第五章 三维有限元分析软件MIDAS的基本应用简介
MIDAS
一、有限元结构分析基本概念列出至少三种大型有限元软件及各有的特点MIDAS/Civil是针对土木结构，特别是分析象预应力箱型桥梁、悬索桥、斜拉桥等特殊的桥梁结构形式，同时可以做非线性边界分析、水化热分析、材料非线性分析、静力弹塑性分析、动力弹塑性分析。
为能够迅速、准确地完成类似结构的分析和设计，以填补目前土木结构分析、设计软件市场的空白，而开发的“土木结构专用的结构分析与优化设计软件SAP2000集成化的通用结构分析与设计软件。
在SAP2000三维图形环境中提供了多种建模、分析和设计选项，且完全在一个集成的图形界面内实现。
在今天的市场上SAP2000已经被证实是最具集成化、高效率和实用的通用结构软件。
ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
1.在有限元软件中一般含有几种坐标，及各坐标的意义和使用场合全局坐标系是三维空间物体所在的坐标系，模型的顶点坐标就是基于这个坐标系来表达的。
用户坐标系的原点可以放在任意位置上，坐标系也可以倾斜任意角度。
在绘制三维图形时，经常要建立和改变用户坐标系来绘制不同基本面上的平面图形单元坐标系也是由xyz三轴满足右手螺旋法则的空间直角坐标系xyz表示三个轴的方向节点坐标系，单元坐标系主要用于定义单元属性这些属性包括单元材料属性，单元的截面属性、单元均布荷载等。
节点坐标系用以确定节点的每个自由度的方向，每个节点都有其自己的坐标系，在缺省状态下，不管用户在什么坐标系下建立的有限元模型，节点坐标系都是与总体笛卡尔坐标系平行。
2.有限元中的单元从集合形状上分为哪几种单元，及各单元使用的场合1.桁架单元：通常利用该单元做桁架结构或者交叉支撑结构的受力分析。
2.只受拉单元：只传递轴向拉力通常利用该单元做抗风支撑或吊钩等构件的受力分析。
3.索单元;它只能传递单元的轴向拉力，利用这单元可以做随张拉力大小的改变，构件的刚度发生变化的索结构的受力分析。
MIDASCIVIL软件简介
MIDASCIVIL软件简介MIDAS CIVIL软件简介MIDAS可以做施工阶段分析、水化热分析，静力弹塑性分析、支座沉降分析、大位移分析，是强有力的土木工程分析与优化设计系统。
其基本特点如下:广泛的适用领域钢筋混凝土桥梁:板型桥梁、刚架桥梁、预应力桥梁联合桥梁:钢箱型桥梁、梁板桥梁预应力钢筋混凝土箱型桥梁:悬臂法、顶推法、移动支架法、满堂支架法大跨度桥梁:悬索桥、斜拉桥、拱桥大体积混凝土的水化热分析:预应力钢筋混凝土箱型桥梁、桥台、桥脚、防波堤地下结构:地铁、通信电缆管道、上下水处理设施、隧道工业建筑:水塔、压力容器、电力输送塔、发电厂国家基础建设:飞机场、大坝、港口材料公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵及设计规范(JTJ023-85)公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025-86)混凝土结构设计规范(GB50010-2002)钢结构设计规范(GBJ17-88)高层民用建筑钢结构技术规程(JGJ99-98)其他国家和地区规范(美国、加拿大、德国、英国、欧洲、日本、韩国等)截面型钢:角钢、槽钢、H型钢、T型钢、方形钢管、圆形钢管、圆形钢棒、方形钢棒组合截面:角钢-组合截面、槽钢-组合截面焊接组合截面:角钢、槽钢、H形钢、T形钢、方形钢管、圆形钢其他国家标准截面(美国、德国、英国、日本、韩国等)车辆荷载公路桥涵设计通用规范(JTJ021-89)的汽车荷载、平板挂车和履带车荷载城市桥梁设计荷载标准(CJJ77-89)的城-A级、城-B级车辆荷载和车道荷载铁路桥涵设计基本规范(TB10002.1-99)的“中-活载”的普通活载、特种活载地震设计反应谱公路工程抗震设计规范(JTJ004-89)铁路工程抗震设计规范(GBJ111-87)抗震设计规范(GB50011-2001)收缩和徐变、弹性模量的变化公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵及设计规范(JTJ023-85)其他国家规范(美国、欧洲、日本、韩国等)钢筋混凝土构件设计公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ025-86)其他国家规范(美国、日本等)钢结构构件设计公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025-86)其他国家规范(美国、韩国)钢骨混凝土构件设计型钢混凝土组合结构技术规程(JGJ138-2001)使用钢管混凝土截面时，适用“钢管混凝土结构设计与施工规程”(CECS28:90)其他国家规范(美国、韩国)通过了国际认证机关ISC(InternationalStandardsCertification)Pty.Ltd的ISO9001:2000(质量管理体系)和ISO14001:1996(环境管理体系)的认通过了韩国电算结构工学会的验证通过了中国国家软件评测中心的认证通过了4500多个大中型工程项目的检验与世界一流的CAD软件开发公司-美国的BentleySystems合作，向北美地区推广和销售MIDAS系列产品。
MIDAS迈达斯入门教程
MIDAS迈达斯入门教程MIDAS（Mechanical Integrated Design and Analysis System，机械集成设计和分析系统）是一种基于计算机辅助工程技术的产品设计和工程分析的软件平台。
它是一种综合性的分析软件，可以用于进行结构、流体和多物理场的分析和仿真。
MIDAS软件的应用范围广泛，涉及到建筑、土木、机械、汽车、电子等领域。
首先，打开MIDAS软件后，您会看到一个简洁明了的用户界面。
主要界面包括了菜单栏、工具栏、工程树、工作区和结果展示等区域。
菜单栏和工具栏提供了各种功能和命令的选项，工程树用于组织和管理工程的各个部分，工作区是您进行建模和分析的主要区域，结果展示区用于显示分析结果。
在开始建模之前，首先需要创建一个新的工程文件。
您可以通过菜单栏中的“文件”选项来创建新的工程文件。
然后，选择合适的建模单元（Unit）和坐标系（Coordinate System）。
建模单元用于定义建模的单位制，坐标系用于定义建模的基准坐标。
建模完成后，接下来就可以进行分析了。
MIDAS提供了各种分析功能和工具，包括静力分析、动力分析、热力学分析、流体分析等。
您可以通过菜单栏中的“分析”选项来选择适合您的分析类型，并设置相应的分析参数和条件。
在进行分析之前，还需要定义材料和边界条件。
通过菜单栏中的“材料”选项，您可以定义材料的力学性能和热力学性质。
通过菜单栏中的“边界条件”选项，您可以定义约束和载荷等边界条件。
完成分析设置后，即可开始进行分析。
MIDAS将根据您的分析参数和条件，自动进行求解和计算。
在分析完成后，您可以通过结果展示区查看分析结果，包括变形、应力、应变、位移等。
您还可以通过菜单栏中的“报告”选项生成分析报告，以便后续的工程设计和决策。
除了上述基本功能外，MIDAS还提供了许多高级功能和扩展模块。
例如，您可以通过MIDAS Civil模块进行土木工程分析和设计，通过MIDAS FEA模块进行有限元分析，通过MIDAS GTS模块进行地质和地下工程分析等。
MIDAS简介
midasmidas中文名迈达斯，是一种结构设计有限元分析软件,分为MIDAS/GTS,MIDAS/CIVIL,MIDAS/GEN,MIDAS/FX+,MIDAS/SDS,MIDAS FEAMIDAS/Civil是针对土木结构，特别是分析象预应力箱型桥梁、悬索桥、斜拉桥等特殊的桥梁结构形式，同时可以做非线性边界分析、水化热分析、材料非线性分析、静力弹塑性分析、动力弹塑性分析。
为能够迅速、准确地完成类似结构的分析和设计，以填补目前土木结构分析、设计软件市场的空白，而开发的“土木结构专用的结构分析与优化设计软件”。
