midas截面几何性质计算2
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。
截面几何特性怎么计算公式
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πr^3/2。
5. 截面形心。
截面的形心描述了截面的几何中心，通常用x_bar和y_bar表示，其计算公式为：x_bar = ∫x dA / A。
y_bar = ∫y dA / A。
对于简单几何形状的截面，可以通过几何关系计算出形心的坐标，比如矩形的形心坐标为(b/2, h/2)，圆形的形心坐标为(0, 0)。
以上是一些常见的截面几何特性的计算公式，这些参数对于工程设计和分析具有重要的意义。
02-Midas Civil截面特性计算器SPC
01Midas Civil截面特性计算器SPC1、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>OK③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 。
④计算截面特性及导出sec 文件，Property>Calculate Section Property,MeshSize:10mm,Pause after Each Calc(打开)，Apply。
MIDAS截面特性计算器使用说明
例题的截面大小为125×250，可以点击工具里的(GridSetting)图标，
将GridSize设为10。
由于SPC的GridSetting里以所指定的栅格间距为基准进行相关的画图、视图功能，所以即使不直接使用 栅格捕捉功能，适当地指定其栅格间距会更方便一些。
下面绘制Plane截面： 调出Model>Curve>Create>Line菜单，在生成直线对话框 ( 参见图 9) 里的 Point1 处输入 –3.75,0, 选择 Dx,Dy选项，输入0,75之后点击Apply按钮。
的DeltaX,Y的Dx栏输入0,Dy栏输入12.5之后点击Apply按钮。 用同样的方法选择最新建立的点之后,在<图10-(1)>的点移动复制对话框里的DeltaX,Y的 Dx栏输入62.5,Dy栏输入0后点击Apply按钮就会生成像<图11>一样的轮廓线。
9
MIDASIT()
目录菜单
<图11>进行点的移动复制
<图1212-(1)> 线移动复制对话框
<图1212-(2)>移动复制完的线
通过将<图11>所示的线向左侧复制来完成需要加厚的部分。 调出Model>Curve>Translate菜单,选择<图11>里所示的线作为对象。在<图12-(1)>所示的线移动复 制对话框里选择Mode里的Copy。在DeltaX,Y的Dx栏里输入-10，Dy栏里输入0。然后，选定CopyO ption里的ConnectEndsbyLine选项之后点击Apply按钮。如<图12-(2)>所示，将选定的线通过移动复 制生成新的线，然后将两线的末端用直线连接。
迈达斯_MIDAS_算例02_毕业设计第二阶段-悬臂梁桥分析与设计
６
湖南大学土木工程学院 ２００８ 届桥梁毕业设计
模型 /材料和截面特性 / 截面/添加 截面类型>设计截面> 单箱单室 截面号 ( 1 ) ; 名称 (跨中)
按照左图输入跨中位置处截面 的各控制尺寸，并且打开程序 自动定义剪切验算位置和自动 搜索腹板厚度功能 考虑剪切变形(开) 偏心>中-上部
图6. 定义跨中位置处截面
图2. 跨中箱梁截面
２
湖南大学土木工程学院 ２００８ 届桥梁毕业设计
图3. 墩顶箱梁截面
梁桥分析与设计的一般步骤 1. 定义材料和截面 2. 建立结构模型 3. 输入非预应力钢筋 4. 输入荷载 ①. 恒荷载 ②. 钢束特性和形状 ③. 钢束预应力荷载 5. 定义施工阶段 6. 输入移动荷载数据 ①. 选择移动荷载规范 ②. 定义车道 ③. 定义车辆 ④. 移动荷载工况 7. 运行结构分析 8. 查看分析结果 9. PSC设计（预应力混凝土梁） PSC设计参数确定 运行设计 查看设计结果表格和图形 输出PSC设计计算书
图10 定义桥墩截面
１０
湖南大学土木工程学院 ２００８ 届桥梁毕业设计
挂梁截面与跨中截面形式一样，可由跨中截面复制生成。 在材料和截面列表中选择跨中截面，然后点击截面列表右侧的复制命令，生成新 的截面，然后再对新生成的截面修改截面名称即可。
注：对复制生成的截面修改 截面名称即可。
图11 复制生成挂梁截面
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湖南大学土木工程学院 ２００８ 届桥梁毕业设计
按照左图输入支座位置处截面 的各控制尺寸，并且打开程序 自动定义剪切验算位置和自动 搜索腹板厚度功能 考虑剪切变形(开) 偏心>中-上部
图7. 定义支座位置处截面
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湖南大学土木工程学院 ２００８ 届桥梁毕业设计
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 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(midas)计算
潇湘路连续梁门洞调整后支架计算书1概述原《潇湘路（32+48+32）m连续梁施工方案》中，门洞条形基础中心间距为7.5米，现根据征迁人员反映，为满足门洞内机动车辆通行需求，需将条形基础中心间距调整至8.5米。
现对门洞结构体系进行计算，调整后门洞横断面如图1-1所示。
图1-1调整后门洞横断面图门洞纵断面不作改变如图1-2所示。
图1-2门洞总断面图门洞从上至下依次是：I40工字钢、双拼I40工字钢、Ф426*6钢管（内部灌C20素混凝土），各结构构件纵向布置均与原方案相同。
2主要材料力学性能（1）钢材为Q235钢，其主要力学性能取值如下：抗拉、抗压、抗弯强度:[ =125MpaQ235:[σ]=215Mpa, ]（2）混凝土采用C35混凝土，其主要力学性能取值如下：弹性模量：E=3.15×104N/mm2。
