MIDAS梁格法建模算例
MIDAS钢箱梁计算书
1.1.1计算参数及参考规范
（1）标准 设计荷载：城-A 级； 桥梁安全等级为一级，结构重要性系数 1.1；
（2）主要材料 钢箱梁采用 Q345D 钢材， 桥面板采用 C40 混凝土。
（3）参考规范 《公路钢结构桥梁设计规范》报批稿， 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》。
安全系数为 3.18，满足要求。
Ω m2 58.7 374.5
pk
e
kn
m
360
1.778
360
4.878
超载系数
3 3
倾覆力矩 kn*m
5277.0 23891.0 29168.0
16
横隔板和纵腹板的位置进行竖向约束。使用 MIDAS 建立板梁模型如下图：
桥面板有限元模型
1.1.6.1.2加载方式 考虑荷载为自重，二期和车轮压力，其中车轮压力采用《公路桥涵设计通
用规范》车辆荷载加载，为了得到最大的拉、压应力考虑了最不利的车轮作用 位置工况。车辆荷载采用城-A 级车辆荷载标准值，取最大的中间轴重力标准值 2x140kN，并考虑冲击系数 0.4，同时考虑自重、栏杆及铺装荷载作用。车轮的 着地宽度及长度为 0.6x0.2m，轮距 1.8m，两轴间距 1.2m。按照《公路桥涵设 计通用规范》布置横向车辆荷载。 1.1.6.1.3计算结果
稳定力矩如下：
倾覆力矩如下：
支座位置
0内 0外 1内 1外 2内 2外 3内 3外 合计
反力 kn 582.4 1215.6 2804.2 3109.7 2863.8 3070.9 544.6 1245
力臂 m
必看最经典梁格——midas空心板梁桥梁桥法工程实例
空心板梁桥工程实例1几何尺寸空心板梁几何尺寸见图4.1.1至图4.1.3。
图4.1.2 边板截面（cm）图4.1.3 中板截面（cm）2主要技术指标（1） 结构形式：装配式先张法预应力混凝土简支空心板梁（2） 计算跨径：16m（3） 斜交角度：0度（4） 汽车荷载：公路－Ⅱ级（5） 结构重要性系数:1.03 计算原则（1） 执行《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）。
（2） 6厘米厚现浇C50混凝土不参与结构受力，仅作为恒载施加。
（3） 温度效应，均匀温升降均按20摄氏度考虑；温度梯度按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.3.10条的规定取值。
（4） 按A 类部分预应力混凝土构件设计。
（5） 边界条件：圆形板式橡胶支座约束用弹性支承进行模拟，弹簧系数SDx=SDy=1890 KN/m；SDz=9.212E+05KN/m；SRx＝078E+09KN.m/rad； 4主要材料及配筋说明 （1） 空心板选用C50混凝土（2） 预应力钢绞线公称直径mm s2.15φ，1根钢绞线截面积2139mm A p =，抗拉强度标准值Mpa f pk 1860=，锚具变形总变形值为12mm。
横截面预应力筋和普通钢筋布置见图4.4.1和图4.4.2。
预应力筋有效长度见表4.4.1图4.4.1边板钢筋钢绞线布置图(cm) 图4.4.2 中板钢筋钢绞线布置图(cm) 图中N9筋（实心黑点）为普通钢筋，其余为钢绞线。
表4.4.1 16米空心板预应力筋有效长度表注：表中构造有效长度指施工设计图中预应力筋的有效长度。
计算有效长度指考虑预应力传递长度影响后结构分析采用的预应力筋有效长度；计算有效长度＝构造有效长度－预应力传递长度。
5施工阶段说明空心板梁施工阶段共划分为5个，各阶段工作内容见表4.5.1表4.5.1 空心板梁施工阶段划分说明施工阶段 施工天数 工 作 内 容 说 明1 10 预制空心板梁并放张预应力筋2 60 预制场存梁60天3 15 安装空心板4 30 现浇防撞护墙和桥面铺装5 3650 考虑10年的收缩徐变影响6建模主要步骤与要点（1） 定义材料与截面定义材料可通过路径：【模型】/【截面和材料特性】/【材料】来实现，见图 4.6.1和图4.6.2。
剪力柔性梁格法在MIDAS中的两个算例
剪力-柔性梁格法在MIDAS中的两个算例刘士践，李胜才（林同棪国际工程咨询（中国）广州分公司，广东广州510170）摘要：论述剪力-柔性梁格法的大体理论，应用MIDAS/Civil对钢箱梁桥和混凝土箱梁桥成立梁格模型和单梁模型，通过计算，取得钢箱梁和混凝土箱梁在荷载作用下的竖向位移，结果说明梁格法能较好的模拟钢箱梁桥和混凝土箱梁桥，计算结果知足工程精度。
关键词：梁格法；钢箱梁；混凝土箱梁1 前言箱形结构由于具有抗扭刚度大、整体性能好、易于保护、外形流畅美观等优势，在桥梁工程中取得普遍的应用。
在城市桥梁建设中，为追求结构美观，显现了许多宽箱梁桥（跨度大于跨度）、斜交桥及弯桥。
如何合理确信结构的支承体系、支座位置设置及偏心调整、活载内力、偏载对结构受力的阻碍都值得设计者深切研究。
箱型截面梁的计算方式要紧有以下几种：①空间梁单元模型法；②梁格模型法；③实体、板壳元模型法。
方式①是将全桥质量（平动质量和转动质量）和刚度（竖向、横向挠曲刚度、扭转刚度）都集中在中间节点上。
方式②是设计及科研课题中经常使用的方式，对工程设计能保证足够的精度，其中采纳较多的是剪力-柔性梁格法。
方式③能够考虑各类结构的受力问题，但分析模型复杂，在实际工程设计中较少应用。
笔者基于剪力-柔性梁格理论，应用MIDAS/Civil别离对钢箱梁桥和混凝土箱梁桥成立梁格模型、单梁模型进行分析计算，计算给出各梁格模型的截面划分、截面特性，并比较这两种模型下箱梁的竖向位移，希望对读者能有些指导。