广泛的适用领域钢筋混凝土桥梁: 板型桥梁、刚架桥梁、预应力桥梁联合桥梁: 钢箱型桥梁、梁板桥梁预应力钢筋混凝土箱型桥梁: 悬臂法、顶推法、移动支架法、满堂支架法大跨度桥梁: 悬索桥、斜拉桥、拱桥大体积混凝土的水化热分析: 预应力钢筋混凝土箱型桥梁、桥台、桥脚、防波堤地下结构: 地铁、通信电缆管道、上下水处理设施、隧道工业建筑: 水塔、压力容器、电力输送塔、发电厂国家基础建设: 飞机场、大坝、港口midas FEA是“目前唯一全部中文化的土木专用非线性及细部分析软件”，它的几何建模和网格划分技术采用了在土木领域中已经被广泛应用的前后处理软件midas FX+的核心技术，同时融入了MIDAS强大的线性、非线性分析内核，并与荷兰TNO DIANA公司进行了技术合作，是一款专门适用于土木领域的高端非线性分析和细部分析软件。
midas FEA拥有简洁直观的用户界面，即使是初学者也可以在短期内迅速掌握。
特别是工程中比较难处理的各种非线性分析问题，程序不仅提供了简单的参数化输入方法，其全中文化的程序界面、全中文化的技术手册、全中文化的培训例题，可以让初学者迅速成长为高级分析人员。
delphi 中应用MIDAS（Multi-tier Distributed Applications Services）多层分布应用服务为开发者开发多层应用提供了一套高级组件、服务器及核心技术。
MIDAS教程用MIDAS学习结构力学
MIDAS教程用MIDAS学习结构力学首先，我们需要了解MIDAS的基本功能。
MIDAS主要由四个模块组成：模型构建、负荷定义、边界条件和分析求解。
模型构建模块用于创建结构模型，可以通过绘制模型、导入CAD数据或者使用现有的模板来进行。
负荷定义模块用于指定结构模型上的载荷情况，可以包括重力荷载、点荷载、分布荷载等。
边界条件模块用于设置结构模型的边界条件，如支座或约束。
分析求解模块用于进行结构力学分析，可以使用静力分析、动力分析、非线性分析等方法进行。
在开始使用MIDAS之前，我们需要明确分析的目标和步骤。
通常，结构力学分析的步骤包括：建立结构模型、应用载荷、设置边界条件、选择合适的分析方法，进行分析求解、查看分析结果。
下面我将以一个梁的弯曲分析为例，介绍如何使用MIDAS来学习结构力学。
首先，我们需要在MIDAS中创建一个新的工程文件，并在模型构建模块中绘制一个梁的结构模型。
可以使用MIDAS提供的绘图工具绘制出梁的形状，并定义梁的尺寸和材料属性。
在完成模型构建后，我们可以在负荷定义模块中指定梁上的载荷情况，比如在梁的中间施加一个集中力。
然后，我们可以在边界条件模块中设置梁的边界条件，如支座或固定约束。
完成以上步骤后，我们可以转到分析求解模块，选择合适的分析方法来进行弯曲分析。
在分析求解完成后，我们可以在MIDAS中查看分析结果，比如最大应力、位移等。
除了基本的结构力学分析，MIDAS还提供了许多高级功能和工具，可以帮助工程师进行结构设计和优化。
例如，MIDAS可以通过参数化建模来实现结构的自动化设计，可以通过灵敏度分析来优化结构的性能。
此外，MIDAS还可以进行静态和动态耦合分析，能够模拟结构在地震或风载作用下的响应。
MIDAS还可以进行非线性分析，可以模拟结构在大变形、材料非线性或接触非线性等情况下的行为。
总结而言，MIDAS是一款功能强大的结构力学软件，可以帮助工程师进行结构分析、设计和优化。
总结了一下MIDAS软件
总结了一下MIDAS软件2010-11-28 00:05:50| 分类：软件|举报|字号订阅MIDAS系列软件是以有限元为理论基础开发的分析和设计软件。
早在1989年韩国浦项集团成立CAD/CAE研发机构开始专门研发MIDAS系列软件，于2000年9月正式成立Information Technology Co., Ltd.(简称MIDAS IT)。
目前MIDAS系列软件包含建筑（Gen），桥梁(Civil)，岩土隧道(GTS)，机械(MEC)，基础(SDS)，有限元网格划分(FX+)等多种软件。
MIDAS系列软件发展及功能简介一、 MIDAS/Gen简介1．发展历程MIDAS/Gen —建筑结构通用有限元分析和设计软件1989年韩国浦项制铁集团(POSCO)研发机构开始开发，1996年发布windows版本2000年进入国际市场（中国、美国、加拿大、日本、印度、中国台湾地区等）2002年MIDAS/Gen完全中文化，并加入2002年新结构规范2004年1月通过建设部评估鉴定2005年11与荷兰和TNO DIANA结成战略联盟，加强技术领域的合作。
截至2005年末，在短短的几年时间内在国内发展了诸如：中国建研院建筑技术总公司，北京院，上海院，广东院，华东院，上海建工，东北电力院，东南网架，浙江精工，清华大学，同济大学，东南大学等几百家涉及多种土木领域的设计、施工、高校科研单位成为MIDAS的用户。
出色完成了国内外近万项实际大中型工程项目的分析和设计。
2．成功案例：1) 上海旗忠国际网球中心:中国首个开闭式屋盖，上海建筑设计研究院有限公司2) 奥运会主体育场（鸟巢）：钢结构优化设计，中国建筑设计研究院3) 国家游泳中心（水立方项目）：中建国际设计顾问公司4) 北京国际机场扩建：北京建筑设计院5) 广东佛山体育馆：广东省建筑设计院6) 大连国际贸易中心：大连建筑设计院（超高：348m）7) 北京电视台：（北京院—巨型钢框架柱及桁架支撑结构体系）8) 江苏利港煤仓：东北电力设计院（特殊结构：高50m，直径40m）9) 成功应用于2002年韩日世界杯8个体育场及5000多个大中型实际工程3．适用范围：钢筋混凝土结构、钢结构、钢骨混凝土结构及组合结构等工业与民用建筑，各类特种结构（筒仓、水池、大坝、塔架、网架及索缆结构……），可以导入：SAP、STAAD、SATWE、AutoCAD的 DXF文件……4．分析设计功能静力分析特征值分析反应谱分析 P—Δ分析几何非线性分析材料非线性分析屈曲分析水化热分析温度荷载隔震、消能减震及支座沉降分析时程分析静力弹塑性分析（Pushover 分析）动力弹塑性分析（成功案例：北京08奥运场馆“水立方”及北京国际机场扩建）预应力分析（预应力钢束布置、钢束预应力损失）施工阶段分析（考虑材料收缩、徐变及柱子的弹性收缩）钢结构优化（包括强度优化及位移优化）5．分析与设计结果：按国内新规范输出各种结果（剪重比，层刚度比，振型参与有效质量系数，偶然偏心等, 同时可以实现平面输出配筋结果简图、钢结构结果验算结果简图等）二、 MIDAS/SDS简介MIDAS/SDS是楼板与筏式基础有限元分析与设计程序。
迈达斯教程及使用手册
迈达斯教程及使用手册【前言】随着现代科技的不断迅速发展，计算机应用软件也越来越普及。
然而，有时候对于一些陌生的软件，我们却难以熟悉和掌握。
这时候，教程和使用手册就显得尤为重要。
【正文】一、迈达斯简介迈达斯作为一款有限元分析软件，具有计算精度高、功能齐全、应用范围广等优点。
迈达斯适用于结构力学分析、地震工程分析、流体力学分析、多体系统动力学分析、声学分析和热传导分析等领域。
二、迈达斯教程1、基础教程对于初学者，或者对迈达斯不太了解的用户，可以通过迈达斯官网提供的基础教程来入门。
这些教程包括：简单板件的建模与分析、简单空间框架的建模与分析、简单平面杆件的建模与分析等内容。
通过这些教程的学习，用户可以了解迈达斯的基础使用方法，实现简单的计算。
2、进阶教程对于需要进行深度分析的用户，可以通过进阶教程来提升实践能力。
这些教程包括：地震分析、二维和三维渗流分析、热应力分析、随机振动分析等内容。
通过这些教程的学习，用户可以掌握迈达斯在不同领域的应用，为实际问题的分析提供有力的支持。
3、高级教程对于想要成为迈达斯专家的用户，可以通过高级教程来深入了解软件内部原理和核心算法。
这些教程包括：接口应力及三维准直线材料的塑性模型、块体程序、业余自由节点法和含椭球形空腔的静液压问题等内容。
通过这些教程的学习，用户可以掌握更高级别的领域应用。
三、迈达斯使用手册1、建模入门在使用迈达斯进行结构分析时，首先需要进行建模和网格划分。