抗压强度设计值：抗拉强度设计值：（3）承台主筋采用HRB400级螺纹钢筋，其主要力学性能如下：抗拉强度设计值：。
（4）箍筋采用HPB300级钢筋，其主要力学性能如下：抗拉强度设计值：3门洞结构计算3.1midas整体建模及荷载施加Midas整体模型如图3.1-1所示。
图3.1-1MIDAS整体模型图midas荷载加载横断面图如图3.1-2所示。
3.1-2荷载加载横断面图荷载加载纵断面如图3.1-3所示。
图3.1-3荷载加载纵断面图3.2整体受力分析整体模型受力分析如图5.2-1~5.2-3所示。
图5.2-1门洞整体位移等值线图5.2-2门洞整体组合应力云图图5.2-3门洞整体剪应力云图由模型分析可得，模型最大位移D=3.2mm＜[l/600]=14.1mm,组大组合应力σ=144.2Mpa＜[σ]=215Mpa，最大剪应力σ=21.6Mpa＜[σ]=125Mpa 门洞整体强度、刚度均满足要求。
3.3细部构件分析3.3.1I40工字钢计算I40工字钢位移等值线如图3.3-1所示。
图3.3-1I40工字钢整体位移等值线I40工字钢位组合应力如图3.3-2所示。
截面几何性质计算
截面几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、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命令将图形转化成外两个区域；3、用subtract命令求外区域的差集；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 MASSPROPSelect objects: 1 foundSelect objects:----------------REGIONS----------------Area（面积）: 1.2739Perimeter（长）:13.7034Bounding box（边缘）:X: -1.7000-- 1.7000Y: 0.0000-- 1.6000Centroid（质心）:X: 0.0000Y: 1.0458Moments of inertia:X: 1.7883Y: 0.7922Product of inertia:XY: 0.0000Radii of gyration:X: 1.1848Y: 0.7886Principal moments and X-Y directions about centroid:I: 0.3950 along [1.0000 0.0000]这就是惯距J: 0.7922 along [0.0000 1.0000]2008-6-6 23:10结果.jpg(132.71 KB)2008-6-6 23:00第二种法：采用桥博计算截面惯距操作简介：本人使用的是桥博3.03，大家可以新建一个项目组，在新建项目上右键选择截面设计，选择C:\Program Files\TongHao\DoctorBridge30\EXAMPLES\Tool\DbDebug2.sds,当前任务类型选择截面几特征，在截面描述中清除当前截面（包括附加截面还有主截面里面的钢筋），选择“斜腹板单箱单室”（大家在可根据自己计算的截面选择相应的截面，如果桥博置的截面没有的话，可以选用从CAD中导入，ＣＡＤ导入将在后面的教程中介绍）输入截面相应的数据（附图）输出结果附后<<桥梁博士>>---截面设计系统输出文档文件: C:\Program Files\TongHao\DoctorBridge30\EXAMPLES\Tool\DbDebug2.sds 文档描述: 桥梁博士截面设计调试任务标识:任务类型: 截面几特征计算------------------------------------------------------------截面高度: 1.6 m------------------------------------------------------------计算结果:基准材料:85混凝土:50号混凝土基准弹性模量:3.5e+04 MPa换算面积: 1.27 m**2换算惯矩:0.396 m**4中性轴高度: 1.04 m沿截面高度向5 点换算静矩(自上而下):主截面:点号:高度(m):静矩(m**3):1 1.60.02 1.20.31430.80.30740.40.24350.00.0------------------------------------------------------------计算成功完成未完待续[本帖最后由gexiin 于2008-6-14 22:48 编辑]附件输入数据.jpg (.31 KB)2008-6-6 23:31第三种法：采用midas/SPC计算截面性质，也是编者向大家推荐采用的法！！他不仅可以计算抗弯惯距而且可以计算抗扭惯距！！操作简介：1、首先需要大家把画好的截面存成dxf文件格式（需要把截面的外区域放到一个图层里，截面单位与刚进SPC里选用的单位统一，本教程选用的单位为米，坐标系为坐标系）2、在File菜单中选择import/AUTOCAD DXF,然后选择文件，这时候大家就可以看到你画的截面就被导入SPC中了；3、选择model菜单中Section/Generate,用鼠标框选截面（被选择后线型变成红色）；4、这一步最关键，在apply正上，有一个Caculate Properties Now复选框，勾选他，然后选择Aplly；5、选择Property菜单中的Display可以查阅Asx和Asy（抗剪面积）、Ixx和Iyy（这两项是抗弯惯距）、Ixy、J（抗扭惯距）。
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。
Midas截面特性计算器的使用详细说明
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。
注：1. SPC可以在一个窗口里任意的建立很多个截面，使用钝化、和激活可以分别绘制不同截面，并分别进行分析，且可根据名称、位置、截面特性值等可以很方便地对截面进行搜索及排列。