2剪力-柔性梁格理论梁格理论梁格法的要紧思路是将桥跨结构用一个等效的梁网格来简化，将分散在箱梁每一个区域内弯曲刚度和抗扭刚度等效于纵向梁格内，而横向刚度那么等效于横向梁格内。
理论上，单梁模型和等效梁格模型当经受相同的荷载时，必需有相同的挠曲和扭转，等效梁格每一个构件的弯矩、剪力和扭矩也必需等于构件所代表的实际结构的内力。
梁格划分（1）梁格的纵向杆件形心高度位置尽可能与箱梁截面的形心高度一致，纵横杆件的中心与原结构的梁肋的中心线重合，使腹板剪力直接由所在位置的梁格构件经受。
MIDAS梁格法建模
MIDAS梁格法建模2021-4-2612:14MIDAS梁格法建模使用该软件,针对于一般的窄桥可以使用单梁进行模拟,遇到宽度较大的桥梁,尽量使用梁格法,有没有人用梁格法建立过模型\用MIDAS进行局部构件分析的,希望能发一些这样的实例上来,谢谢wentao8401全文结束》》-4-2614:29前段时间我集中时间精力学习了下梁格法，有点不太理解你所谓的局部构件分析指的是什么，因为据我所知，midas只有用它的FX+才能算局部分析，或者用ansys的子结构分析也可以。
谈谈我对梁格的几点认识：1、它是一种将空间分析近似为平面干系分析的方法，精确程度可以满足工程需求。
适用范围：梁格法主要针对的是宽跨比较大的直线桥以及圆心角较大的曲线梁桥。
我个人的理解，只所以需要用梁格子体系来分析结构，就是因为原本当作干系构件的梁因为承受了不能忽视的扭矩以及横向弯曲作用。
如对于直线宽桥，活载的偏心布置所产生的扭矩不能简单的用偏载系数这一概念简化。
而对于曲线梁桥更是如此，首先恒载的不对称就会产生一部分扭矩，这种效应更使结构不能再用一根杆来进行分析计算。
要么在杆件上添加扭矩，要么就得使用梁格法以增加横向杆件数量了。
3、梁格原理：模拟梁格体系，使其受荷效应与原结构等效（不可能那么精确，只能说接近等效）4、梁格需要注意的几个方面：第一、关于梁格的划分，为保证荷载的正确传递，横向杆件的间距不宜超过纵向梁肋的间距。
也就是说纵向梁格的划分以横向梁格划分为标尺，而横向的梁格划分又得遵循划分后各个梁格的中性轴与原截面保持在同一水平高度处（这点很关键，主要是保证梁格纵向弯曲与原结构的等效性）。
对于箱梁而言，一般来说，横向梁格划分一个腹板一个梁格。
且假若能尽量满足划分梁格后的各个梁格质心与原箱梁腹板的中心重合将对预应力效应模拟的准确性很有帮助。
而纵向梁格每跨8到10个梁格可以基本满足精度要求。
第二、截面几何特性值的修正，（主要针对箱梁截面）因为划分梁格的截面几何特性相对原截面有较大偏差，需要对纵梁格的抗扭惯性矩，剪切面积以及横向梁格的抗弯惯性矩以及剪切面积进行修正，具体公式我参考的是《上部结构性能》一书上第五章的剪力-柔性梁格法的公式。
MIDAS例题—4X30连续梁
4×30m连续梁结构分析对4*30m结构进行分析的第一步工作是对结构进行分析，确定结构的有限元离散，确定各项参数和结构的情况，并在此基础上进行建模和结构计算。
建立斜连续梁结构模型的详细步骤如下。
1. 设定建模环境2. 设置结构类型3. 定义材料和截面特性值4. 建立结构梁单元模型5. 定义结构组6. 定义边界组7.定义荷载组8.定义移动荷载9. 定义施工阶段10. 运行结构分析11. 查看结果12.psc设计13. 取一个单元做横向分析页脚内容1概要：在城市桥梁建设由于受到地形、美观等诸多方面的限制，连续梁结构成为其中应用的最多的桥梁形式。
同时，随着现代科技的发展，连续梁结构也变得越来越轻盈，更能满足城市对桥梁的景观要求。
本文中的例子采用一座4×30m的连续梁结构（如图1所示）。
1、桥梁基本数据桥梁跨径布置：4×30m＝120；桥梁宽度：0.25m（栏杆）＋2.5m（人行道）＋15.0m（机动车道）＋2.5m（人行道）+0.25（栏杆）＝20.5m；主梁高度：1.6m；支座处实体段为1.8m；行车道数：双向四车道＋2人行道桥梁横坡：机动车道向外1.5％，人行道向内1.5％；施工方法：满堂支架施工；页脚内容2图1 1/2全桥立面图和1.6m标准断面页脚内容32、主要材料及其参数2.1 混凝土各项力学指标见表1表12.2低松弛钢绞线（主要用于钢筋混凝土预应力构件）直径：15.24mm弹性模量：195000 MPa标准强度：1860 MPa抗拉强度设计值：1260 MPa抗压强度设计值: 390 MPa张拉控制应力：1395 MPa热膨胀系数：0.000012页脚内容42.3普通钢筋采用R235、HRB335钢筋，直径：8～32mm弹性模量：R235 210000 MPa / HRB335 200000 MPa标准强度：R235 235 MPa / HRB335 335 MPa热膨胀系数：0.0000123、设计荷载取值：3.1恒载：一期恒载包括主梁材料重量，混凝土容重取25 KN/m 3。
迈达斯midascivil 梁格法建模实例
北京迈达斯技术有限公司目录概要 (2)设置操作环境........................................................................................................... 错误!未定义书签。
定义材料和截面....................................................................................................... 错误!未定义书签。
