施工階段分析控制

1、施工階段分析控制功 能輸入施工階段分析的各種控制數(shù)據(jù)。 MIDAS/Civil中施工階段分析可以考慮的事項如下:時間依存材料特性材齡不同的混凝土構(gòu)件的徐變。材齡不同的混凝土構(gòu)件的收縮應變?；炷量箟簭姸入S時間的變化。鋼束預應力的各種損失。施工階段的定義結(jié)構(gòu)模型的變化(結(jié)構(gòu)組的激活和鈍化)。荷載條件的變化(荷載組的激活和鈍化)。邊界條件的變化(邊界組的激活和鈍化)。 命 令從主菜單中選擇分析 > 施工階段分析控制.。輸 入施工階段分析控制對話框 最終施工階段決定哪個施工階段為最終施工階段。只有在最終施工階段，才能與其他荷載工況(如地震、移動荷載等)進行組合。最后施工階段定義的施工階段中，排

2、在最后的施工階段。其它施工階段在已經(jīng)定義的施工階段中選擇施工階段。 設置施工階段接續(xù)分析設置施工階段分析的接續(xù)階段。對已分析完的施工階段分析模型，修改第N個階段的荷載條件后，可以從第N階段開始接續(xù)運行施工階段分析，節(jié)約了重復進行施工階段分析的時間。 ：在列表重選擇重新開始的階段。在這里勾選的階段，將作為接續(xù)開始點保存結(jié)果。如果勾選所有施工階段，將會影響總體分析時間，故建議僅選擇關鍵的幾個階段作為接續(xù)點。接續(xù)分析使用方法：1）在“施工階段分析對話框“勾選”重新開始施工階段分析”，點擊“選擇重新開始的階段.”選擇所需的施工階段（可多選。但考慮數(shù)據(jù)量，建議合理選擇）；2）運行分析；3）查看結(jié)果后，回

3、到前處理狀態(tài)，對接續(xù)分析之后的施工階段進行荷載組、邊界組以及結(jié)構(gòu)組的調(diào)整；4）調(diào)整后點擊主菜單“分析/運行施工階段接續(xù)分析”?？筛鶕?jù)需要選擇是否執(zhí)行PostCS的分析，比如移動荷載、風荷載、溫度荷載的分析。 注意事項：在對接續(xù)分析之后的施工階段進行荷載、邊界以及結(jié)構(gòu)的調(diào)整時，在施工階段定義對話框中只能添加或刪除最初模型已經(jīng)定義好的結(jié)構(gòu)組、邊界組以及荷載組，而且不能定義新的邊界和結(jié)構(gòu)，只能定義新的荷載。固在最初模型中，預先要定義好可能要修改的邊界組以及結(jié)構(gòu)組、荷載組以及相應的荷載、邊界、單元。 分析選項考慮非線性分析：考慮幾何非線性進行施工階段分析。獨立模型：將各個施工階段形成獨立模型來進行分析

4、。獨立模型的幾何非線性分析和考慮時間依存特性的分析不能同時進行。此時，除了非線性分析控制選項之外的其它選項不能設定。（常用于懸索橋的非線性分析）累加模型：累加各個施工階段的結(jié)果來進行非線性分析。進行累加模型的幾何非線性分析時，可以考慮時間依存特性的效果和索初拉力類型（體外力、體內(nèi)力），還可以考慮施工階段新激活構(gòu)件的初始切向位移（包括未閉合配合力）。（常用于斜拉橋的施工階段分析）包含平衡單元節(jié)點內(nèi)力：考慮平衡力進行非線性分析。 注：累加模型幾何非線性分析注意事項：累加模型的幾何非線性分析必須是以實際總位移（請參考結(jié)果>位移>位移中的說明）為基準進行的，所以必須要勾選“賦予施工階段中新

