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1、一 定義材料 2二 時間依存材料特性定義 2三 截面定義 3四 建立節(jié)點 3五 建立單元 4六 定義邊界條件 4七 定義自重荷載 4八 鋼束預(yù)應(yīng)力荷載 4九 溫度荷載定義 6十移動荷載定義 6十一 變截面及變截面組的定義 9十二 質(zhì)量數(shù)據(jù)定義 10十三PSC 截面鋼筋定義 1.1.十四節(jié)點荷載 1.1.十五梁單元荷載定義 1.1.十六組的定義 1.1.十七 支座沉降分析數(shù)據(jù)和支座強制位移 13十八 施工階段聯(lián)合截面定義 13十九 截面特性計算器 14二十 PSC 設(shè)計 14定義材料通過演示介紹在程序中材料定義的三種方法。1、通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫中已有材料數(shù)據(jù)定義示范預(yù)應(yīng)力鋼筋材料定義。2、 通過自定

2、義方式來定義 示范混凝土材料定義。3、通過導(dǎo)入其他模型已經(jīng)定義好的材料一一示范鋼材定義。無論采用何種方式來定義材料，操作順序都可以按下列步驟來執(zhí)行：選擇設(shè)計材料類型（鋼材、混凝土、組合材 料、自定義選擇的規(guī)范f選擇相應(yīng)規(guī)范數(shù)據(jù)庫中材料。對于自定義材料，需要輸入各種控制參數(shù)的數(shù)據(jù)，包括彈性模量、泊松比、線膨脹系數(shù)、容重等。二時間依存材料特性定義我們通常所說的混凝土的收縮徐變特性、混凝土強度隨時間變化特性在程序里統(tǒng)稱為時間依存材料特性。 定義混凝土?xí)r間依存材料特性分三步驟操作：1、定義時間依存特性函數(shù)（包括收縮徐變函數(shù)，強度發(fā)展函數(shù)）（圖1,圖2）; 2、將定義的時間依存特性函數(shù)與相應(yīng)的材料連接（

3、圖 3）;3、修改時間依存材料特性值（構(gòu)件理論厚度或體積與表面積比）（圖4）;定義混凝土?xí)r間依存材料特性時注意事項：1 ）、定義時間依存特性函數(shù)時，混凝土的強度要輸入混凝土的標(biāo)號強度；2）、在定義收縮徐變函數(shù)時構(gòu)件理論厚度可以僅輸入一個非負(fù)數(shù)，在建立模型后通過程序自動計算來計算構(gòu)件的真實理論厚度；3）、混凝土開始收縮時的材齡在收縮徐變函數(shù)定義中指定，加載時的混凝土材齡在施工階段定義中指定（等于單 元激活時材齡+荷載施加時間）；4）、修改單元時間依存材料特性值時要對所有考慮收縮徐變特性的混凝土構(gòu)件修改其構(gòu)件理論厚度計算值。計算公式中的a代表在空心截面在構(gòu)件理論厚度計算時，空心部分截面周長對構(gòu)件與

4、大氣接觸的周邊長度計算的影響系數(shù)；5）、當(dāng)收縮徐變系數(shù)不按規(guī)范計算取值時，可以通過自定義收縮徐變函數(shù)來定義混凝土的收縮徐變特性；6）、如果在施工階段荷載中定義了施工階段徐變系數(shù)，那么在施工階段分析中將按施工階段荷載中定義的徐變系 數(shù)來計算。三截面定義截面定義有多種方法，可以采用調(diào)用數(shù)據(jù)庫中截面（標(biāo)準(zhǔn)型鋼）、用戶定義、采用直接輸入截面特性值的數(shù)值形式、 導(dǎo)入其他模型中已有截面（圖 1圖3 ）。在這個例題中分別采用這四種方式定義了幾個截面，采用調(diào)用數(shù)據(jù)庫中標(biāo)準(zhǔn)截面定義角鋼截面；采用用戶輸入截 面形狀參數(shù)定義箱形截面；用戶輸入截面特性值定義矩形截面；通過導(dǎo)入其他模型中的PSC截面來形成當(dāng)前模型中的兩