建立结构模型........................................................................................................... 错误!未定义书签。
PSC截面钢筋输入 ................................................................................................... 错误!未定义书签。
输入荷载 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。
定义施工阶段. (59)输入移动荷载数据................................................................................................... 错误!未定义书签。
输入支座沉降........................................................................................................... 错误!未定义书签。
midas梁格法t梁经典算例
梁格法是工程力学中常用的一种分析方法，用于计算梁的内力和挠度。
在工程实践中，梁格法被广泛应用于桥梁、建筑物和机械结构等工程项目的设计和分析中。
本文将通过具体的案例分析，探讨梁格法在工程实践中的应用和价值。
一、梁格法的基本原理梁格法是一种基于力学原理的计算方法，其基本原理包括静定性原理和虚位移原理。
静定性原理指出，在结构静定的状态下，结构的所有部分都处于平衡状态，即内力和外力相互抵消。
而虚位移原理则是假设结构发生微小位移后，结构的内部工作做功为零，即结构在平衡状态下满足力与位移的乘积为零。
二、梁格法的基本步骤使用梁格法进行梁的内力和挠度计算主要包括以下步骤：1. 建立梁的受力模型在进行梁的内力和挠度计算前，需要对梁的受力情况进行分析，包括受力的位置、作用力的大小和方向等。
通过建立梁的受力模型，可以清楚地描述梁在受力下的变形和内力分布情况。
2. 划分梁的小段将梁划分为若干个小段，每个小段之间的长度相对较小，可以近似认为是直线段。
通过对梁进行划分，可以简化梁的分析和计算，同时也为后续的计算提供了便利。
3. 建立梁的受力方程针对每个小段，建立其在受力下的平衡方程，包括受力平衡方程和弯矩平衡方程。
通过对小段的受力方程进行建立和求解，可以得到该小段内力的大小和分布情况。
4. 求解梁的挠度根据虚位移原理，可以利用小段内力的大小和分布情况，通过积分的方法求解梁的挠度。
通过对梁的挠度进行求解，可以了解梁在外载荷作用下的变形情况。
5. 综合分析综合考虑各个小段的内力和挠度情况，得出整个梁的内力和挠度分布情况。
三、梁格法的经典算例下面将通过一个具体的案例，展示梁格法在工程实践中的应用和价值。
案例：简支梁的内力和挠度分析考虑一个简支梁，长度为L，受均布载荷q作用。
根据梁格法的基本步骤，进行简支梁的内力和挠度分析。
1. 建立梁的受力模型根据简支梁的受力情况，可以建立梁的受力模型，包括受力位置、作用力大小和方向等。
考虑梁在均布载荷q作用下的受力情况，可以建立梁的受力模型。
MIDAS梁格建模助手例题
6
桥墩截面和高度：
[4 : Pier]，9.14 m
桥台/桥墩底的边界条件：
[固定 ]
6
midas Civil Tutorial
Step
03 模型 >结构建模助手>单箱多室箱梁梁格法 > 跨度
跨度表单
等截面：将每个跨度内定义为等截面。 各个跨度可定义不同的等截面，在选择的截面将作为“截面”表单的标准 截面。
Step
06 模型 >结构建模助手>单箱多室箱梁梁格法 > 荷载
步骤 1
在“荷载”表单中，定义各种恒荷载、移 2
动荷载、温度荷载、风荷载等。
1 选择“荷载”表单
2 勾选需要定义的荷载类型
自重
铺装：[厚度 : 0.08， 3
容重：22.53]
防撞护栏：[自重： 8.76]
6
中央隔离带： 10.51
3 勾选“活荷载”
04 模型 >结构建模助手>单箱多室箱梁梁格法 > 截面
截面表单
标准截面：选择要分割的标准截面。如下图所示，只能在腹板之间的顶底板宽度范 围内进行分割。
Division Range Limit Division Location
分割选项：如下图所示，程序提供基于腹板和基于顶底板的分割方法。
基于腹板
基于顶底板
1
midas Civil Tutorial
Step
01 概要
定义基本参数
使用梁格法建模助手之前，首先要定义材料、截面、钢束特性值等基本参数。
混凝土 钢束 钢束类型
弹性模量
材料
C40 (40000 kN/m2 at 28days) fc' = 27000 kN/m2
必看最经典梁格——midas空心板梁桥梁桥法工程实例
空心板梁桥工程实例1几何尺寸空心板梁几何尺寸见图4.1.1至图4.1.3。
图4.1.2 边板截面（cm）图4.1.3 中板截面（cm）2主要技术指标（1） 结构形式：装配式先张法预应力混凝土简支空心板梁（2） 计算跨径：16m（3） 斜交角度：0度（4） 汽车荷载：公路－Ⅱ级（5） 结构重要性系数:1.03 计算原则（1） 执行《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）。
（2） 6厘米厚现浇C50混凝土不参与结构受力，仅作为恒载施加。
（3） 温度效应，均匀温升降均按20摄氏度考虑；温度梯度按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.3.10条的规定取值。