迈达斯使用手册提供了建模基础、几何体的定义、网格划分等相关知识，帮助用户快速上手建模。
2、材料和参数设置在迈达斯中，不同的材料和参数设置会对计算结果产生不同的影响。
使用手册详细介绍了迈达斯中各种材料和参数的设置方法，帮助用户实现精确计算。
3、分析方法和后处理在完成建模和参数设置后，需要进行相应的分析和后处理。
使用手册详细介绍了线性和非线性分析方法、动力学分析、后处理结果的展示与分析、图形用户界面等等。
总结了一下MIDAS软件
总结了一下MIDAS软件MIDAS（Mechanical and Industrial Design Automation System）软件是一款综合性的结构工程软件，主要用于结构分析、设计和优化。
它由MIDAS IT公司开发，已经成为全球范围内最受欢迎和广泛应用的结构工程软件之一、MIDAS软件具有多种功能模块，以满足不同类型和规模的工程项目的需求。
这篇文章将总结MIDAS软件的主要特点和应用领域。
首先，MIDAS软件具有强大的分析功能。
它可以进行线性和非线性的静力分析、动力分析、热力分析和随机振动分析。
MIDAS软件支持多种分析方法，包括有限元分析、边界元分析、离散元分析和模态分析等。
使用这些分析功能，工程师可以准确地评估结构的安全性、性能和可靠性。
其次，MIDAS软件拥有丰富的设计工具。
它提供了多种建模工具和设计工具，包括梁、板、壳、柱和节点等元素的建模工具，以及截面设计、构件设计和连接设计等功能。
MIDAS软件还支持多种材料的设计和分析，如钢、混凝土、木材和复合材料等。
这些设计工具使工程师能够高效地完成结构设计，并优化结构的性能和成本。
此外，MIDAS软件还具有直观友好的用户界面和高效的计算引擎。
用户界面简洁明了，功能布局合理，使得用户能够轻松地进行建模、分析和设计。
计算引擎采用了高效的算法和计算方法，可以快速地进行大规模的结构分析和优化。
MIDAS软件的应用领域非常广泛。
它可以应用于建筑、桥梁、隧道、高速公路、航空航天、海洋工程、电力工程等各种工程项目。
工程师可以使用MIDAS软件对结构进行分析和设计，确保结构的安全和可靠性。
此外，MIDAS软件还可以帮助工程师进行结构优化，以达到最佳的性能和成本。
尽管MIDAS软件的功能和应用领域非常广泛，但它也存在一些限制。
首先，MIDAS软件的学习曲线较陡峭，需要一定的培训和实践才能熟练掌握。
其次，MIDAS软件的使用需要较大的计算资源，特别是对于大型和复杂的结构分析和优化。
有限元与midas介绍
有限元法的基本思想
对弹性区域离散化
将单元内任一节点 位移通过函数表达 （位移函数）
进行单元集成， 在节点上加外载荷力
建立单元方程
引入位移边界条件 进行求解
求解得到节点位移
根据弹性力学公式得到单元应变、应力
有限元法的基本步骤
1. 结构离散； n y ii 2. 单元分析 i e e e a. 建立位移函数 k F b. 建立单元刚度方程 c. 计算等效节点力 K F 3. 进行单元集成； 4. 得到节点位移； 5. 根据弹性力学公式计算单元应变、应力。
1、Midas的 施工阶段分析； 2、Midas的 其他专项分析。 等等
1、Midas的 MCT使用； 2、一些问 题的讨论。
FEM的发展历程—— FEM的思想发源于哪里？
★距今几世纪前，我国古代数学家用多边形的周长近似代替圆周长堪称是有 限元法的雏形。 ★20世纪40年代，Courant第一次应用定义在三角区域上的分片连续函数和 最小位能原理来求解St.Venant扭转问题。 ★1956年，Turner、Clough等人在分析飞机结构时，将钢架位移法推广应用 于弹性力学平面问题，给出了用三角形单元求得平面应力问题的正确答案
单元: 一组节点自由度间相互作用的数值、矩阵 描述（称为刚度或系数矩阵)。单元有线、 面或实体或者二维或三维的单元等种类。
载荷
有限元模型由一些简单形状的单元组成，单元之
间通过节点连接，并承受一定载荷。
每个单元的特性是通过几个线性方程式来描述的。 作为一个整体，有限个单元形成了整体结构的数学模型 尽管梯子的有限元模型低于100个方程（即自由度），然 而在今天一个小的 ANSYS分析就可能有5000个未知 量，矩阵可能有25，000，000个刚度系数。
迈达斯教程及使用手册讲解
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。
钢材规范混凝土规范图1 材料定义对话框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）；图1 收缩徐变函数图2 强度发展函数图3 时间依存材料特性连接图4 时间依存材料特性值修改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说明书
第一章基本功能与限制1.1 结构大师简介1.2 主要功能1.3 使用限制1.4 工作界面第二章运行环境第三章结构第四章构件第五章边界第六章荷载第七章分析设计第八章结果第九章详细结果第十章工具第十一章视图第十二章窗口第十三章帮助附录1.1 结构大师简介区分版本/ Revision No. 改善建议者改善内容内容列表产品功能Ver.112 R24 /No.2009-03————手册内容Ver.110 R2 /No.2010-03————功能说明结构大师（Structure Master）是基于三维的建筑结构分析和设计系统，是建筑大师（midas Building ）的主要模块之一。
（1）结构大师提供了基于实际设计流程的用户菜单系统；（2）结构大师提供了基于标准层概念的三维建模功能，提高了建模的直观性和便利性，从而提高了建模效率；（3）结构大师中既提供了完全自动化的分析和设计功能，又向用户开放了各种控制参数，其自动性和开放性不仅能提高分析和设计的效率，而且能提高分析和设计的准确性；（4）结构大师中不仅包涵了最新的结构设计规范，而且提供三维图形结果和二维图形计算书、文本计算书、详细设计过程计算书，并提供各种表格和图表结果，可输出准确美观的计算报告。
图1.1 建筑大师系列程序结构组织图1.2 主要功能区分版本/ Revision No. 改善建议者改善内容内容列表产品功能Ver.112 R3 /No.2009-03————手册内容Ver.110 R2 /No.2009-02————功能说明结构大师的主要功能如下：【主要建模功能】①使用建筑底图或结构底图建模②自动生成墙洞口③基于标准层的三维建模功能④分析和设计参数的整合⑤项目管理功能和数据库共享功能【主要分析功能】①地震波适用性自动判别和自动调幅②自动设置振型质量参与系数③自动计算最不利地震作用方向并在此方向加载设计④基于影响面分析的活荷载不利布置分析（可考虑竖向构件）⑤特殊分析功能（施工阶段分析、P-Delta分析、温度分析等）⑥具有数检功能的弹塑性分析⑦可导入施工图中的实际配筋准确计算所有构件的铰特性⑧全新的带洞口的纤维模型非线性剪力墙单元⑨可以按整体结构、楼层及构件三个层次输出弹塑性分析结果【主要设计功能】①提供各荷载工况、荷载组合的设计结果②提供与模型联动的单体构件设计工具③提供人防构件的设计④提供弧墙、异形柱、异形板的设计⑤提供任意形柱的设计【计算书及结果输出】①提供二维图形结果和文本计算书②提供详细计算过程计算书③提供三维图形结果和图表结果④提供超筋超限信息⑤提供专家校审功能和校审报告1.3 使用限制区分版本/ Revision No. 改善建议者改善内容内容列表产品功能Ver.112 R3 /No.2009-03————手册内容Ver.110 R2 /No.2009-02————功能说明程序的使用限制如下：①层数限制：1000层②各层构件数量（梁、柱、墙、支撑）：5000个③各层的塔块数量：1000个（刚性楼板分块数量）④结构单元数量（构件数量）：9999999个（大约1000万个）1.4 工作界面区分版本/ Revision No. 改善建议者改善内容内容列表产品功能Ver.112 R3 /No.2009-03————手册内容Ver.110 R2 /No.2009-02————功能说明区分版本/ Revision No. 