任意截面特性计算器
MIDAS结构现浇支架案例建模过程
MIDAS结构技术之预应力钢筋混凝土箱梁现浇支架例题一、项目简介某工程32m现浇简支梁全长32.6m，计算跨度31.1m，截面中心梁高3.05m，梁顶宽为12m，梁底宽5.5m，墩高9.85m，每片梁重836.8t。
箱梁正视图、断面图分别如图1.1、1.2所示。
图1.1 简支箱梁正视图图1.2 简支箱梁断面图现浇支架采用钢管柱+分配梁+贝雷梁结构体系，采用φ530x10钢管做受力支柱，单层贝雷片做受力纵梁。
为便于卸落支架，在钢管顶部设置一道砂筒（砂筒高为650mm），砂箱上采用2I45a作传力分配梁，贝雷片直接放置在2I45a分配梁上，贝雷片顶部I12.6分配梁，设置位置随侧模竖肋桁片，底模及侧模采用加工好的定型钢模，内模采用竹胶板和小方木构成的木模。
支架布置如图1.3、1.4所示。
对于本工程32.6m简支箱梁施工，由于地基条件较差、墩身高度受限，拟采用单层贝雷梁+分配梁+钢管柱结构支撑体系，中部支承采用斜柱。
图1.3 简支箱梁支架布置正视图图1.4 简支箱梁支架布置断面图设计参数如表1.1、1.2所示，荷载信息如表1.3所示。
表1.1 材料设计参数表表1.2 钢材设计强度值（N/mm2）表1.3 单片贝雷梁荷载信息统计表说明：1、考虑最不利荷载分担，翼缘板、腹板及中箱室区域的单片贝雷梁分别承担上部荷载的1/2、1/2、1/3，即计算单片贝雷梁荷载时，n取值分别为2、2、3；二、操作流程1、材料属性定义1.运行midas CIVIL；2.点击新建，打开新建项目；3.点击工具-单位系，对话框如右图2.1所示，单位系统选N、mm，其余保持默认值；4.点击确认；图2.15.主菜单选择特性-材料特性值，点击添加，弹出材料数据对话框如图2.2所示，材料号：1 名称：16Mn设计类型：用户定义规范：无弹性模量：2.06e+005（N/mm^2）泊松比：0.3线膨胀系数：1.2e-005（1/[C]）容重：9.83e-005（N/mm^3）（适用）注意：此处对16Mn钢材的容重进行调整，是基于成片贝雷梁模型自重与实际自重不一致的原因，调整容重后，成片贝雷梁模型自重与实际自重一致。
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Civil使用手册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。
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定义变截面时，只需在“截面—变截面”里定义即可。定义变截面组时，首先要先针 对一组单元定义一个变截面，这个变截面的 i 端截面形式为这一组单元 i 端截面形式，这个
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
选择要 张拉的钢 束，输入张 拉控制应 力（或张拉 控制内 力），并输 入注浆时 间，即在哪 个阶段开 始考虑按 换算截面 来进行计 算。如图 5 所示。
图 2 施工阶段分析控制选项
图 3 钢束布置形状
4-8
图 4 钢束布置定义对话框
09-温度荷载定义
MIDAS/Civil 可以考虑 5 种温度荷载的施加方 式。这几种不同的温度荷载分别适用于不同的温度 荷载定义。
越精确；计算内容选项中如果不选择计算应力，那么在后处理中将不会显示由移动
荷载引起的结构应力；当冲击系数不按基频来计算时，选择规范类型为其他规范，
这里提供了多种常用的冲击系数计算方法（图 6）。
图 6 冲击系数计算方法 4-13
11-变截面及变截面组的定义
通过对一个简支梁单元截面的定义来演示变截面和变截面组如何定义，及各自的适用 范围。
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
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Civil使用手册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。
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。
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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。
16一般截面设计GSD使用方法-MIDAS
步骤 1 ：GSD 中定义截面； 步骤 2：导出任意截面/截面特性到 midas Gen/Civil； 步骤 3：midas Gen/Civil 中运行分析和设计； 步骤 4：导入 midas Gen/Civil 中构件内力到 GSD； 步骤 5：任意截面设计（相关曲线，弯矩-曲率曲线，应力云图）
2.16.3 钢板混凝土剪力墙
A．定义材料 菜单：模型->材料
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2.16 一般截面设计（GSD）使用方法
图 2.16.1 定义材料
具体定义方法不 Gen 相同。 B．定义形状 菜单：模型->形状->基本形状
图 2.16.2 定义形状
如图 2.16.2 所示，定义截面形状。需注意的是，定义截面形状的同时，需要定义材料和插入 点。
图 2.16.9 有端柱型钢混凝土剪力墙
其它流程同钢板混凝土剪力墙类似，这里丌再赘述。
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2.16 一般截面设计（GSD）使用方法
侯晓武
任意截面设计器是用于计算任意形状截面的截面特性，相关曲线，弯矩-曲率关系和应力分布的工 具。
2.16.1 一般截面设计可完成的功能
（1）定义各种丌规则形状的截面； （2）计算截面特性； （3）生成 P-M，P-My-Mz，M-M 相关曲线； （4）计算截面承载力（抗弯），并根据构件内力计算安全系数； （5）生成弯矩-曲率曲线； （6）绘制各种截面的应力云图。 上述所有功能均支持钢筋混凝土截面，钢截面和组合截面。
图 2.16.6 P-M 相关曲线
图 2.16.7 混凝土应力
图 2.16.8 钢材应力
6.4 有端柱型钢混凝土剪力墙 有端柱型钢混凝土剪力墙分析时，在 Gen 中分别建立型钢混凝土柱和混凝土剪力墙。迚行分