（4） 按A 类部分预应力混凝土构件设计。
（5） 边界条件：圆形板式橡胶支座约束用弹性支承进行模拟，弹簧系数SDx=SDy=1890 KN/m；SDz=9.212E+05KN/m；SRx＝078E+09KN.m/rad； 4主要材料及配筋说明 （1） 空心板选用C50混凝土（2） 预应力钢绞线公称直径mm s2.15φ，1根钢绞线截面积2139mm A p =，抗拉强度标准值Mpa f pk 1860=，锚具变形总变形值为12mm。
横截面预应力筋和普通钢筋布置见图4.4.1和图4.4.2。
预应力筋有效长度见表4.4.1图4.4.1边板钢筋钢绞线布置图(cm) 图4.4.2 中板钢筋钢绞线布置图(cm) 图中N9筋（实心黑点）为普通钢筋，其余为钢绞线。
表4.4.1 16米空心板预应力筋有效长度表注：表中构造有效长度指施工设计图中预应力筋的有效长度。
计算有效长度指考虑预应力传递长度影响后结构分析采用的预应力筋有效长度；计算有效长度＝构造有效长度－预应力传递长度。
5施工阶段说明空心板梁施工阶段共划分为5个，各阶段工作内容见表4.5.1表4.5.1 空心板梁施工阶段划分说明施工阶段 施工天数 工 作 内 容 说 明1 10 预制空心板梁并放张预应力筋2 60 预制场存梁60天3 15 安装空心板4 30 现浇防撞护墙和桥面铺装5 3650 考虑10年的收缩徐变影响6建模主要步骤与要点（1） 定义材料与截面定义材料可通过路径：【模型】/【截面和材料特性】/【材料】来实现，见图 4.6.1和图4.6.2。
MIDAS例题4X30连续梁
4×30m连续梁结构分析对4*30m结构进行分析的第一步工作是对结构进行分析，确定结构的有限元离散，确定各项参数和结构的情况，并在此基础上进行建模和结构计算。
建立斜连续梁结构模型的详细步骤如下。
1. 设定建模环境2. 设置结构类型3. 定义材料和截面特性值4. 建立结构梁单元模型5. 定义结构组6. 定义边界组7.定义荷载组8.定义移动荷载9. 定义施工阶段10. 运行结构分析11. 查看结果12.psc设计13. 取一个单元做横向分析概要：在城市桥梁建设由于受到地形、美观等诸多方面的限制，连续梁结构成为其中应用的最多的桥梁形式。
同时，随着现代科技的发展，连续梁结构也变得越来越轻盈，更能满足城市对桥梁的景观要求。
本文中的例子采用一座4×30m的连续梁结构（如图1所示）。
1、桥梁基本数据桥梁跨径布置：4×30m＝120；桥梁宽度：0.25m（栏杆）＋2.5m（人行道）＋15.0m（机动车道）＋2.5m（人行道）+0.25（栏杆）＝20.5m；主梁高度：1.6m；支座处实体段为1.8m；行车道数：双向四车道＋2人行道桥梁横坡：机动车道向外1.5％，人行道向内1.5％；施工方法：满堂支架施工；图1 1/2全桥立面图和1.6m标准断面2、主要材料及其参数2.1 混凝土各项力学指标见表1表12.2低松弛钢绞线（主要用于钢筋混凝土预应力构件）直径：15.24mm弹性模量：195000 MPa标准强度：1860 MPa抗拉强度设计值：1260 MPa抗压强度设计值: 390 MPa张拉控制应力：1395 MPa热膨胀系数：0.0000122.3普通钢筋采用R235、HRB335钢筋，直径：8～32mm弹性模量：R235 210000 MPa / HRB335 200000 MPa标准强度：R235 235 MPa / HRB335 335 MPa热膨胀系数：0.0000123、设计荷载取值：3.1恒载：一期恒载包括主梁材料重量，混凝土容重取25 KN/m 3。
基于MIDAS_CIVIL的连续弯桥梁格法计算分析
基于MIDAS/CIVIL的连续弯桥梁格法计算分析发布时间：2021-06-09T07:20:04.992Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年6期作者：祝宇瑶[导读] 采用MIDAS/CIVIL有限元软件，建立了一座两跨连续梁模型，跨径均为50m，基于梁格法原理建立模型，讨论在恒载作用下，不同曲率半径对曲梁的变形、内力影响。
对在工程应用中，为减小弯桥弯扭耦合的影响提出合理化建议重庆交通大学重庆市 400000摘要：采用MIDAS/CIVIL有限元软件，建立了一座两跨连续梁模型，跨径均为50m，基于梁格法原理建立模型，讨论在恒载作用下，不同曲率半径对曲梁的变形、内力影响。
对在工程应用中，为减小弯桥弯扭耦合的影响提出合理化建议。
关键词：弯箱梁桥；弯扭耦合；梁格法；有限元1、引言中国社会发展至今，国家对路网覆盖范围不断增大，在此之间必然会限于地形、地貌，或出于路线整体线性连续性和城市美化等因素而考虑搭建曲线线性的梁桥。
且现阶段的曲线梁桥因其能较为完美地达到设计和使用要求而日益得到广泛应用（如天津中山门桥、北京四元桥、上海莘庄立交桥等）。
2、弯箱梁桥的弯扭耦合作用及其影响因素曲线梁桥区别于直线桥梁，在发生竖向弯曲时，由于曲率的影响，必然产生扭转，而这种扭转又将导致梁的挠曲变形，这种特有的受力现象被称为弯扭耦合作用。
人类研究曲梁过程中发现，影响曲梁弯扭耦合效应的因素最为关键的参数是：圆心角、桥宽与曲率半径之比、弯扭刚度比等。
1）圆心角。
主梁的弯曲程度是影响弯桥受力特性最主要的因素，它是跨长与半径的比值，反映了与跨径有关的相对弯曲关系。
如果桥梁跨长一定，主梁圆心角的大小就代表了梁的曲率。
圆心角越大，曲率半径就越小，所显示的曲线梁桥的受力特点就越明显。
2）桥梁宽度与曲率半径之比。
偏心布置在桥面上的汽车荷载将产生扭矩，由于弯扭耦合作用又将产生弯矩。
