、荷载组3.定义施工阶段4.各个施工阶段的边界组、荷载组的激活5.各个施工阶段的桥面板的激活6.查看各个施工阶段的结果截面尺寸图 2. 标准断面图在本例题为了建模方便，主梁或横梁都采用等截面。
联合截面(标准)施工阶段分析
E_Width2
DL(BC)4
第25天
(用户步骤)
30
CS3区段联合
CS4
-
E_Width3
DL(AC)
第一步骤
10,000
CS4区段联合
组表单
组>结构组鼠标右键新建…
名称(SGroup)
组>边界组鼠标右键新建…
名称(BGroup)
名称(E_Width);后缀(1to3)
组>荷载组鼠标右键新建…
名称(DL(BC));后缀(1to4)
CS4
-
E_Width3
DL(AC)
第一步骤
10,000
CS4阶段联合
※SGroup为包含所有单元（主梁、横梁）的结构组。
※因结构物的几何形状不随施工阶段变化，故只定义一个结构组。
※随桥面板的浇筑顺序变化的截面联合/非联合情况，用施工阶段联合截面功能输入。
※桥面板的拼装模板时间为25天，桥面板的初期强度龄期为5天，总施工时间为30天。
利用联合截面的桥梁的施工阶段分析
概要
两种以上材料组成的联合截面，要进行考虑联合效果后的结构分析。特别是包含混凝土的联合截面必需要考虑混凝土的收缩和徐变。
本例题为混凝土桥面板和工字钢梁组成的联合截面桥梁，使用联合截面功能和施工阶段功能建立模型和查看结果。
桥梁基本数据如下：
桥梁类型:I-girder联合截面三跨连续桥梁(PSC桥面板)
28天材龄抗压强度(4000)
相对湿度(40 ~ 99)(70)
构件理论厚度(0.245)
水泥种类>普通或早强水泥(N, R)
混凝土开始收缩时间(3)
图9.定义混凝土时间依存材料特性（收缩/徐变）
(仅供参考)MIDAS 联合截面施工阶段分析方法
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）Normal type User type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。
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。
midas施工阶段联合截面分析大汇总
施工阶段联合截面分析大汇总施工阶段联合截面分析\施工阶段联合建模midas建模\施工阶段联合截面建模\钢混结合梁midas建模一:施工阶段联合截面分析的疑问:(1）不能随施工阶段显示分层截面的逐步形成过程。
(2）同一施工阶段内不能激活多个分层截面.(3）不能同时考虑非线性，PSC设计、梁单元细部分析、温度自应力也有问题。
(4) 各分层截面的理论厚度如何考虑？(5）［截面特征调整系数］与施工阶段联合截面中的［刚度系数]是什么关系？（6) 能否进行PSC设计?使用阶段截面应力验算中的P1~P10对应联合截面的什么位置？您好！现就您提出的几个问题逐一回复如下：1、如果您采用的是标准的联合截面建模,是可以分阶段显示结构形状的,除此以外只能显示建模用截面形状；2、同一阶段只能激活一种截面，如果要激活两种截面，可以另定义一个空阶段；3、PSC设计可以执行,但对于施工过程的应力验算不能做,对于成桥的抗力验算是按建模用截面进行验算的，因此我们始终建议用联合后截面建立模型。
不能给出梁单元细部分析结果，因此施工阶段联合截面的计算结果是分位置输出的，因此结果内容相对于单梁的梁单元内力和应力结果内容要详细。
温度计算时，注意建模截面要采用联合后截面,否则得到的温度计算结果是错误的.（这种情况同样适用于施工阶段联合截面的动力分析中。
）4、构件理论厚度在施工阶段联合截面分析中只能指定一次,因此不同分层的不同构件理论厚度问题现在还不能模拟，建议使用联合后截面的构件理论厚度，毕竟施工过程的持续时间不是很长。