5、個新的截面。對于在截面數(shù)據(jù)庫中沒有的截面類型，還可以通過程序提供的截面特性計算器來生成截面數(shù)據(jù)，截面特性計算器 的使用方法有相關(guān)文件說明，這里就不贅述。四建立節(jié)點節(jié)點是有限元模型最基本的單位，節(jié)點的建立可以采用捕捉柵格網(wǎng)、輸入坐標(biāo)、復(fù)制已有節(jié)點、分割已有節(jié)點等 方法來建立新的節(jié)點，另外在復(fù)制單元的同時程序會自動生成構(gòu)成單元的節(jié)點。節(jié)點建立過程中可能會出現(xiàn)節(jié)點號不連續(xù)的情況，這是可以通過對選擇節(jié)點進行重新編號或緊湊節(jié)點編號來進行編輯。以上幾個命令在語音資料中都將為大家一一演示。五 建立單元在 MIDAS/Civil 中可以通過多種方法來建立單元，包括連接已有節(jié)點建立單元、對已有單元進行分割建立新

6、的單 元、擴展已有節(jié)點或單元生成更高維數(shù)的單元、導(dǎo)入 AUTOCAD 的 DXF 文件來生成單元的方法等。對于復(fù)制單元、分割單元、擴展單元都可以執(zhí)行等間距操作和任意間距操作。 需要注意的是：使用鏡像功能復(fù)制單元時，新生成的單元的局部坐標(biāo)系方向與源單元的局部坐標(biāo)系方向相反，因 此需要調(diào)整單元的局部坐標(biāo)系方向使得輸出的單元內(nèi)力方向統(tǒng)一。在導(dǎo)入 AUTOCAD 的 DXF 文件時， 只要選擇需要的圖層中的圖形文件就可以方便的建立整體結(jié)構(gòu)模型，然后 再對導(dǎo)入的單元賦予單元屬性即可完成結(jié)構(gòu)模型的建立。六 定義邊界條件MIDAS/Civil 里包含多種邊界表現(xiàn)形式。 這里介紹的比較常用的一般支撐、 節(jié)點彈

7、性支撐、 面彈性支撐、剛性連接 等邊界條件的定義方法。一般支撐是應(yīng)用最廣的邊界條件，選擇要施加一般支撐的節(jié)點，選擇約束自由度方向即完成一般支撐的定義。節(jié) 點彈性支撐的定義方法同一般支撐，不同的是在定義約束的自由度方向要輸入約束剛度。面彈性支撐不僅可以針對板單元來定義彈性支撐條件，而且可以對梁單元、實體單元來定義面彈性支撐。這種支 撐條件在模擬結(jié)構(gòu)與土體的連接條件時應(yīng)用比較廣。需要輸入的參數(shù)地基彈性模量，這個可以在地質(zhì)勘查報告中查得。 圖 1 所示為面彈性支撐定義對話框。對于彈性連接和剛性連接涉及的都是兩個節(jié)點間的連接情況。對于彈性連接選擇連接的自由度方向和該方向的剛 度參數(shù)就可以了，彈性連接的

8、方向是按照連接的兩個節(jié)點間的局部坐標(biāo)系方向來定義的（如圖2） ！剛性連接是強制從屬節(jié)點的某些自由度從屬于主節(jié)點（如圖 3 所示） 。七 定義自重荷載MIDAS/Civil 對結(jié)構(gòu)的自重荷載可以通過程序來自動計算。 程序計算自重的依據(jù)是材料的容重、 截面面積、 單元構(gòu) 件長度、自重系數(shù)來自動計算結(jié)構(gòu)自重。在定義自重時，首先要定義自重荷載的荷載工況名稱，并定義自重所屬的荷載組，然后輸入自重系數(shù)即可。對于 荷載系數(shù)，通常在 Z 方向輸入 -1 即可，因為通?？紤]的模型的重力作用方向都是豎直向下，而程序默認(rèn)的整體坐標(biāo) 系 Z 的正方向是豎直向上的。如果自重作用時考慮結(jié)構(gòu)的容重與材料定義時的容重不同，