2. AutoCAD DXF 文件在SPC里建立的截面形状可以输出DXF格式的文件。
在截面的形心位置会自动生成点。
3. 欲将AutoCAD DXF 文件正常的导入（Import），DXF的截面必须是在x-y平面内，也就是说所有点的坐标在z轴上的值必须都为0。
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。
迈达斯-截面特性值计算器
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MIDAS截面特性计算器使用说明
的DeltaX,Y的Dx栏输入0,Dy栏输入12.5之后点击Apply按钮。 用同样的方法选择最新建立的点之后,在<图10-(1)>的点移动复制对话框里的DeltaX,Y的 Dx栏输入62.5,Dy栏输入0后点击Apply按钮就会生成像<图11>一样的轮廓线。
9
MIDASIT()
Point
6
MIDAS/SPC(SectionalPropertyCalculator)
-Normal:指定点的颜色。 -Centroid 如进行截面计算，程序会自动在各截面的形心处生成点。此功能用于指定该点的颜色。
SPC具有以下选择功能： Select 对个体进行选择或解除选择。 可以通过点击一个对象进行选择；若对多个对象进行选择，可以按住[Ctrl]键逐个点击对象进 行选择或者是通过移动鼠标进行选择——在鼠标所设定的四边形的对角线的范围内的全部个 体或部分个体会被选择。 如若再次点击已被选中的个体，则其将被解除选择。. PreviousSelection 选择之前选过的个体。 NewcomerSelection 选择最新建立的个体。 SelectGroup 选择在组目录中指定的组所包含的个体。点击SelectGroup 图标 选择所要指定的组，其所包含的个体皆被选中。 对其激活后，在组目录中
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。
截面几何性质计算
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中画出如以下图的图形；2、用region命令将图形转化成外两个区域；3、用subtract命令求外区域的差集；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〕mand: mas MASSPROP Select objects: 1 foundSelect objects:---------------- REGIONS ----------------Area〔面积〕: 1.2739Perimeter〔周长〕: 13.7034Bounding box〔边缘〕: X: -1.7000 -- 1.7000 Y: 0.0000 -- 1.6000 Centroid〔质心〕: X: 0.0000Y: 1.0458Moments of inertia: X: 1.7883 Y: 0.7922Product of inertia: XY: 0.0000Radii of gyration: X: 1.1848Y: 0.7886Principal moments and X-Y directions about centroid:I: 0.3950 along [1.0000 0.0000]这就是惯距J: 0.7922 along [0.0000 1.0000]2021-6-6 23:10结果.jpg(132.71 KB)2021-6-6 23:00第二种方法：采用桥博计算截面惯距操作简介：本人使用的是桥博3.03，大家可以新建一个工程组，在新建工程上右键选择截面设计，选择C:\ProgramFiles\T ongHao\DoctorBridge30\EXAMPLES\T ool\DbDebug2.sds,当前任务类型选择截面几何特征，在截面描述中去除当前截面〔包括附加截面还有主截面里面的钢筋〕，选择"斜腹板单箱单室〞〔大家在可根据自己计算的截面选择相应的截面，如果桥博置的截面没有的话，可以选用从CAD中导入，ＣＡＤ导入将在后面的教程中介绍〕输入截面相应的数据〔附图〕输出结果附后<<桥梁博士>>---截面设计系统输出文档文件: C:\ProgramFiles\T ongHao\DoctorBridge30\EXAMPLES\T ool\DbDebug2.sds文档描述: 桥梁博士截面设计调试任务标识:任务类型: 截面几何特征计算------------------------------------------------------------截面高度: 1.6 m------------------------------------------------------------计算结果:基准材料: 85混凝土:50号混凝土基准弹性模量: 3.5e+04 MPa换算面积: 1.27 m**2换算惯矩: 0.396 m**4中性轴高度: 1.04 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):1 1.6 0.02 1.2 0.3143 0.8 0.3074 0.4 0.2435 0.0 0.0------------------------------------------------------------计算成功完成未完待续[本帖最后由gexiin 于2021-6-14 22:48 编辑]输入数据.jpg(153.31 KB)2021-6-6 23:31第三种方法：采用midas/SPC计算截面性质，也是编者向大家推荐采用的方法！！他不仅可以计算抗弯惯距而且可以计算抗扭惯距！！操作简介：1、首先需要大家把画好的截面存成dxf文件格式〔需要把截面的外区域放到一个图层里，截面单位与刚进SPC里选用的单位统一，本教程选用的单位为米，坐标系为坐标系〕2、在File菜单中选择import/AUTOCAD DXF,然后选择文件，这时候大家就可以看到你画的截面就被导入SPC中了；3、选择model菜单中Section/Generate,用鼠标框选截面〔被选择后线型变成红色〕；4、这一步最关键，在apply正上方，有一个Caculate Properties Now复选框，勾选他，然后选择Aplly；5、选择Property菜单中的Display可以查阅Asx和Asy〔抗剪面积〕、I**和Iyy 〔这两项是抗弯惯距〕、Ixy、J〔抗扭惯距〕。