改善建议者改善内容内容列表产品功能Ver.112 R3 /No.2009-03————手册内容Ver.110 R2 /No.2009-02————功能说明结构大师（Structure Master）是基于windows操作环境开发的应用程序，适用于IBM兼容机，其要求的基本配置和推荐配置如下：2.1.1 基本配置功能说明（1）CPU：Pentium IV（CPU 2.0GB）及以上的配置（2）内存：RAM 1.0GB及以上的配置（3）显卡：与Windows兼容的显卡（支持OpenGL和DirectX 9.0C及以上版本）（4）操作系数：Microsoft Windows 2000及以上版本（5）硬盘：20GB及以上可用空间（6）分辨率：1024 x 768（7）显示器：支持16bit high color及以上颜色的设置（8）其它：与Windows兼容的打印机或绘图机2.1.2 推荐配置功能说明（1）CPU: Pentium IV（CPU 3.0GB或Dual 2.0GB）及以上的配置（具有双核及以上的配置时，方程求解器支持多处理器的运算）（2）内存：RAM 2.0GB及以上的配置（3）显卡：与Windows兼容的显卡（支持OpenGL和DirectX 9.0C及以上版本）（4）操作系统：Microsoft Windows XP或VISTA（5）硬盘：50GB及以上可用空间（6）分辨率：1280 x 1024（7）显示器：支持32bit high color及以上颜色的设置（8）其它：与Windows兼容的打印机或绘图机2.2 数据文件区分版本/ Revision No. 改善建议者改善内容内容列表产品功能Ver.112 R3 /No.2009-03————手册内容Ver.110 R2 /No.2009-02————功能说明（1）前处理中生成的文件：区分版本/ Revision No. 改善建议者改善内容内容列表产品功能Ver.112 R3 /No.2009-03————手册内容Ver.110 R2 /No.2009-02————功能说明程序提供两种建立轴网的方式，一种是直接在轴网界面中输入，功能类似CAD，同时可按结构布置选择正交轴网或弧线轴网，详细介绍参见第3.1.1.1节和第3.1.1.2节；另一种是导入建筑图或结构图形成底图，既可以形成构件中心线还可以导入构件边框线、门窗洞口线、隔墙位置线等图素，方便用户建立模型，详细介绍参见第3.1.1.3节。
midas软件初级使用教程
北京迈达斯技术有限公司目录建立模型①设定操作环境 (2)定义材料 (4)输入节点和单元 (5)输入边界条件 (8)输入荷载 (9)运行结构分析 (10)查看反力 (11)查看变形和位移 (11)查看内力 (12)查看应力 (14)梁单元细部分析 (15)表格查看结果 (16)建立模型②设定操作环境 (19)建立悬臂梁 (20)输入边界条件 (21)输入荷载 (21)建立模型③建模 (23)输入边界条件 (24)输入荷载 (24)建立模型④建立两端固定梁 (26)输入边界条件 (27)输入荷载 (28)建立模型⑤⑥⑦⑧摘要本课程针对初次使用MIDAS/Civil 的技术人员，通过悬臂梁、简支梁等简单的例题，介绍了MIDAS/Civil 的基本使用方法和功能。
包含的主要内容如下。
1. MIDAS/Civil 的构成及运行模式2. 视图(View Point)和选择(Select)功能3. 关于进行结构分析和查看结果的一些基本知识(GCS, UCS, ECS 等)4. 建模和分析步骤(输入材料和截面特性、建模、输入边界条件、输入荷载、结构分析、查看结果)使用的模型如图1所示包含8种类型，为了了解各种功能分别使用不同的方法输入。
图1. 分析模型悬臂梁、两端固定梁简支梁○1 ○2 ○3 ○4 ○5 ○6 ○7 ○8 6@2 = 12 m截面 : HM 440×300×11/18 材料 : Grade3建立模型①设定操作环境首先建立新项目( 新项目)，以‘Cantilever_Simple.mcb ’ 为名保存( 保存)。
文件 / 新项目文件 / 保存( Cantilever_Simple )单位体系是使用tonf(力), m(长度)。
1. 在新项目选择工具>单位体系2. 长度 选择‘m ’, 力(质量) 选择‘tonf(ton)’3. 点击工具 / 单位体系长度>m ; 力>tonf本例题将主要使用图标菜单。
迈达斯应用——精选推荐
迈达斯应⽤北京迈达斯技术有限公司2007年8⽉⽬录1. 综论 (1)2. 梁格法基本原理 (1)3. T梁格理论要点 (1)4. 模型实例 (2)4.1 结构概述 (2)4.2 计算参数 (2)5. 建模内容及重点关注 (3)5.1 定义材料和截⾯ (3)5.2 定义主梁、盖梁和桥墩混凝⼟的收缩徐变 (4)5.3 边界条件 (4)5.4 静⼒荷载 (5)5.5 定义钢束 (5)5.6 移动荷载 (5)5.7 施⼯阶段 (6)6. 程序后处理及结果查看 (6)1. 综论中国的桥梁建设已步⼊全新的阶段，桥梁设计、施⼯、检测技术⽔平也随着时间推移不断提⾼，以往多采⽤的平⾯程序在实际使⽤中将逐渐为三维空间程序所取代，通过三维的分析可以不⽤像⼆维程序那样计算横向分布系数，建模及后处理更加直观。
T形梁在实际⼯程中⼴泛采⽤，现存数量巨⼤，T梁格单元划分简单，基本概念清晰，受⼒明确，较易为初学梁格法者掌握，对进⼀步将复杂结构离散为⼒学模型及应⽤⼒学原理解决问题很有帮助。
2. 梁格法基本原理⽤等效梁格代替桥梁上部结构，将分散在板、梁每⼀区段内的弯曲刚度和抗扭刚度集中于最邻近的等效梁格内，实际结构的纵向刚度集中于纵向梁格构件内，横向刚度集中于横向梁格内。
理想的刚度等效原则是：当原型实际结构和对应的等效梁格承受相同的荷载时，两者的挠曲将是恒等的，并且每⼀梁格内的弯矩、剪⼒和扭矩等于该梁格所代表的实际结构部分的内⼒。
由于实际结构和梁格体系在结构特性上的差异，这种等效只是近似的，但对⼀般的设计，梁格法的计算精度是⾜够的。
3. T梁格理论要点Ⅰ、T梁计算前应先对有效宽度进⾏计算，结构翼板拟定尺⼨时尽量控制在有效宽度范围内。
――有效宽度计算参考规范《公路钢筋混凝⼟及预应⼒混凝⼟桥涵设计规范》P16，4.2.2条。
Ⅱ、对于⾮密排的T梁，可取单个T梁为⼀个纵向梁格。
若T梁未设横隔板则纵向弯曲由T形截⾯承受，横向视为通过翼板连接的板条。
有关midas-GTS-NX软件的介绍
1 midas GTS背景介绍
midas GTS是北京迈达斯技术有限公司研发的岩土用软件，具有迈达斯软件专有优势：汉化界面、交互式操作、强大的可视化。
迈达斯技术有限公司由韩国浦项制铁发展而成的土木工程计算分析软件开发公司，具有独立的研发团队，并在中国、美国、日本、英国、印度、俄罗斯、新加坡等国家成立分公司。
北京迈达斯技术有限公司拥有一批国内研发团队，对软件再次“加工”，让midas 系列软件更加适合中国用户。
此外，北京迈达斯技术有限公司全面负责产品的销售与技术支持。
2 midas GTS功能介绍
midas GTS是为能够迅速完成对岩土及隧道结构的分析与设计而开发的“岩土隧道结构专用有限元分析软件”，是一款采用windows风格操作界面的完全中文化软件，能够提供完全的三维动态模拟功能。
程序提供应力分析、动力分析、渗流分析、应力-渗流耦合分析、边坡稳定分析、衬砌分析和设计功能，并提供莫尔库伦、修正莫尔库伦、邓肯-张、修正剑桥等14种本构及用户自定义本构模型；程序还提供便捷的几何建模功能、地形生成器、隧道建模助手、锚杆建模助手以及丰富的后处理结果；可以广泛应用于地下结构、岩土、水工、地质、矿山、隧道等方面的分析及科研。
自2005年在中国发布至今，在广大用户的信任和支持下，已经走过了九个年头，成为了岩土行业主流的分析与设计软件。
随着行业的发展，GTS也面临新技术的发展及完善，因此在2014年推出midas GTS NX（New Experience），分别在前处理、后处理及计算阶段进行了功能的改善，此外新增加了新的分析功能，具体见下表.