9、這里自重系數(shù)只要輸入計 算自重時要考慮的容重與材料定義的容重之比就可以了。演示例題中以計算自重時混凝土自重按 26KN/m3 考慮。八 鋼束預(yù)應(yīng)力荷載鋼束預(yù)應(yīng)力荷載模擬的是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中張拉預(yù)應(yīng)力鋼束的作用。在程序中通過三個步驟來實現(xiàn)，首先要定 義模型中采用的預(yù)應(yīng)力鋼束的性質(zhì)，其次要定義預(yù)應(yīng)力鋼筋布置形狀，然后對布置到結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力鋼束輸入張拉控 制應(yīng)力即可完成鋼束預(yù)應(yīng)力荷載的定義。1、鋼束特性值定義 定義鋼束特性值時可以選擇預(yù)應(yīng)力張拉形式、單根預(yù)應(yīng)力鋼筋面積、后張法導(dǎo)管直徑、松弛系數(shù)等與預(yù)應(yīng)力鋼筋 應(yīng)力計算參數(shù)。 如果在分析中不考慮預(yù)應(yīng)力損失， 那么圖 1 中標(biāo)示圖框的部分內(nèi)容可以不輸入

10、或輸入為0，那么鋼束預(yù)應(yīng)力因松弛、超張拉、摩擦、錨具變形引起的損失將不予考慮，對于預(yù)應(yīng)力鋼筋的其他兩項損失：混凝土收縮徐變引 起的損失和混凝土彈性壓縮引起的損失在施工階段分析控制中選擇定義（圖2）。2、鋼束布置形狀操作例題中參考的預(yù)應(yīng)力鋼筋布置形式如圖 3 所示。預(yù)應(yīng)力鋼束布置可以通過二維或三維的輸入方式來輸入，通過輸入鋼束形狀主要控制點坐標(biāo)和預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起半徑，并輸入插入點坐標(biāo)即預(yù)應(yīng)力鋼筋坐標(biāo)參考位置坐標(biāo)即完成鋼 束布置定義（圖4）。3、輸入鋼束張拉控制應(yīng)力選擇要張拉的鋼束，輸入張拉控制應(yīng)力（或張拉控制內(nèi)力），并輸入注漿時間，即在哪個階段開始考慮按換算截面來進行計算。如圖5所示。張拉力金應(yīng)力

11、 廣內(nèi)力先張拉；I兩滿73開抬點：卩3聲血D 咖/jg 轄束點：j139S000 W-2ZLJ和束的預(yù)應(yīng)力荷載羲組各舔I預(yù)應(yīng)力z巧名稱TEXD0W121TEHD0N21已選鋼束選擇加載的預(yù)應(yīng)力鋼東預(yù)應(yīng)力鋼束注漿：下|cm 個施工階段和策類型|葡載工況鶴TEND0N2TEHDONI我應(yīng)力 H預(yù)應(yīng)力1敦3)!九溫度荷載定義MIDAS/Civil可以考慮5種溫度荷載的施加方式。這幾種不同的溫度荷載分別適用于不同的溫度荷載定義。系統(tǒng)溫度適用于整體結(jié)構(gòu)的整體升溫或整體降溫。節(jié)點溫度和單元溫度適用于對選擇節(jié)點或單元的整體升、降溫作用。溫度梯度適用于對梁或板沿截面高度和寬度方向考慮溫度梯度作用。例如在梁高方