这个问题我们会再做研究.5、两者都用于对所指定截面的特性的调整，不同的是刚度系数仅用于施工阶段联合截面，针对的是当前激活截面的特性的调整；而截面特性调整针对的是该阶段所有的截面，因此如果既在刚度系数中定义了调整系数，也在截面特性值系数中定义了调整系数,这两个系数取叠加作用。
6、可以进行PSC设计，但得到的结果不完整，没有关于施工阶段过程的验算。
Midas基本操作
的功能，将适用于一组单元的变截面组转变为针对每个单元的变截面。 图 3 变截面组转变为变截面后
横向联系梁加载车道定义：在定义车道之前首先要定义横向联系梁组，选择横向联系梁， 将其定义为一个结构组。车道定义中移动荷载布载方式选择横向联系梁布载（图 1），然后 选择车道分配单元、偏心距离、桥梁跨度后添加即可完成车道的定义。
横向联系梁组定义
图 1 采用横向联系梁布载时车道定义
车道面定义（图 2）：对于板单元建立的模型进行移动荷载分析时，首先需要建立车道 面。输入车道宽度、车道偏心、桥梁跨度、车道面分配节点后添加即可完成车道面定义。 （二）、车辆类型选择
无论是梁单元还是板单元在进行移动荷载分析时，定义了车道或车道面后，需要选择车 辆类型，车辆类型包括标准车辆和用户自定义车辆两种定义方式（图 3）。 （三）、移动荷载工况定义
定义了车道和车辆荷载后，将车道与车辆荷载联系起来就是移动荷载工况定义。在移动 荷载子工况中选择车辆类型和相应的车道，对于多个移动荷载子工况在移动荷载工况定义中 选择作用方式（组合或单独），对于横向车道折减系数程序会自动考虑（图 4）。 （四）移动荷载分析控制
07-定义自重荷载
MIDAS/Civil 对结构的自重荷载可以通过程序来自动计算。程序计算自重的依据是材料 的容重、截面面积、单元构件长度、自重系数来自动计算结构自重。
在定义自重时，首先要定义自重荷载的荷载工况名称，并定义自重所属的荷载组，然后 输入自重系数即可。对于荷载系数，通常在 Z 方向输入-1 即可，因为通常考虑的模型的重 力作用方向都是竖直向下，而程序默认的整体坐标系 Z 的正方向是竖直向上的。如果自重 作用时考虑结构的容重与材料定义时的容重不同，这里自重系数只要输入计算自重时要考虑 的容重与材料定义的容重之比就可以了。演示例题中以计算自重时混凝土自重按 26KN/m3 考虑。
联合截面施工阶段分析
联合截面施工阶段分析概述联合截面是指在施工过程中，将梁、柱、板等构件连接在一起形成一个整体截面的一种施工方法。
与传统的单独施工方法相比，联合截面施工可以提高结构的整体刚度和承载能力，同时减少施工周期和工程的投资成本。
在施工阶段分析中，需要考虑联合截面的设计、施工工序、节点连接等多个方面的问题。
设计要点分析在联合截面的设计过程中，需要考虑以下要点：1. 结构刚度联合截面的设计应确保结构的整体刚度满足设计要求。
对于大跨度结构，联合截面的使用可以有效提高结构的整体刚度，减小变形，并有利于控制结构的振动响应。
2. 节点连接在联合截面的设计中，节点连接是一个重要的问题。
节点连接应能够保证联合截面的刚性传递，同时满足设计荷载的要求。
常见的节点连接方式包括焊接、螺栓连接等。
3. 板厚度在联合截面的设计中，板厚度的选择是一个关键问题。
板厚度的选择应满足结构的承载能力要求，并考虑施工的可行性。
一般来说，板厚度应根据材料的强度和刚度要求进行选择。
4. 施工工序联合截面的施工工序应根据设计要求进行安排。
一般来说，施工工序包括分段施工、板件安装、焊接或螺栓连接等。
施工过程中需要注意控制温度、预应力和应力等因素，确保施工质量。
施工工序分析在联合截面的施工过程中，主要包括以下工序：1. 分段施工分段施工是指将梁、柱、板等构件按照设计要求进行分段施工。
在分段施工过程中，需要考虑构件的刚性传递和节点连接等问题。
2. 板件安装板件安装是指将构件板件按照设计要求进行安装。
在板件安装过程中，需要注意控制板件的位置和垂直度，以确保整体结构的稳定性。
3. 焊接或螺栓连接焊接或螺栓连接是将构件板件进行连接的一种方式。
在焊接或螺栓连接过程中，需要确保连接的刚性和强度满足设计要求，并进行相应的质量检验。