GTS NX功能一览表。
midas介绍
• 结构分析验算功能 •附有国内外相关专业规范。 •可进行结构的验——钢结构根据验算 结果进行截面调整
建模分析过程 1. 前处理——创建有限元模型 1）材料、截面定义 2）节点、单元建立 3）边界、荷载条件定义 2. 求解 1）定义分析选项和求解控制 2）求解 3. 结果查看 1）荷载组合功能 2）结果的图形显示 3）结果的列表显示
MidasCivil 软件介绍及菜单详解
一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解
（1）操作界面
一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解
（2）一般分析步骤
1，设置操作环境: 2D或3D结构、单位体系等。 2，定义材料和截面
定义截面: 矩形、圆形、箱型、工字型、变截面等 定义材料的时间依存性并连接: 混凝土、钢绞线、钢材等；设置材料收缩徐变特性。 3，建立结构模型：定义节点、单元（梁单元、桁架单元、只受拉/压单元）、变截面组等。 4，定义结构组、边界条件组和荷载组：主要是用于施工阶段分析中，按阶段激活响应的结
一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解
栈桥静力分析
一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解
柱模静力分析
一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解
(一) 特点：
*提供菜单交互式、表格输入、导入CAD等灵活多样的建模功能。
*提供刚构桥、板型桥、箱梁桥、顶推法桥梁、悬臂法桥梁、移动支架/满堂支 架法桥梁、悬索桥、斜拉桥的建模助手。
*提供中国、美国、英国、德国、欧洲、日本、韩国等国家的材料和截面数据库， 以及混凝土收缩和徐变规范和移动何在规范。
*提供桁架、一般梁/变截面梁、平面应力/平面应变、只受拉/只受压、钩、索、 板、实体单元等工程实际时所需的各种有限元模型。
*提供静力分析、动力分析、静/动力弹塑性分析、几何非线形分析、优化索力、 屈曲分析、移动荷载分析（影响线/影响面分析）、支座沉降分析、施工阶段分析、 联合截面施工阶段分析等功能。
一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解
（3）运行求解
skyline Multi frontal
一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解
（4）后处理 1，通过图形查看内力和应力 2，定义荷载组合 3，查看单项荷载下的内力 4，查看荷载组合条件下的内力和应力 5，RC设计计算结果、PSC设计计算结果
ANSYS及MIDAS软件介绍
ANSYS及MIDAS软件介绍1.⾼等数学2. 普通物理3. 普通化学4. 理论⼒学5. 材料⼒学6. 流体⼒学7.计算机应⽤基础8.电⼯电⼦技术9. ⼯程经济10.⼟⽊⼯程材料11. ⼯程测量12. 职业法规13.⼟⽊⼯程施⼯与管理14. 结构设计15. 结构⼒学16. 结构试验17.⼟⼒学与地基基础1.结构静⼒分析⽤来求解外载荷引起的位移、应⼒和⼒。
静⼒分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。
ANSYS程序中的静⼒分析不仅可以进⾏线性分析，⽽且也可以进⾏⾮线性分析，如塑性、蠕变、膨胀、⼤变形、⼤应变及接触分析。
2.结构动⼒学分析结构动⼒学分析⽤来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。
与静⼒分析不同，动⼒分析要考虑随时间变化的⼒载荷以及它对阻尼和惯性的影响。
ANSYS可进⾏的结构动⼒学分析类型包括：瞬态动⼒学分析、模态分析、谐波响应分析及随机振动响应分析。
3.结构⾮线性分析结构⾮线性导致结构或部件的响应随外载荷不成⽐例变化。
ANSYS程序可求解静态和瞬态⾮线性问题，包括材料⾮线性、⼏何⾮线性和单元⾮线性三种。
4.动⼒学分析ANSYS程序可以分析⼤型三维柔体运动。
当运动的积累影响起主要作⽤时，可使⽤这些功能分析复杂结构在空间中的运动特性，并确定结构中由此产⽣的应⼒、应变和变形。
5.热分析程序可处理热传递的三种基本类型：传导、对流和辐射。
热传递的三种类型均可进⾏稳态和瞬态、线性和⾮线性分析。
热分析还具有可以模拟材料固化和熔解过程的相变分析能⼒以及模拟热与结构应⼒之间的热－结构耦合分析能⼒。
6.电磁场分析主要⽤于电磁场问题的分析，如电感、电容、磁通量密度、涡流、电场分布、磁⼒线分布、⼒、运动效应、电路和能量损失等。
还可⽤于螺线管、调节器、发电机、变换器、磁体、加速器、电解槽及⽆损检测装置等的设计和分析领域。
7.流体动⼒学分析ANSYS流体单元能进⾏流体动⼒学分析，分析类型可以为瞬态或稳态。
有限元分析软件MIDAS在桥梁工程课程设计教学中的应用
有限元分析软件MIDAS 在桥梁工程课程设计教学中的应用摘要：桥梁工程课程设计是土木工程交通土建专业实践性教学计划中的一个重要环节，对掌握知识和培养能力具有非常积极的作用。
针对现在的工程实际设计的方向与手段，结合桥梁工程课程设计的教学实践，将MIDAS 系列大型有限元结构设计软件引入课程设计教学环节，与传统的手算方式相结合，强调了课程设计的合理性、实践性。
其对于培养学生的综合素质和能力具有良好的效果，能够培养出更加适应市场需要的土木工程专业人才。
关键词：土木工程；桥梁工程；课程设计；MIDAS中图分类号：G642.41文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）51-0193-02收稿日期：2016-08-29基金项目：湖南城市学院教改项目“桥梁工程（二）课程设计改革的实践和研究”的研究成果之一作者简介：羊日华（1978-），女，湖南新化人，讲师，硕士，研究方向：桥梁结构分析与工程控制研究。
“桥梁工程”课程设计既是土木工程交通土建专业教学的一门主要课程，也是一门实践性极强的工程学科，其目的是培养学生综合运用桥梁工程课程所学知识以及有关先修课程的基本知识进行桥梁结构设计的能力。
以梁式桥课程设计为例，要求学生掌握梁式桥计算的全过程，其不仅加强了桥梁工程课程教学中的构造设计、计算方法的学习效果，而且也是对于结构设计原理、结构力学等专业基础课的一次实际应用，同时也毕业设计的基础。
一、现有桥梁工程课程设计教学中存在的主要问题 1.现有的课程设计方法与工程实践脱节。
在现代桥梁结构设计中，大型的有限元分析软件逐步取代了手工计算和设计。
常用的桥梁有限元软件有ANSYS 、MSC 、MIDAS 等一系列软件，这些软件以其强大的数值、分析运算功能、生动形象的图像处理能力，代替了传统方式下用笔和纸进行的设计操作。
现有的设计课程中用笔、纸完成桥梁工程课程设计的传统教学方式与时代脱节，大量应用电算技术成为一种时尚。
MIDAS应用