12、向輸入溫度梯度5度（圖2），梁截面實際溫度荷載作用如圖3所示。梁截面溫度荷載適用于對梁截面施加折線形溫度荷載。通過輸入折線形溫度荷載的每個線性溫度作用的截面寬度，作用截面高度及該高度范圍內(nèi)的溫度。需要注意的是對于空心截面，溫度荷載實際作用寬度一定要扣除空心部分截面 寬度影響。截面高度位置的溫度值為實際溫度值，不是相對于系統(tǒng)溫度的相對值。當(dāng)截面為聯(lián)合截面或組合截面時， 輸入每段線性溫度荷載時的材料特性應(yīng)依據(jù)截面位置不同而輸入不同的材料特性（圖4）。對于結(jié)構(gòu)的初始溫度在模型一結(jié)構(gòu)類型中指定，通常指定為0度即可。十移動荷載定義移動荷載定義分四個步驟：1. 定義車道（適用于梁單元）或車道面（適用于板單

13、元）；2. 定義車輛類型；3. 定義移動荷載工況；4. 定義移動荷載分析控制一一選擇移動荷載分析輸出選項、沖擊系數(shù)計算方法和計算參數(shù)。（一）、車道及車道面定義移動荷載的施加方法，對于不同的結(jié)構(gòu)形式有不同的定義方法。對于梁單元，移動荷載定義采用的是車道加載;對于板單元，移動荷載定義采用的是車道面加載。對梁單元這里又分為單梁結(jié)構(gòu)和有橫向聯(lián)系梁的梁結(jié)構(gòu)， 對于單梁 結(jié)構(gòu)移動荷載定義采用的是車道單元加載的方式，對于有橫向聯(lián)系梁的結(jié)構(gòu)移動荷載定義采用的是橫向聯(lián)系梁加載的 方式。 對于單梁結(jié)構(gòu)的移動荷載定義在PSC 設(shè)計里邊已經(jīng)講過了， 這里介紹的是有橫向聯(lián)系梁結(jié)構(gòu)的移動荷載定義以及板單元移動荷載定義。橫

14、向聯(lián)系梁加載車道定義： 在定義車道之前首先要定義橫向聯(lián)系梁組， 選擇橫向聯(lián)系梁，將其定義為一個結(jié)構(gòu) 組。車道定義中移動荷載布載方式選擇橫向聯(lián)系梁布載（圖1） ，然后選擇車道分配單元、偏心距離、橋梁跨度后添加即可完成車道的定義。車道面定義（圖 2） ：對于板單元建立的模型進行移動荷載分析時，首先需要建立車道面。輸入車道寬度、車道 偏心、橋梁跨度、車道面分配節(jié)點后添加即可完成車道面定義。（二）、車輛類型選擇 無論是梁單元還是板單元在進行移動荷載分析時，定義了車道或車道面后，需要選擇車輛類型，車輛類型包括標(biāo) 準(zhǔn)車輛和用戶自定義車輛兩種定義方式（圖3） 。（三）、移動荷載工況定義 定義了車道和車輛荷載

15、后，將車道與車輛荷載聯(lián)系起來就是移動荷載工況定義。在移動荷載子工況中選擇車輛類 型和相應(yīng)的車道， 對于多個移動荷載子工況在移動荷載工況定義中選擇作用方式（組合或單獨） ，對于橫向車道折 減系數(shù)程序會自動考慮（圖 4） 。（四）移動荷載分析控制 在移動荷載分析控制選項中選擇移動荷載加載位置、計算內(nèi)容、橋梁等級、沖擊系數(shù)計算方法及計算參數(shù)（圖5） 。注意事項總結(jié)： 1、車道面只能針對板單元定義，否則會提示“影響面數(shù)據(jù)錯誤”。2、車道定義中，當(dāng)為多跨橋梁時，對應(yīng)下面的車道單元應(yīng)輸入不同的橋梁跨度。該功能主要為了對不同跨度的橋 梁段賦予不同的沖擊系數(shù)。3、移動荷載工況定義中當(dāng)考慮各子荷載工況的組合效果