MIDAS 截面特性值的含意
MIDAS 截面特性值的含意：
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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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=0.4E 旧规范为0.43EP---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/thread-54712-1-1.html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×((8.096+7.281)/2)^2×1.34^2/(2×1.401/0.603+8.097/0.22+7.281/0.2)=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×(1-0.63×ti/bi + 0.052×(ti/bi)^5)=1/3×(1-0.63×0.26/2.2+0.052×(0.26/2.2)^5)=0.309It2=2×0.309×2.2×0.26^3=0.0239 m4③截面总的抗扭惯距It= It1+ It2=5.454+0.0239=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>>V2.9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+27.sds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: 3.5e+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):1 1.55 0.02 1.16 1.773 0.775 1.834 0.388 1.585 0.0 0.0------------------------------------------------------------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。
τ梁和I梁顶板尺寸在两肋间平均划分。
由于中性轴位置不变，可计算底板尺寸，具体尺寸见附件I梁和T梁对于I梁248.5×22×52.8+45×15×36.8+41.8^2/2×40=(2x+40)×20×81.2+20×15×66.2+71.2^2/2×40解的 x=49.9cm对于T梁x=785/2-2×49.9-40=252.7cm采用<<桥梁博士>>V2.9版中的截面设计模块计算τ梁和I梁抗弯惯距输出结果如下：I梁:<<桥梁博士>>---截面设计系统输出文档文件: C:\Program Files\DBStudio\DrBridge\Tool\DbDebug2.sds文档描述: 桥梁博士截面设计调试任务标识: 组合构件应力验算任务类型: 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: 3.5e+04 MPa换算面积: 1.43 m**2换算惯矩: 0.446 m**4中性轴高度: 0.897 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):1 1.55 0.02 1.16 0.3533 0.775 0.3644 0.388 0.3155 0.0 0.0------------------------------------------------------------计算成功完成τ梁:<<桥梁博士>>---截面设计系统输出文档文件: C:\Program Files\DBStudio\DrBridge\Tool\DbDebug2.sds 文档描述: 桥梁博士截面设计调试任务标识: 组合构件应力验算任务类型: 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: 3.5e+04 MPa换算面积: 2.31 m**2换算惯矩: 0.713 m**4中性轴高度: 0.908 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):1 1.55 0.02 1.16 0.5573 0.775 0.5784 0.388 0.5075 0.0 0.0------------------------------------------------------------计算成功完成算得 I型梁= 0.446 m4 T梁= 0.713 m4在计算拆分后的I梁或者T梁的抗弯惯矩时，由于结构是多跨连续梁，所以应该考虑抗弯刚度修正系数根据中跨：边跨=34 ：27= 1.259 : 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L2 1 边跨L1 中跨L2 边跨L1 中跨L2 边跨L1 中跨L20.8 1.497 1.7891.0 1.392 1.392 1.429 1.818 1.432 1.861.1 1.366 1.417 1.404 1.876 1.404 1.891.2 1.343 1.442 1.382 1.831 1.381 1.9191.4 1.306 1.448 1.3442.034 1.341 1.9741.5 1.29 1.51 1.3282.079 1.324 21.6 1.276 1.529 1.3142.125 1.309 2.0221.8 1.252 1.567 1.2892.209 1.282 2.0792.0 1.231 1.6 1.267 2.286 1.262 2.105内插得项目边跨中跨K 1.371 1.891求取β值中跨:β=1/(1+L^2×G×∑It/(12×E×∑ai^2 Ii)=1/(1+34^2×5.4779×0.43 E /( 12×E×2×(1.245^2×0.446+3.888^2×0.713) ×1.891))=0.1605边跨:β=1/(1+L^2×G×∑It/(12×E×∑ai^2 Ii)=1/(1+27^2×5.4779×0.43 E /( 12×E×2×(1.245^2×0.446+3.888^2×0.713) ×1.371))=0.1802这样通过上面计算出的结果就可以利用偏压法公式和修正偏压法公式计算横向力分布系数了，在这里就不再多多的描述，大家可以看附件中的word文档，那里面有详细的过程！