MIDAS/Civil悬索桥分析功能使用说明MIDAS/Civil悬索桥分析功能使用说明资料制作日期:2006-8-9对应软件版本:Civil20061.使用MIDAS/Civil分析悬索桥的基本操作步骤A.定义主缆,主塔,主梁,吊杆等构件的材料和截面特性;B.打开主菜单"模型/结构建模助手/悬索桥",输入相应参数(各参数意义请参考联机帮助的说明以及下文中的一些内容);C.将建模助手的数据另存为"*.wzd"文件,以便以后修改或确认;D.运行建模助手后,程序会提供几何刚度初始荷载数据和初始单元内力数据,并自动生成"自重"的荷载工况;E.对模型根据实际状况,对单元,边界条件和荷载进行一些必要的编辑后,将主缆上的各节点定义为更新节点组,将塔顶节点和跨中最低点定义为垂点组;F.定义悬索桥分析控制数据后运行.运行过程中需确认是否最终收敛.运行完了后程序会提供平衡单元节点内力数据;G.删除悬索桥分析控制数据,将所有结构,边界条件和荷载都定义为相应的结构组,边界组和荷载组,定义一个一次成桥的施工阶段,在施工阶段对话框中选择"考虑非线性分析/独立模型",并勾选"包含平衡单元节点内力";H.运行分析后查看该施工阶段的位移是否接近于0以及一些构件的内力是否与几何刚度初始荷载表格或者平衡单元节点内力表格的数据相同;I.各项结果都满足要求后即可进行倒拆施工阶段分析或者成桥状态的各种分析;J.详细计算原理请参考技术资料《用MIDAS做悬索桥分析》.2.建模助手中选择三维和不选择三维的区别A.选择三维就是指按空间双索面来计算悬索桥,需要输入桥面的宽度,输入的桥面系荷载将由两个索面来承担;B.不选择三维时,程序将给建立单索面的空间模型,不需输入桥面的宽度,输入的桥面系荷载将由单索面来承担.3.建模助手中主梁和主塔的材料,截面以及重量是如何考虑的A.因为索单元必须考虑自重,因此建模助手分析中对于主缆和吊杆的自重,程序会自动考虑;B.但在建模助手中主梁和主塔的材料和截面并不介入分析,程序只是根据输入的几何数据,给建立几何模型,以便进行下一步的悬索桥精密分析.即,程序不会根据定1义的主梁的材料和截面自动计算自重并参与分析,用户需要根据成桥状态时的桥面系荷载(如,主梁自重,二期恒载等),在建模助手对话框中按线荷载或节点荷载来具体输入;C.之后在进行悬索桥精密分析时,对于主梁的自重则将根据材料的容重以及截面面积来计算,对于二期恒载用户可按梁单元荷载等形式进行定义;D.注意:建模助手中输入的桥面系荷载值须等于悬索桥精密分析时考虑的各荷载工况对于桥面系作用的荷载总和(例如等于按主梁自重计算的线荷载加上二期恒载梁单元线荷载).4.为什么靠近主塔处的两根吊杆的初始内力比别的吊杆大A.在建模助手中,对于输入的桥面系荷载(线荷载)是由吊杆来承担的.各吊杆承受的荷载大致是线荷载与吊杆间距的乘积(如果单索面承受荷载的话);B.在主塔处由于没有吊杆,与主塔处相邻的吊杆需要承受的荷载为线荷载与1.5倍的吊杆间距的乘积,因此会较大;C.如果成桥的结构在主塔与主梁的连接处,主塔对主梁有支承作用,则上述方法求出的主塔处吊杆的初始内力是不合理的;D.此时可以在建模助手中通过勾选"加劲梁端到塔墩中心线的距离",输入G1和G2 的值(吊杆到主塔距离的1/2)来处理.但在进行悬索桥精密分析前,需要用户建立该处的主梁单元,并对主塔和主梁的支承关系进行定义;E.除了方法d),还可以通过按点荷载的方式输入桥面系荷载的方式来处理(勾选建模助手对话框中"桥面系>单位重量>详细…").对于吊杆间距不等或者边跨最外侧吊杆受力大小要调整时,使用此方法更容易实现一些.5.悬索桥分析控制中的"主缆内力水平分量"有什么意义,如何使用A.对于地锚式悬索桥桥面系的荷载确定后,主缆内力的水平分量理论上是一定的.但根据桥梁的实际情况,对于主梁吊装连接后施加的二期恒载,主梁也会承受一部分弯矩,这时主缆上的水平分量会发生一些变化;B.对于自锚式悬索桥,桥面系的荷载一部分是由主缆承担,一部分是由主梁承担的. 因此根据主缆和主梁的荷载分配比率,自锚式悬索桥的成桥状态可以有很多不同的解;C.设计人员可以通过调整悬索桥分析控制中的"主缆内力水平分量",来参与确定主缆和主梁所承受荷载的比率;D.在第一步悬索桥建模助手对话框输入所有参数后,点击右下角的"实际形状"或者"更新或重画"的话,下端会显示当前结构的主缆内力水平分量.在悬索桥分析控2制中输入的主缆内力水平分量需是在结构合理受力状态范围内的值,可参考第一步中显示的结果取值,不能随便输入.6.运行悬索桥分析控制后,在分析信息中会显示类似下面信息,其具体代表什么意义NONLINEARSTATICLOADCASE:1INCREMENTNO.:1ITERATIONNO.:1DISPL.NORM:0.100E+01INCREMENTNO.:1ITERATIONNO.:2DISPL.NORM:0.361E+00INCREMENTNO.:1ITERATIONNO.:3DISPL.NORM:0.156E+00INCREMENTNO.:1ITERATIONNO.:4DISPL.NORM:0.734E-01INCREMENTNO.:1ITERATIONNO.:5DISPL.NORM:0.353E-01INCREMENTNO.:1ITERATIONNO.:6DISPL.NORM:0.176E-01INCREMENTNO.:1ITERATIONNO.:7DISPL.NORM:0.844E-02ITERATIONNO:2CONVERGENCERATIO:0.43322E+00……A."INCREMENTNO.:1":是指荷载增幅步数.B."ITERATIONNO.:1":是指每荷载步内的迭代次数,1表示第1次迭代计算,2表示第2次迭代计算.C."DISPL.NORM":是指收敛计算中在每个荷载步骤下的位移收敛的"范数",程序默认的收敛控制参数为:迭代次数为30次,收敛标准范数为0.01,上面数据中迭代第7次时计算范数为0.844e-02小于0.01,所以结束了第2次迭代计算(ITERATION NO:2).D."ITERATIONNO:2":是指第2次迭代计算,迭代次数在悬索桥分析控制对话框中输入,默认为5.E."CONVERGENCERATIO":是根据更新的节点坐标,索的张力,平衡内力计算的不平衡内力引起的位移的收敛范数,其控制范数在悬索桥分析控制对话框中输入,默认为1e-05.最终迭代次数(默认为5)中计算范数小于1e-05即表示收敛了,但是一般在最终迭代次数中的计算范数小于1e-02时,可以认为结果收敛了.一般来说随着计算CONVERGENCERATIO值应该逐渐变小,当逐渐变大时可认为没有收敛.F.每个迭代次数内的每荷载增步中的收敛控制参数,当在分析>非线性分析控制中设定了控制参数时,遵循设定的参数,没有设定参数时如上面a中所述默认为迭代次数为30次,收敛标准范数为0.01.分析>非线性分析可设也可不设.G.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.37.通过建模助手求到的平衡状态中,塔底有较大弯矩时,应如何解决A.需在进行第二步悬索桥分析之前,对模型进行处理.即,将主塔顶的节点和该处主缆的节点使用上下两个节点模拟.两个节点间使用弹性连接或刚性连接,只约束竖向的位移(根据情况也可约束面外方向的变形);B.该处主缆的节点坐标不要加入到更新节点组中;C.进行完悬索桥分析得到平衡内力等数据后,在进行施工阶段或者成桥状态分析时,再将该处两个点的约束按最终状况模拟.8.不通过建模助手,如何计算初始平衡状态A.进行非线性分析之后,不断更新节点坐标和索单元初拉力(定义索单元时输入的)来求平衡状态;B.程序对相应荷载工况进行非线性分析,会产生位移和内力,之后会将该内力作为索单元的初拉力(单元表格中)更新.C.更新节点坐标是将原坐标和发生的位移的和作为新的节点坐标.如果悬索桥的索面是竖直的则只更新Z坐标,如果是空间的,还需更新Y坐标.D.由于第一步计算时变形较大,故第一步时一般不更新节点坐标,从第二步开始更新;E.定义索单元时输入的初拉力不会进行迭加,而作为外荷载输入的初拉力会进行迭加,此为两者最大差异.9.