midas建模计算(预应力混凝土连续箱梁桥)

midas建模计算（预应力混凝土连续箱梁桥）

midas建模计算（预应力混凝土连续箱梁桥）

纵向计算模型的建立

1.设置操作环境

1.1打开新项目，输入文件名称，保存文件

1.2在工具-单位体系中将单位体系设置为“m”,“KN”,“kj”和“摄氏”。

2．材料与截面定义

2.1 材料定义

右键-材料和截面特性-材料。C50材料定义如下图所示。

需定义四种材料：主梁采用C50混凝土，立柱、盖梁及桥头搭板采用C30混凝土，基桩采用C25混凝土。预应力钢绞线采用1860级高强低松弛s 15.24钢绞线。钢绞线定义时，设计类型：钢材；规范：JTG04（S）；数据库：strand 1860,名称：预应力钢筋

2.2 截面定义

2.2.1 利用SPC（截面特性值计算器）计算截面信息

（1）在CAD中x-y平面内，以mm为单位绘制主梁所有的控制截面，以DXF 格式保存文件；绘图时注意每个截面必须是闭合的，不能存在重复的线段，并且对于组成变截面组的线段，其组成线段的个数应保持一致。

（2）在midas工具中打开截面特性计算器（SPC），在Tools-Setting中将单位设置为“KN”和“mm”；

（3）从File-Import-Autocad DXF导入DXF截面；

（4）从Model-Section-Generate中选择“Type-Plane”；不勾选“Merge Straight Lines”前面的复选框；Name-根据截面所在位置定义不同的截面名称从而生成截面信息；

（5）在Property-Calculate Section Property 中设置划分网格的大小和精度，然后计算各截面特性；

（6）从File-Export-MIDAS Section File导出截面特性文件，指定文件目录和名字，以备使用。

2.2.2 建立模型截面

（1）右键-材料和截面特性-截面-添加-设计截面，选择设计用数值截面。单击“截面数据”选择“从SPC导入”，选择刚导出的截面特性文件，并输入相应的设计参数。

注意：若要结合规范进行PSC设计，在定义截面的时候，需要选择“设计截面”中进行定义，同时对于截面中的“剪切验算位置”及“验算用腹板厚度”需要定义，否则会提示“PSC设计数据失败”。可通过勾选自动定义。

实心段箱梁为开口截面，其余为闭合截面。对闭合截面：

T1、T2分别为顶、底板厚度；

BT为外腹板中心线间距离；

HT为顶、底板的中心线间距离；

验算扭转用厚度为有效最小腹板厚度值，对于斜腹板取垂直厚度，而非水平截线宽度；

Z1、Z2、Z3为程序进行剪切验算位置，Z2程序默认为质心位置，一般剪切验算位置选择在腹板厚度突变的地方，设计时采用箱梁的顶板底面和底板顶面位置。

对开口截面，T1为上翼缘板厚度，T2输入0，程序默认按T形截面计算；

BT为腹板宽度和；

HT为上翼缘板中心线到截面底的距离；

验算扭转用厚度为半个腹板厚。

程序根据输入的设计参数计算扭转引起的截面剪切应力和受扭塑性抵抗距。

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t

修改偏心为指定截面线单元的位置，即在模型窗口中显示的线单元是以截面哪个位置为基准产生的。默认值为截面质心，可以根据需要修改偏心的位置。同时，可以指定截面的横向、竖向偏心距离，依次输入主梁所有控制截面的信息。

（2）右键-材料和截面特性-截面-变截面中设计用数值截面的导入功能，并设置相应的偏心，以形成所需要的变截面信息。

注意：变截面两端截面的拓扑关系必须一致，两端截面的构成线及节点必须是对应的；变截面只能定义一个单元的截面变化规律，变截面组能够定义一组单元（多个连续单元）的具有相同变化规律的变截面梁，截面变化曲线次数若是2次曲线变化，输入2即可。

3．节点、单元定义

借用midas中Excel表格定义节点坐标；

根据对应材料、截面信息、节点信息、单元类型定义单元信息，其中单元类型全部为梁单元。

节点间距或单元长度通常为1m。在两端、支座、墩顶、截面形状变化处、1/2跨、1/4跨、1/8跨位置处需设置节点。

若纵坡较大时，需要考虑其影响，以保证预应力钢筋等效荷载的计算精度；若纵坡较小，建模时可不考虑。

在端横梁和中横梁处，建议不用实心截面进行模拟，用旁边的空心截面进行模拟，同时实心部分用等效荷载的方式代替；若用实心截面代替，则此处的中性轴有较大的突变，对于计算结果读取反而有影响，具体说明可以参考《公

路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）中第4.2.6条的规定。

4．荷载类型定义

荷载-静力荷载工况-定义荷载类型：

将自重、预应力、铺装和栏杆荷载定义为施工阶段荷载；

将整体升温、整体降温定义为温度荷载；

局部升温、局部降温定义为温度梯度荷载。

为利用Midas Civil 后处理的自动荷载组合功能进行设计验算，提高设计工作效率，所以把所有在施工阶段激活的自重、预应力、铺装和栏杆荷载定义为施工阶段荷载；如下图所示。

5．荷载组定义

通过树形菜单-组-荷载组-右键-新建…定义荷载组，分别为恒荷载、预应力荷载、整体升温、整体降温、局部升温和局部降温。

根据不同施工阶段定义相应的组，荷载组定义主要是为了区分不同施工阶段的荷载。设计桥梁采用满堂支架施工，一次落架成形，并考虑10年的收缩徐变，共划分为两个施工阶段。

6．预应力荷载定义

6.1 钢束特征值定义

在荷载-预应力荷载-钢束特征值中定义。

全桥共两种类型钢束，分别为M15-17和BM15-5。

导管直径：查相关资料，一般17束可取直径为100mm，输入时注意单位；扁波纹管，根据面积计算等效直径；

钢筋松弛系数：因采用低松弛钢绞线，悉数采用0.3；

预应力钢筋与管道壁的摩擦系数：0.15（塑料波纹管）；

管道每米局部偏差的摩擦影响系数取0.0015（1/m）；

两端锚具、钢筋回缩和接缝压缩值均为0.006m（两端张拉）

M15-17的定义如下图所示：

6.2 钢束布置形状设置

方法一：直接输入特征点的方式

在荷载-预应力荷载-钢束布置形状中直接输入钢束形状参数；