教程写的有点乱，不知道大家看的怎么样，希望大家有什么问题跟帖，欢迎大家批评指正！！：）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 : 0.856000000000* Asx : 0.400980727409* Asy : 0.354751134759* Ixx : 0.422696666511 抗弯惯矩* Iyy : 0.142340833333* Ixy : 0.000000000000* J : 0.014830056019 抗扭惯矩----------------------------------------------------* (+)Cx : 1.075000000000* (-)Cx : 1.075000000000* (+)Cy : 0.702359813084* (-)Cy : 1.297640186916----------------------------------------------------* (+)1/Sx : 2.543194884581* (-)1/Sx : 2.543194884581* (+)1/Sy : 4.934352263060* (-)1/Sy : 9.116429604407==================================================== 边梁：==================================================== = MIDAS SPC TEXT OUTPUT FILE == (Tue Jun 17 20:48:08 2008) == - - ========================================================================================================= UNIT: KN . M======================================================================================================== * Section-P1 (PLANE)==================================================== * A : 0.844000000000* Asx : 0.391132635890* Asy : 0.355302089507* Ixx : 0.417957000632 抗弯惯矩* Iyy : 0.129234681082* Ixy : 0.007858546209* J : 0.014676184393 抗扭惯矩----------------------------------------------------* (+)Cx : 1.060248815166* (-)Cx : 1.014751184834* (+)Cy : 0.711208530806* (-)Cy : 1.288791469194----------------------------------------------------* (+)1/Sx : 2.536741371871* (-)1/Sx : 2.427884168228* (+)1/Sy : 5.503232761132* (-)1/Sy : 9.972489260643====================================================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= 1.0 : 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L2 1 边跨L1 中跨L2 边跨L1 中跨L2 边跨L1 中跨L20.8 1.497 1.7891.0 1.392 1.392 1.429 1.818 1.432 1.861.1 1.366 1.417 1.404 1.876 1.404 1.891.2 1.343 1.442 1.382 1.831 1.381 1.9191.4 1.306 1.448 1.3442.034 1.341 1.9741.5 1.29 1.51 1.3282.079 1.324 21.6 1.276 1.529 1.3142.125 1.309 2.0221.8 1.252 1.567 1.2892.209 1.282 2.0792.0 1.231 1.6 1.267 2.286 1.262 2.105内插得项目边跨中跨K 1.429 1.818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1.429中梁：0.6040 边梁：0.5973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1.818中梁：0.7685 边梁：0.7599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。