偏心荷载对曲线梁桥的内力有较大影响，因此在进行曲线梁桥计算时，除了考虑圆心角外，还应充分考虑桥梁宽度的因素。
MIDAS钢箱梁计算书
12
恒+活应力云图（主拉应力，单位：MPa）
由上述结果可知，桥面板顶板局部最大主拉应力为 196.9Mpa，虽能满足规 范要求，但主拉应力偏大。建议悬臂处的加劲肋改为 T 型加劲肋或 U 型加劲 肋。
恒+活应力云图（主压应力，单位：MPa）
由上述结果可知，桥面板顶板局部最大主压应力为 151.1Mpa，满足规范要 求。发生在翼缘挑梁根部下缘。
部位 钢箱梁
截面位置 上缘 下缘
腹板剪力
最大压应力 -12.98 -128.15 ／
最大拉应力 124.3 12.98 ／
最大剪应力 ／
103.25
容许值 210 210 120
从上表可以看出正应力满足要求，腹板剪应力虽满足要求，但偏大，建议 对腹板至支座之间的横隔板进行局部加强。
1.1.5端横梁计算
步骤
施工内容
cs1
中间支点节段架设
cs2
其余梁段架设
cs3
合拢段施工
cs4
二期恒载
（2）施工阶段应力计算
上缘最大应力（压应力为负，单位：MPa）
上缘最小应力（压应力为负，单位：MPa）
下缘最大应力（压应力为负，单位：MPa）
4
下缘最小应力（压应力为负，单位：MPa）
最大剪应力（单位：MPa）
施工阶段主梁应力（压应力为负，单位：MPa）
／
／
／
最大剪 应力
／ -50.21
容许值
210 210 120
由上图表可以看出，在施工阶段，主梁的正应力和剪应力均满足规范要
求。
（3）施工阶段变形
跨中竖向位移（单位：mm）
从上图可以看出成桥阶段跨中竖向位移为向下 96.8mm。 1.1.3.1.5纵向计算分析结果
MIDAS-桥梁梁格
1.纵梁抗弯刚度【强制移轴（上部结构中性轴）法】一、剪力-柔性梁格理论a.各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合b.强制移轴，使各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合，等效纵梁抗弯刚度MIDAS-桥梁梁格2.横向梁格抗弯刚度3.纵梁、横梁抗扭刚度4.虚拟边构件及横向构件刚度此处d’为顶板厚度。
此处d为顶板厚度。
二、单梁、梁格模型多支座反力与实体模型结果比较比较结果：与实体模型结果相比较，可得出在自重荷载作用下，单梁模型计算的多支座反力结果失真，而梁格模型结果较合理。
多支座单梁模型50010001500梁格模型（kN）梁格模型（kN）050010001500实体模型（kN）实体模型（kN）050010001500支座1支座2支座3支座4支座5支座6单梁模型（kN）单梁模型（kN）多支座梁格模型多支座实体模型1.前言采用梁格建模助手生成梁格模型宽梁桥、斜交桥、曲线桥的单梁模型无法正确计算横向支座的反力、荷载的横向分布、斜交桥钝角处的反力以及内力集中效应，利用梁格法模型可以非常方便的解决以上问题。
梁格法建模的关键在于采用合理的梁格划分方式和正确的等效梁格刚度。
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。
梁格法作为桥梁空间分析的一种简化方法，虽然较比板壳、实体有限元方法建模简单、求解方便，但是前期的截面特性计算量大，且对于新手来讲容易出错，非常耗时。
midas Civil的梁格法建模助手功能可以帮助用户轻松实现上述功能。
梁格法建模助手，对于单箱多室箱梁桥、斜交桥、曲线梁桥可自动生成梁格模型。
迈达斯Midas-civil 梁格法建模实例
北京迈达斯技术有限公司目录概要 (3)设置操作环境.................................................. 错误！未定义书签。
定义材料和截面................................................ 错误！未定义书签。
建立结构模型.................................................. 错误！未定义书签。
PSC截面钢筋输入............................................... 错误！未定义书签。
输入荷载...................................................... 错误！未定义书签。
定义施工阶段 (61)输入移动荷载数据.............................................. 错误！未定义书签。
输入支座沉降.................................................. 错误！未定义书签。
运行结构分析.................................................. 错误！未定义书签。
查看分析结果.................................................. 错误！未定义书签。
PSC设计....................................................... 错误！未定义书签。
概要梁格法是目前桥梁结构分析中应用的比较多的在本例题中将介绍采用梁格法建立一般梁桥结构的分析模型的方法、施工阶段分析的步骤、横向刚度的设定以及查看结果的方法和PSC设计的方法。
本例题中的桥梁模型如图1所示为一三跨的连续梁桥，每跨均为32m。
MIDAS梁格法建模算例