质量控制在联合截面的施工过程中，需要进行质量控制，以确保施工质量的达到设计要求。
质量控制主要包括以下方面：1. 施工材料质量控制施工过程中使用的材料应满足相应的质量标准，并进行质量检验。
钢桥、组合梁桥-midas操作例题资料-钢混组合梁
Civil＆Civil Designer二、钢混组合梁操作例题资料1工程概况本桥为某高速路联络线匝道桥中的一联，桥宽6m。
上部结构采用38+33.5+37.5m钢混组合连续梁，下部结构桥墩为柱式。
主梁为单箱单室，梁高3.5m，预制高3.1m，钢箱底板厚50mm，上翼缘板厚50mm，腹板厚20mm，布置加劲肋。
钢材均采用Q345，分4段预制后现场采用高强螺栓拼接。
钢箱顶部混凝土桥面板厚0.2m，承托高0.2m，抗剪界面为c-c，采用C50混凝土现浇；横隔板等设置距离详见图2所示。
图1.1-1 钢箱梁构造图（一）钢混组合梁操作例题资料图1.1-2 钢箱梁构造图（二）2 建模步骤2.1定义材料特性>材料特性值>材料图2.1-1 材料定义图2.1-2 材料数据 《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》（JTG/T D64-01-2015）桥梁设计，需要定义组合材料，选择规范“JTG D64-2015(S)”。
2.2定义截面特性>截面特性值>组合梁截面组合梁截面支持“钢-箱型（Type1）”、“钢-I 型（Type1）、“钢-槽型（Type1）” 、“钢-箱型（Type2）、“钢-I 型（Type2）、“钢-槽型（Type2），共六种。
截面中可任意设置纵向加劲肋，支持“平板”、“T 形”、“U 肋”三种类型，截面特性值考虑了纵向加劲肋的影响。
图2.2-1 截面数据按照界面内辅助示意图，输入混凝土板和钢箱梁各段距离，顶底板、腹板厚度等。
输入Es/Ec（钢与混凝土弹性模量之比）、Ds/Dc（钢与混凝土容重之比）、Ps（钢梁泊松比）、Pc（混凝土板泊松比）、Ts/Tc（钢与混凝土线膨胀系数之比）。
点击“截面加劲肋”，进行加劲肋设置。
点击“定义加劲肋”，定义加劲肋尺寸，设置加劲肋布置位置及间距。
图2.2-2 加劲肋布置数据图2.2-3加劲肋截面数据2.3 建立结构模型导入DXF文件：Civil图标>导入>AutoCAD DXF文件图2.3-1导入DXF 文件 曲线桥梁可以通过导入CAD 线形的方法建立单元节点。
(整理)组合截面
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。
midas施工阶段联合截面研究分析大汇总
midas施工阶段联合截面分析大汇总————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：施工阶段联合截面分析大汇总施工阶段联合截面分析\施工阶段联合建模midas建模\施工阶段联合截面建模\钢混结合梁midas建模一：施工阶段联合截面分析的疑问：(1) 不能随施工阶段显示分层截面的逐步形成过程。
(2) 同一施工阶段内不能激活多个分层截面。
(3) 不能同时考虑非线性，PSC设计、梁单元细部分析、温度自应力也有问题。
(4) 各分层截面的理论厚度如何考虑？(5) [截面特征调整系数]与施工阶段联合截面中的[刚度系数]是什么关系？(6) 能否进行PSC设计？使用阶段截面应力验算中的P1~P10对应联合截面的什么位置？您好！现就您提出的几个问题逐一回复如下：1、如果您采用的是标准的联合截面建模，是可以分阶段显示结构形状的，除此以外只能显示建模用截面形状；2、同一阶段只能激活一种截面，如果要激活两种截面，可以另定义一个空阶段；3、PSC设计可以执行，但对于施工过程的应力验算不能做，对于成桥的抗力验算是按建模用截面进行验算的，因此我们始终建议用联合后截面建立模型。
不能给出梁单元细部分析结果，因此施工阶段联合截面的计算结果是分位置输出的，因此结果内容相对于单梁的梁单元内力和应力结果内容要详细。