对于初始荷载的说明在"荷载/初始荷载"中,分为大位移和小位移两项,其内又分为几何刚度初始荷载,平衡单元节点内力,初始荷载控制数据,初始单元内力共4项内容.其作用分别如下:』大位移/几何刚度初始荷载描述当前荷载作用之前的结构的初始状态.可由悬索桥建模助手自动计算给出结构的初始平衡状态.用户输入几何刚度初始荷载进行非线性分析时,不需定义相应的荷载工况,程序会自动在内部考虑相应荷载和内力,使其达到平衡,因此此时位移为0.如果用户又定义了荷载工况,则荷载相当于双重考虑,此时不仅会发生位移,而且内力也会增加1倍左右.几何刚度初始荷载的概念,可以说是为了描述一个有一定初始内力和刚度的,位移为0的成桥状态.此时有新的荷载参与作用时,我们可以通过分析得到新的作用引起的位移和内力,注意:其中内力结果包含成桥状态的内力.因此,在进行悬索桥倒拆分析时,不需定义自重,但在钝化构件的同时,需要在索的吊杆连接位置输入与构件重量相同的反向节点荷载.对于几何刚度初始荷载的几点附加说明如下:4A.静力线性分析:不起作用.因此如果使用索单元建模,且没有初始单元内力数据的话,分析时会发生奇异;B.静力非线性分析:根据几何刚度初始荷载考虑结构的初始状态.根据不同荷载工况,几何刚度会发生变化.另外,不同荷载工况作用效应的算术迭加不成立;C.施工阶段非线性分析(独立模型,不考虑平衡内力):大位移分析,即几何刚度根据不同施工阶段荷载的作用发生变化,且考虑索单元节点坐标变化引起的影响(索单元);D.施工阶段非线性分析(独立模型,考虑平衡内力):几何刚度初始荷载不起作用,"初始荷载/平衡内力"发生作用;E.施工阶段非线性分析(独立模型,考虑平衡内力,但未输入平衡内力,输入了几何刚度初始荷载):几何刚度初始荷载不起作用,对施加的荷载工况进行静力非线性分析.下个阶段中也一样,但前一阶段的荷载和本阶段的荷载相当于一同作用并对之进行分析;F.移动荷载分析:程序会自动将索单元转换为等效桁架单元进行线性分析,其几何刚度将利用"小位移/初始单元内力"来确定.』大位移/平衡单元节点内力该功能只适用于施工阶段分析中选择非线性分析的独立模型,并且勾选了"包含平衡单元节点内力"选项时的情形.进行斜拉桥或悬索桥逆施工阶段分析时,通过计算由张拉力和恒载导致的成桥状态的节点力和构件内力,可以考虑在相应成桥荷载作用下,位移为0的状态.即,提前使结构存在与外力相平衡的内力,从而使结构不发生变形.(考虑平衡单元节点内力后进行非线性分析时,位移量会趋近于0)因此,需要定义自重等的荷载工况.在倒拆分析时,只要钝化构件即可,不需加反向的节点荷载.考虑平衡节点内力时,程序会根据外力和平衡节点内力的差(不平衡力)进行计算.相同时位移为0,例如悬索桥分析正常结束之后的状态.进行倒拆分析时,由于钝化了荷载或结构,外力会小于平衡内力,程序会根据新的不平衡力重新进行计算.与几何刚度初始荷载的方式的差异,可以说是平衡单元节点内力的方式可以考虑加劲梁的内力.对于地锚式悬索桥,加劲梁的内力很小,所以两种方式都适用.但对于自锚式悬索桥,加劲梁的内力很重要,因此不宜适用几何刚度初始荷载的方式.』小位移/初始荷载控制数据进行线性分析时,将输入的初始单元内力添加给指定的荷载工况.如果不添加,则在分析时只考虑初始单元内力引起的几何刚度,在相应荷载工况的内力结果中,不包含初始单元内力.5另外,考虑平衡单元节点内力时,对于悬索桥,通过悬索桥分析控制,程序自动提供平衡单元节点内力的数据;对于斜拉桥,则可以通过在"初始荷载控制数据"中勾选"初始内力组合",并将要考虑的荷载工况全部添加之后进行静力分析,即可在"结果/分析结果表格/平衡单元节点内力"中得到相应数据,将其复制到"大位移/平衡单元节点内力"即可.』小位移/初始单元内力只适用于线性分析或动力分析,其作用与几何刚度初始荷载相同.即通过形成几何刚度来影响结构的总体刚度,但其刚度并不随作用荷载的变化而变化.可以说是为了对于一个非线性结构进行线性分析而需要的功能,比如对于悬索桥进行特征值分析或者移动荷载分析等.另外,在进行时程分析时,如果要考虑自重等静力荷载作用下的初始状态时,需要将静力荷载另行定义为一种时变荷载.利用这里的初始单元内力功能,可以使构件在进行时程分析时就处于相应的初始状态,而不需再将静力荷载定义为时变荷载了.10.初始荷载控制数据-是否给单元添加初始荷载A.非线性分析时,初始的几何刚度(几何刚度初始荷载)的影响将反映到内力中去,因此不需要给单元添加初始荷载;B.线性分析时,使用"初始单元内力"计算的几何刚度只对刚度有影响,并不会反映到内力中去.若要将其考虑为内力,需给单元添加初始荷载.11.如何得到施工阶段过程中,各构件的结构效应A.建立成桥模型;B.定义倒拆分析的施工阶段;C.在施工阶段分析控制对话框中勾选"考虑构件平衡内力"后进行倒拆分析.12.悬索桥施工过程中的鞍座顶推如何模拟A.模拟起来不是很方便.需使用程序提供的弹性连接,刚性连接等功能来模拟.13.对于悬索桥如何考虑温度作用A.可以把温度作用同样作为一个施工阶段加在最后一个阶段上.但对升温和降温需建立不同的模型进行分析后分别查看结果.此时对于温度进行的是非线性分析,有可能出现不容易收敛的情况.B.也可将温度作用定义为一般的荷载工况(不是施工阶段荷载工况).这样程序在进行完施工阶段分析后,会利用几何刚度初始荷载形成结构的几何刚度,并对这种状态的结构进行温度作用的分析.此时对于索单元是将其转换为等效桁架单元来计算6的.14.如何得到恒载作用下的结构效应以及恒载+活载(或动力荷载)的组合效应有两种方法:可以定义一个空的荷载工况,将初始内力添加到该荷载工况中.进行完移动荷载分析(动力分析)后,将该荷载工况与移动荷载工况进行组合.另一种方法是定义施工阶段的方法,步骤如下:A.将通过建模助手得到的成桥模型只定义一个施工阶段(即成桥阶段),选择施工阶段分析控制的非线性分析并勾选考虑平衡内力.(此时几何刚度初始荷载不发生作用,是为了保存成桥状态的构件内力,以便与活载计算结果组合)B.输入"小位移/初始单元内力",定义移动荷载后进行分析.(因为是施工阶段非线性分析的独立模型,对于PostCS状态进行静力分析时,不是利用最后阶段的内力计算几何刚度.因此需另行输入初始单元内力,以用来计算PostCS状态的几何刚度.)C.分析前需把自重,二期恒载等的荷载类型(定义静力荷载工况时)定义为施工阶段荷载.(因为对于移动荷载工况,程序会自动将索单元转换为等效桁架单元进行线性分析.但对于其它荷载工况,程序还是按索单元计算,因此有可能出现不收敛的情况.而且由于对于自重,二期恒载的效应已经包含在了成桥状态的内力中,因此将其设为施工阶段荷载,以便对于PostCS状态不再分析计算)D.在PostCS定义一个CS:合计的组合,再定义一个合计与移动荷载的组合.15.如何对悬索桥进行屈曲分析A.悬索桥的屈曲分析可考虑两部分荷载.即,成桥时的恒载和对于成桥状态(初始状态)作用的其它荷载(风载,移动荷载等).其稳定系数的意义应该是成桥时作用的恒载不变,此时其它荷载作用多少倍时结构发生屈曲;B.MIDAS/Civil目前提供两种屈曲分析功能,线弹性屈曲分析和几何非线性的屈曲分析;C.进行线弹性屈曲分析,在"分析/屈曲分析控制"对话框中,添加成桥后的荷载工况后进行分析即可.此时对于恒载的作用效应,程序会根据与成桥状态对应的初始单元内力来考虑,因此注意不要将恒载也添加进去;D.进行几何非线性的屈曲分析,需进行几何非线性分析.即在"分析/非线性分析控制"中,将要考虑的其它荷载工况添加到非线性分析荷载工况中,并定义荷载加载步骤数量和系数.此时对于恒载的作用效应,程序会根据与成桥状态对应的几何刚度初始荷载来考虑,因此注意不要将恒载也添加进去.几何非线性分析后,可以使7用"结果/阶段步骤时程图形"来查看荷载系数与位移的变化曲线,并通过判断曲线斜率的突变点以及与其对应的荷载系数求出稳定系数.。