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输入荷载....................................................... 错误!未定义书签。
定义施工阶段................................................... 错误!未定义书签。
输入移动荷载数据............................................... 错误!未定义书签。
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【Midas】迈达斯CIVIL梁格法实例
旗开得胜概要 (2)设置操作环境 (6)定义材料和截面 (7)建立结构模型 (11)PSC截面钢筋输入 (13)输入荷载 (19)定义施工阶段 (33)输入移动荷载数据 (39)输入支座沉降 (43)运行结构分析 (45)查看分析结果 (46)PSC设计 (64)11概要梁格法是目前桥梁结构分析中应用的比较多的在本例题中将介绍采用梁格法建立一般梁桥结构的分析模型的方法、施工阶段分析的步骤、横向刚度的设定以及查看结果的方法和PSC 设计的方法。
本例题中的桥梁模型如图1所示为一三跨的连续梁桥，每跨均为32m 。
图1. 简支变连续分析模型1桥梁的基本数据为了说明采用梁格法分析一般梁桥结构的分析的步骤，本例题采用了比较简单的分析模型——预应力T梁，可能与实际桥梁设计的内容有所不同。
本例题的基本参数如下：桥梁形式：三跨连续梁桥桥梁等级：I级桥梁全长：332＝96m桥梁宽度：15m设计车道：3车道图2. T型梁跨中截面图图3. T梁端部截面图1旗开得胜分析与设计步骤预应力混凝土梁桥的分析与设计步骤如下。
1.定义材料和截面特性材料截面定义时间依存性材料(收缩和徐变)时间依存性材料连接2.建立结构模型建立结构模型修改单元依存材料特性3.输入PSC截面钢筋4.输入荷载恒荷载(自重和二期恒载)预应力荷载钢束特性值钢束布置形状钢束预应力荷载温度荷载系统温度节点温度单元温度温度梯度梁截面温度5.定义施工阶段6.输入移动荷载数据1。
迈达斯midas简支梁模型计算
第一讲 简支梁模型的计算1.1 工程概况20米跨径的简支梁，横截面如图1-1所示。
图1-1 横截面1.2 迈达斯建模计算的一般步骤 后处理理处前第五步：定义荷载工况第八步：查看结果第七步：分析计算第六步：输入荷载第四步：定义边界条件第三步：定义材料和截面第二步：建立单元第一步：建立结点1.3 具体建模步骤第01步：新建一个文件夹，命名为Model01，用于存储工程文件。
这里，在桌面的“迈达斯”文件夹下新建了它，目录为C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01。
第02步：启动Midas Civil.exe ，程序界面如图1-2所示。
第03步：选择菜单“文件(F)->新项目(N)”新建一个工程，如图1-3所示。
图1-3 新建工程第04步：选择菜单“文件(F)->保存(S)”，选择目录C:\Documents andSettings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01，输入工程名“简支梁.mcb”。
如图1-4所示。
图1-4 保存工程第05步：打开工程目录C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01，新建一个excel文件，命名为“结点坐标”。
在excel里面输入结点的x，y，z 坐标值。
如图1-5所示。
图1-5 结点数据第06步：选择树形菜单表格按钮“表格->结构表格->节点”，将excel里面的数据拷贝到节点表格，并“ctrl+s”保存。
如图1-6所示。
图1-6 建立节点第07步：打开工程目录C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01，再新建一个excel文件，命名为“单元”。
在excel里面输入单元结点号。
如图1-6所示。
图1-6 单元节点第08步：选择树形菜单表格按钮“表格->结构表格->单元”，将excel里面的数据拷贝到单元表格的“节点1、节点2”列，并“ctrl+s”保存。
Midas例题（梁格法）：预应力混凝土连续T梁桥的分析与设计
Midas例题（梁格法）：预应⼒混凝⼟连续T梁桥的分析与设计北京迈达斯技术有限公司⽬录概要 (3)设置操作环境 (10)定义材料和截⾯特性 (11)建⽴结构模型 (21)PSC截⾯钢筋输⼊ (42)输⼊荷载 (44)定义施⼯阶段 (63)输⼊移动荷载数据 (73)运⾏结构分析 (80)查看分析结果 (81)概要梁格法是⽬前桥梁结构分析中应⽤的⽐较多的在本例题中将介绍采⽤梁格法建⽴⼀般梁桥结构的分析模型的⽅法、施⼯阶段分析的步骤、横向刚度的设定以及查看结果的⽅法和PSC设计的⽅法。
本例题中的桥梁模型如图1所⽰为⼀三跨的连续梁桥，每跨均为32m。
图1. 简⽀变连续分析模型桥梁的基本数据为了说明采⽤梁格法分析⼀般梁桥结构的分析步骤，本例题采⽤了⼀个⽐较简单的分析模型——⼀座由五⽚预应⼒T梁组成的3×32m桥梁结构，每⽚梁宽2.5m。
桥梁的基本数据取⾃实际结构但和实际结构有所不同。