16、時，組合系數(shù)在各子荷載工況定義中的系數(shù)中定義。4、移動荷載分析控制選項中影響線加載點的數(shù)量越多在移動荷載追蹤時荷載布置位置越精確；計算內(nèi)容選項中如 果不選擇計算應(yīng)力，那么在后處理中將不會顯示由移動荷載引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力；當(dāng)沖擊系數(shù)不按基頻來計算時，選擇規(guī) 范類型為其他規(guī)范，這里提供了多種常用的沖擊系數(shù)計算方法（圖6） 。jSW 描口布車耦C5武的分利廣車道草元Start二a : Eccentricity圖1米川禎向我系梁布我時車道定義瀚u動方離r rm 廣焙啟 &怪鬼價詐3!fo祈沏度|oT兩點從你點取單元號導(dǎo)直血呂荷陣*面規(guī)范営林憶亦1討孑府如三門山石出|CH-丄蝴；4營工聖St*rttnda

17、t Offsetb : Lane Midth號車世碁惟嘶C厲心距霸 “帖昭廈 戶*卩聽?kX0W19UI: L。霞述:L I圖J車輛類地爲(wèi)用*艇點恫樣侯範(fàn)T戎蠟B 0. 0P” 4 n搟作漩加1価入號節(jié)jfiIN0 缶)AL0 5豹&2S0 540況粗合類型各于荷裁工FW僅 PPtE謹(jǐn)盤撿方無曲屋再內(nèi)廣郵網(wǎng)方秤鷲披*R.fiJ3fi耐2EM霊軋血加 *崛出盂!$也仙F暢百.TM才片轎IKE iHbP*Tifl|KTa ou rniEll * J 用Zt_|_ Mr rrBjairxiDCD1mn卜|Lt tJT.irax5酬投卜 田 4rSjL|V |t! (WKfflftmp 淞 mhJLM

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19、座強制位移來進行分析；當(dāng)不確定具體哪個支座發(fā)生沉降， 可以通過定義支座沉降分析數(shù)據(jù)來分析。對于支座強制位移分析，通過定義節(jié)點強制位移即可。選擇荷載一節(jié)點強制位移，選擇發(fā)生位移的節(jié)點，輸入已 知的各自由度方向變形值，程序?qū)Χx了變形的自由度自動施加約束。對于支座沉降分析數(shù)據(jù)，首先要定義可能會發(fā)生沉降的支座的沉降值，即支座沉降組定義，然后針對支座沉降組 定義支座沉降荷載工況，選擇可能發(fā)生沉降的最多和最少沉降組個數(shù)，由程序自動組合各種可能的沉降工況進行分析， 最終給出最不利沉降下的分析結(jié)果。十八施工階段聯(lián)合截面定義兩種以上材料組成的聯(lián)合截面，要進行考慮聯(lián)合效果后的結(jié)構(gòu)分析，特別是包含混凝土的聯(lián)合截面

20、考慮混凝土的 收縮和徐變時必須要使用施工階段聯(lián)合截面功能。首先采用聯(lián)合后截面建立結(jié)構(gòu)模型，并定義施工階段信息，然后才能定義施工階段聯(lián)合截面。選擇荷載T施工階 段分析數(shù)據(jù)T施工階段聯(lián)合截面功能來定義。本文以鋼管混凝土為例 （圖1）,鋼管直徑1m，鋼管壁厚O.1m，鋼管采用 Q235鋼材，內(nèi)部填充 C40混凝土。 采用的施工順序為：架設(shè)第一跨鋼管t灌注第一跨混凝土t架設(shè)第二跨鋼管t灌注第二跨混凝土，其中混凝土考慮收 縮徐變效果。在定義施工階段聯(lián)合截面時，首先要選擇聯(lián)合截面開始的施工階段，對于建模時采用的截面為組合截面或聯(lián)合截面時，聯(lián)合形式包括標(biāo)準(zhǔn)和用戶兩種方式，當(dāng)建模時采用的截面為一般截面時，聯(lián)合方式只有用戶這一種方式。本例 題中采用的是普通截面，所以聯(lián)合形式只有用戶一種形式，分