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树形菜单
从模型的输入到分析、结果分析的整个过程，以 及各种表格及组的设定状态等按照树形结构进行了系 统的整理，使用户可以就所需的内容得到指示或打开 相关的对话窗口，进行有效的操作。在树形菜单的“工 作树”中可以清楚地对已做的模型数据输入状况进行确 认，并提供对模型进行修改的拖放（Drag&Drop）方式 的建模功能。
7）结果：荷载组合条件的输入、分析结果的图 形处理、查询及分析功能等。 8）设计：设置设计参数，进行钢筋混凝土、组 合构件的截面设计、钢结构的优化设计等。 9）模式：前处理模式和后处理模式的转换功能。 10）查询：节点或单元的输入状态及属性的查 询功能。 11）工具：单位系及初期操作环境的设定、MC T命令窗口(Midas Gen Text，格式命令输入模型数 据 ）、材料目录表的列表、地震数据的生成、 截面特性值计算器的运行功能等。 12）窗口：操作画面的各种窗口调整和排列功 能。 13）帮助：帮助功能及连接midas IT的主页、 发送e-mail的功能等。
（3）单元坐标系（ECS, Element Coordinate System）， ECS使用的也是右手法则的x、y、z轴垂直坐标系，各轴 以小写字母（x、y、z）表示，主要用来表达单元内力、 单元应力及相关于单元的其他输入数据。在查看单元分析 结果时，使用单元坐标系会更方便。
(a) 竖向构 件（柱） β角
(b) 水平或 倾斜构件 （梁或斜 杆）β角 梁单元单元坐标系及内力示意图
（4）节点坐标系（NCS, Node Local Coordinate System）， NCS使用的也是右手法则的x、y、z轴垂直坐标系，各轴 以小写字母（x、y、z）表示。节点坐标系一般用在赋予 节点以特定方向的边界条件或强制位移上。
建模、分析、设计的主要操作过程：
1）打开文件并设定操作的基本环境 2）定义构件的材料及截面的数据 3）建立节点和单元 4）定义建筑物的支承条件 5）输入各种荷载 6）进行结构分析 7）查看分析结果 8）进行构件设计及配筋
Midas/Gen中的坐标系
（1）全局坐标系（GCS, Global Coordinate System） GCS使用的是右手法则X、Y、Z轴垂直坐标系，各轴 以大写字母（X、Y、Z）表示。建筑物的节点坐标、节点 位移、节点反力及相关节点的其他输入数据皆由该坐标系 表达。启动软件时，系统将自动生成原点（Reference poin t）为（0，0，0）的全局坐标系统，画面的竖直方向与全 局坐标系的Z轴平行。用户在定义建筑物的总体几何形状 时可以使用全局坐标系。在建模时，将建筑物的竖直方向 （重力加速度的反方向）输入为GCS的Z方向会比较便利。 （2）用户坐标系（ （UCS, Userl Coordinate System） 用户为了建模方便，考虑建筑物的几何特征而在GCS 上附加设定的坐标系。在建立平面不规则或竖向不规则的 结构模型时，建议使用用户坐标系。
设计实例
例题模型为六层钢筋混凝土框-剪结构。 基本数据如下： 轴网尺寸：见平面图 柱: 500x500 主梁： 250x600 次梁： 200x400 连梁： 250x1000 混凝土： C30 剪力墙： 250 层高： 一层：4.5m 二~六层 ：3.0m 设防烈度：7（0.10g） 场地： Ⅱ类
方便的建模功能 全中文化的操作界面 ，操作简单。 直观的三维建模，方便的查看功能。 与多种软件具有数据接口。（AUTOCAD的DXF文件、SAP90文件、S AP2000文件、STAAD文件、GTSTRUDL文件、MSC.Nastran文件等。 强有力的分析与设计功能 特征值分析、反应谱分析、静力弹塑性分析、动力弹塑性分析、 几何非线性分析、材料非线性分析、屈曲分析、施工阶段分析、 支座沉降分析、水化热分析、钢筋混凝土预应力分析 等。 强大的后处理功能 中文版中收入了较为全面的中国规范
关联菜单
关联菜单是软件为了尽量减少移动鼠标，而提供 通过在操作窗口点击鼠标的右键来显示与操作内容相 关的各项功能或经常使用功能的菜单系统。
工具条和图标菜单
为了能够快速地导入经常使用的功能，软件提供 将各项功能形象化的图标菜单。各图标从属于各种类 似功能图标群的工具条内。对工具条上的某一图标的 功能有疑问时，只要将鼠标移到该图标位置，就会出 现简单的提示窗口。
MIDAS/Gen的特点
全面的有限元单元库 梁单元、桁架杆单元 、索单元、板单元、平面应力单元、平 面应变单元、墙单元、轴对称单元、墙单元、实体块单元、 只受压单元、只受拉单元、间隙单元、钩单元、粘弹性阻尼 单元、弹塑性阻尼单元、铅芯橡胶支座隔震单元、摩擦摆隔 震单元等。 广泛的适用领域 土木结构：桥梁、地下结构、水池、大坝、隧道等。 建筑结构：办公楼、住宅、商场、商住楼、陆地以及海上的 工业建筑。 特殊结构：体育场馆、飞机库、发电厂等。 其它结构：轮船、飞机、输电塔、起重机、压力容器等。
MIDAS实际工程应用——新北京电视台 （236米，巨型钢框架－支撑结构）
反应谱分析，时程分析，Pushover分析，施工阶段分析
MIDAS实际工程应用——大连国贸中心 （主体高度为335.35米 ，框筒混合结构 ）
反应谱分析，时程分析，Pushover分析
MIDAS实际工程应用——北京奥运会主体育场
MIDAS/Gen 软件的应用
主讲教师：种迅 合肥工业大学土建学院建筑工程系
MIDAS Family Program
MIDAS/Civil Civil structure analysis/design for window system 土木工程专用结构分析以及优化设计系统 MIDAS/Gen General structure design system for windows 土木、建筑通用结构分析以及优化设计系统 MIDAS/FEmodeler 迅速建模以及自动生成有限元网格的软件 MIDAS/BDS 建筑无专用结构分析以及优化设计系统 MIDAS/SDS 楼板、筏式基础的结构分析以及优化设计系统 MIDAS/SET 单体结构设计软件 MIDAS/ADS 剪力墙结构住宅楼的分析以及优化设计系统
层的用途
用于定义墙构件号。 用于自动计算风荷载和计算地震作用，并将计算得 到的横向荷载加载到各层。 在建筑各层自动考虑刚性楼板效应，并输入各层刚 性楼板质量。 用于输出层位移、层间位移、层间刚度比、剪重比、 层偏心等。
反应谱分析，钢结构优化设计，屈曲分析
MIDAS实际工程应用——首尔世界杯体育馆
预应力分析，非线性分析，吊装施工顺序分析
主菜单
MIDAS的基本界面
图标菜单
树型菜单 模型窗口
关联菜单
信息窗口
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
状态条
主菜单
主菜单包含MIDAS/Civil内存所有功能的指示命 令和快捷键： 1）文件：包括与文件的建立、保存、打印、 数据互换等相关的功能。 2）编辑：包括撤销/重做功能和表格化数据 的编辑功能等。 3）视图：模型的视觉表现方法的调整功能、 选择功能、激活/钝化功能等。 4）模型：网格、节点、单元、截面特性、 边界条件、质量等模型数据的输入功能等。 5）荷载：各种静力荷载、动力荷载、温度 荷载及施工阶段分析、移动荷载分析、水化 热分析和几何非线性分析所需数据的输入功 能等。 6）分析：分析过程中所需的各种控制数据 的输入和分析运行功能等。