温度计算时，注意建模截面要采用联合后截面，否则得到的温度计算结果是错误的。
（这种情况同样适用于施工阶段联合截面的动力分析中。
）4、构件理论厚度在施工阶段联合截面分析中只能指定一次，因此不同分层的不同构件理论厚度问题现在还不能模拟，建议使用联合后截面的构件理论厚度，毕竟施工过程的持续时间不是很长。
这个问题我们会再做研究。
5、两者都用于对所指定截面的特性的调整，不同的是刚度系数仅用于施工阶段联合截面，针对的是当前激活截面的特性的调整；而截面特性调整针对的是该阶段所有的截面，因此如果既在刚度系数中定义了调整系数，也在截面特性值系数中定义了调整系数，这两个系数取叠加作用。
施工阶段联合截面分析(标准形式联合截面)
图 13. 桥面板的浇筑顺序及范围
横梁间距为5m，桥面板的浇筑阶段如图13，考虑主梁的有效宽度可按照下表输 入。
CS2 范围 : CS3 范围 : CS4 范围 :
7@5 + 1 4 + 3@5 +1 + 3 + 6@5 1 + 3@5 + 4 + 1 + 7@5
第一步骤
持续时间
备注
5
非联合截面
30
CS2阶段联合
30
CS3阶段联合
10,000 CS4阶段联合
※ SGroup为包含所有单元（主梁、横梁）的结构组。 ※ 因结构物的几何形状不随施工阶段变化，故只定义一个结构组。 ※ 随桥面板的浇筑顺序变化的截面联合/非联合情况，用施工阶段联合截面功能输入。 ※ 桥面板的拼装模板时间为25天，桥面板的初期强度龄期为5天，总施工时间为30天。 ※ 以梁单元荷载施加桥面板的自重，在拼装模板结束时（第25天）激活。
下边将桥面板构件的材料(C40)赋予时间依存材料特性。
模型 / 特性值 / 时间依存材料特性连接
时间依存材料类型>徐变/收缩>Mat-1
抗压强度>Mat-1
选择分配的材料>材料>
3:C40
选择的材料 ； 操作
>
图 11. 连接一般材料特性和时间依存材料特性 13
APPLICATION TUTORIAL
本例题为混凝土桥面板和工字钢梁组成的联合截面桥梁，使用联合截面功能和施 工阶段功能建立模型和查看结果。
桥梁基本数据如下：
桥 梁 类 型 : I-girder 联合截面三跨连续梁桥 (PSC桥面板) 桥 梁 长 度 : L = 45.0 + 55.0 + 45.0 = 145.0 m 桥 梁 宽 度 : B = 12.14 m 斜 交 角 度 : 90˚(直桥)
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18-施工阶段联合截面定义
两种以上材料组成的联合截面，要进行考虑联合效果后的结构分析，特别是包含混凝土的联合截面考虑混凝土的收缩和徐变时必须要使用施工
阶段联合截面功能。
首先采用联合后截面建立结构模型，并定义施工阶段
信息，然后才能定义施工阶段联合截面。
选择荷载→施工
阶段分析数据→施工阶段联合截面功能来定义。
本文以钢管混凝土为例（图1），钢管直径1m，钢管
壁厚0.1m，钢管采用Q235钢材，内部填充C40混凝土。
采用的施工顺序为：架设第一跨钢管→灌注第一跨混凝土
→架设第二跨钢管→灌注第二跨混凝土，其中混凝土考虑
收缩徐变效果。
在定义施工阶段联合截面时，首先要选择联合截面开
始的施工阶段，对于建模时采用的截面为组合截面或联合截
面时，联合形式包括标准和用户两种方式，当建模时采用的
截面为一般截面时，联合方式只有用户这一种方式。
本例题
中采用的是普通截面，所以联合形式只有用户一种形式，分两次联合，所以位置号输入2。
在施工顺序一栏中输入联合前各截面的材料类型、参与联合阶段、材龄、联合前截面形心的相对位置、联合前截面刚度等数据。
（这里要注意的是联合前截面形心的相对位置的参考点是建模时所用截面轮廓的左下角。
）每个位置处对应的刚度是联合前的截面刚度，可以数值输入，也可以通过建立联合前截面并在刚度定义中导入联合前截面即可。
图1 钢管混凝土截面(单位，mm)图2 施工阶段联合截面定义。