本例题的基本数据如下：桥梁形式：三跨连续梁桥桥梁等级：I级桥梁全长：3@32＝96m桥梁宽度：12.5m设计车道：3车道图2. T型梁跨中截⾯图图3. T梁端部截⾯图使⽤材料以及容许应⼒> 混凝⼟采⽤JTG04（RC）规范的C50混凝⼟>普通钢筋普通钢筋采⽤HRB335(预应⼒混凝⼟结构⽤普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采⽤带肋钢筋既HRB系列) >预应⼒钢束采⽤JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860钢束(φ15.2 mm)（规格分别有6束、8束、9束和10束四类）钢束类型为:后张拉钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)超张拉(开)预应⼒钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2预应⼒钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3管道每⽶局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/m)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:开始点:6mm结束点:6mm张拉⼒:抗拉强度标准值的75%>徐变和收缩条件⽔泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐⽔泥)28天龄期混凝⼟⽴⽅体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm^2长期荷载作⽤时混凝⼟的材龄:=t5天o混凝⼟与⼤⽓接触时的材龄:=t3天s相对湿度: %RH=70⼤⽓或养护温度: CT=°20构件理论厚度:程序计算适⽤规范:中国规范(JTG D62-2004)徐变系数: 程序计算混凝⼟收缩变形率: 程序计算荷载静⼒荷载>⾃重由程序内部⾃动计算>⼆期恒载桥⾯铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等具体考虑：桥⾯铺装层：厚度80mm的钢筋混凝⼟和60mm的沥青混凝⼟，钢筋混凝⼟的重⼒密度为25kN/m3, 沥青混凝⼟的重⼒密度为23kN/m3。
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形式:复制
复制和移动:任意间距
方向:X(开) ; 间距: 8 16 8 8 16 8 8 16 8
图14. 复制形成全桥节点
模型>单元> 建立单元
单元类型:一般梁/变截面梁
材料:号 1 名称 C50
截面:号 3 名称 端部变截面左 截面:号 2 名称 跨中等截面
节点连接: 1 2 节点连接:2 3
长度> m ; 力>tonf
图4. 单位体系设定
定义材料和截面特性
定义结构所使用的混凝土和钢束的材料特性。
模型/材料和截面特性/ 材料
类型>混凝土 ; 规范>JTG04（RC）
数据库> C50
名称(Strand1860) ; 类型>钢材; 规范>JTG04（S）
数据库>Strand1860
图5. 定义材料对话框
BL1:0.12;BL2:1.25;BL2-1:0.69;BL4:0.27;
尺寸J
S1－自动(开),S2－自动(开),S3－自动(开),T－自动(开)
HL1:0.20;HL2:0.06 ;HL2-1: 0;HL3:1.15;HL4:0.19;HL5:0.40
BL1:0.24;BL2:1.25;BL2-1:0.69;BL4:0.33;
BL1:0.12;BL2:1.25;BL2-1:0.69;BL4:0.27;
X轴变化：一次方程
Y轴变化：一次方程
考虑剪切变形(开)
偏心>中-下部
图6. 端部变截面截面数据
模型/材料和截面特性/ 截面
数据库/用户> 截面号(2); 名称(跨中等截面)
截面类型>PSC-工形
截面名称:None
对称:(开);变截面拐点: JL1(开) ;
64.55
0
1.36
0
72.15
0
0.22
40
72.15
0
0.17
40
88.4
0
0.22
40
88.4
0
0.17
40
96
0
1.76
0
96
0
1.36
0
3t1-3
64.55
0
0.96
0
12t1-1
24
-0.62
1.825
72.15
0
0.12
40
40
-0.62
1.825
88.4
0
0.12
40
12t1-2
24
X轴变化：一次方程
Y轴变化：一次方程
考虑剪切变形(开)
偏心>中-下部
图8. 端部变截面右
模型/材料和截面特性/ 截面
数据库/用户> 截面号(4); 名称(端部横梁)
截面类型>变截面>PSC-T形
尺寸
对称:(开)
左侧
HL1:0.2 ;HL3: 1.8; BL1:0.15 ;BL3: 0.01; BL4: 0.16
剪切验算:
Z1自动:(开);Z2自动: (开)
抗剪用最小腹板厚度
t1:自动(开);t2:自动(开);t3:自动(开)
抗扭用: (开)
HL1:0.20;HL2:0.06;HL3:1.28;HL4:0.17;HL5:0.29
BL1:0.12;BL2:1.25;BL4:0.27;
考虑剪切变形(开)
偏心>中-下部
徐变系数: 程序计算
混凝土收缩变形率: 程序计算
荷载
静力荷载
>自重
由程序内部自动计算
>二期恒载
桥面铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等
具体考虑：
桥面铺装层：厚度80mm的钢筋混凝土和60mm的沥青混凝土，钢筋混凝土的重力密度为25kN/m3,沥青混凝土的重力密度为23kN/m3。每片T梁宽2.5m，所以铺装层的单位长度质量为：
分析与设计步骤
预应力混凝土梁桥的分析与设计步骤如下。
1.定义材料和截面特性
材料
截面
定义时间依存性材料(收缩和徐变)
时间依存性材料连接
2.建立结构模型
建立结构模型
修改单元依存材料特性
3.输入PSC截面钢筋
4.输入荷载
恒荷载(自重和二期恒载)
预应力荷载
钢束特性值
钢束布置形状
钢束预应力荷载
温度荷载
系统温度
>徐变和收缩
条件
水泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐水泥)
28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm^2
长期荷载作用时混凝土的材龄: 5天
混凝土与大气接触时的材龄: 3天
相对湿度:
大气或养护温度:
构件理论厚度:程序计算
适用规范:中国规范(JTG D62-2004)
环境年平均相对湿度(40 ~ 99)(70)
构件的理论厚度(1)
水泥种类系数(Bsc):5
开始收缩时的混凝土材龄(3)
图11.定义材料的徐变和收缩特性
参照图11将一般材料特性和时间依存材料特性相连接。即将时间依存材料特性赋予相应的材料。
模型 / 材料和截面特性 / 时间依存材料连接
时间依存材料类型>徐变和收缩>徐变和收缩
截面:号 1 名称 端部变截面右截面:号 3 名称 端部变截面左
节点连接: 3 4 节点连接:4 5
截面:号 2 名称 跨中等截面 截面:号 1 名称 端部变截面右
适用规范：公路工程技术标准(JTG B01-2003)
荷载种类：公路I级，车道荷载，即CH-CD
设置操作环境
打开新文件( 新项目)，以‘简支变连续’为名保存( 保存)。
将单位体系设置为‘tonf’和‘m’。该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。
文件 / 新项目
文件 / 保存 (PSC Beam)
工具 / 单位体系
HL1:0.20;HL2:0.06 ;HL2-1: 0;HL3:1.15;HL4:0.19;HL5:0.40
BL1:0.24;BL2:1.25;BL2-1:0.69;BL4:0.33;
尺寸J
S1－自动(开),S2－自动(开),S3－自动(开),T－自动(开)
HL1:0.20;HL2:0.06 ;HL2-1: 0;HL3:1.28;HL4:0.17;HL5:0.29
Ixx:0.01936220534522m4; Iyy:0.31741875m4; Izz:0.07695m4
图9. 端部横梁
模型/材料和截面特性/ 截面
数据库/用户> 截面号(5); 名称(中部横梁)
截面类型>变截面>PSC-T形
尺寸
对称:(开)
左侧
HL1:0.2 ;HL3: 1.8; BL1:0.15 ;BL3: 0.01; BL4: 0.16
考虑剪切变形: (开)
剪切验算:Z1－自动(开); Z3－自动(开)
抗剪用最小腹板厚度:t1－自动(开); t2－自动(开); t3－自动(开)
抗扭用: 自动(开)
偏心>中-下部
显示截面特性:修改自动计算的刚度(开)
ASY:0.2809850496097m2; ASZ:0.4645198244159m2;
节点温度
单元温度
温度梯度
梁截面温度
5.定义施工阶段
6.输入移动荷载数据
选择规范
定义车道
定义车辆
移动荷载工况
7.支座沉降
定义支座沉降组
定义支座沉降荷载工况
8.运行结构分析
9.查看分析结果
10.PSC设计
PSC设计参数确定
PSC设计参数
PSC设计材料
PSC设计截面位置
运行设计
查看设计结果
使用材料以及容许应力
0
0.22
40
31.45
0
0.96
0
63.45
0
1.76
0
2t1-2
32.55
0
1.36
0
2t1-3
32.55
0
0.96
0
40.15
0
0.17
40
40.15
0
0.12
40
55.85
0
0.17
40
55.85
0
0.12
40
63.45
0
1.36
0
63.45
0
0.96
0
3t1-1
64.55
0
1.76
0
3t1-2
钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)
超张拉(开)
预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2
预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3
管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/m)
锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:
开始点:6mm
结束点:6mm
张拉力:抗拉强度标准值的75%
>混凝土
采用JTG04（RC）规范的C50混凝土
>普通钢筋
普通钢筋采用HRB335(预应力混凝土结构用普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采用带肋钢筋既HRB系列)
>预应力钢束
采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860
钢束(φ15.2 mm)（规格分别有6束、8束、9束和10束四类）
钢束类型为:后张拉
图1. 简支变连续分析模型
桥梁的基本数据
为了说明采用梁格法分析一般梁桥结构的分析的步骤，本例题采用了比较简单的分析模型——预应力T梁，可能与实际桥梁设计的内容有所不同。