5、激活構(gòu)件初始切向位移”選項。就算用戶不選擇此項，程序內(nèi)部自動選擇。進行斜拉橋的幾何非線性分析時，在激活拉索的階段，不能同時激活其它單元、除索張力以外其它荷載、其它邊界條件。施工階段中激活一般支承（或連接、彈簧等）邊界條件時，應在相應構(gòu)件激活之前一個施工階段激活。構(gòu)件和邊界條件同時激活時，邊界條件將考慮前一個施工階段引起的變形，結(jié)果會有很大的誤差。先激活構(gòu)件后激活邊界條件時，在激活邊界條件時應選擇“變形前”選項。注：幾何非線性分析時，僅輸出單元I/J兩端的結(jié)果。只考慮P-Delta效應：只考慮P-Delta效應進行施工階段分析。不能與幾何非線性分析同時進行?？紤]時間依存效果(累加模型)：考慮材料

6、的徐變和收縮、抗壓強度的變化。 當選擇了"考慮時間依存效果"時徐變和收縮考慮徐變和收縮中的任何一項時，選擇此項。類型選擇是要只考慮徐變(或收縮)，還是同時考慮徐變和收縮。當選擇"徐變"時徐變分析時的收斂控制迭代次數(shù)：最大反復計算次數(shù)。達到最大迭代次數(shù)時，程序停止運算。收斂誤差：滿足收斂誤差時，程序停止運算。使用用戶定義的徐變系數(shù)使用用戶在施工階段徐變系數(shù)中定義的徐變系數(shù)。徐變分析加載時間步驟數(shù)該加載步驟與施工階段的步驟數(shù)無關，僅是將徐變系數(shù)曲線劃分為一些步驟。注該步驟數(shù)僅用于內(nèi)部徐變計算上，程序不提供各步驟分析結(jié)果的輸出。 自動分割時間當某施工階段的持續(xù)

7、時間過長時，程序自動將其劃分為一些施工步驟。 鋼束預應力損失(徐變和收縮)決定是否考慮徐變、收縮引起的鋼束預應力損失，摩擦損失、錨固端和鋼筋內(nèi)縮損失、預應力鋼筋松弛損失是在"鋼束特性值"內(nèi)決定?？紤]鋼筋的約束效果是否考慮鋼筋對徐變和收縮的約束。鋼筋的數(shù)據(jù)在"PSC截面鋼筋"輸入?？箟簭姸鹊淖兓ㄟ^抗壓強度的變化曲線，可以得到彈性模量的變化?？箟簭姸鹊淖兓梢栽?quot;時間依存材料(抗壓強度)"中定義。鋼束預應力損失(彈性收縮)決定是否考慮因混凝土彈性收縮引起的鋼束預應力損失。 當選擇了"考慮非線性分析"時當選擇了在施工階

8、段分析中考慮非線性分析時，應輸入下列數(shù)據(jù)。各加載階段最大迭代次數(shù)：最大反復計算次數(shù)。達到最大迭代次數(shù)時，程序停止運算。收斂條件：選擇收斂的控制條件。能量控制：輸入能量(力*位移)標準的收斂控制誤差。位移控制：輸入位移標準的收斂控制誤差。荷載控制：輸入荷載標準的收斂控制誤差。注為了能反映各自由度方向的收斂，一般使用下面的收斂控制方法。以位移控制為例，當某分析階段的位移為D1，所有階段的累積位移為D2時，計算，當該值小于或等于收斂控制誤差時，表示在該階段收斂。 索初拉力控制體內(nèi)力：將索的初拉力視為內(nèi)力。在拉索階段，索兩端連接的構(gòu)件發(fā)生變形，拉索長度相應發(fā)生變化，拉索內(nèi)力也會發(fā)生變化。（類似于先張法

9、預應力）體外力：將索的初拉力視為外力。索的外力被視為作用在與索兩端連接的構(gòu)件上。因此在拉索階段，索的初拉力大小與初拉力值相同。（類似于后張法預應力）注初拉力荷載（荷載>預應力荷載>初拉力荷載）是通過桁架單元的變形來考慮的荷載形式。相當于將原來的桁架單元縮短長度后，連接兩端構(gòu)件同樣的道理。因長度變短，兩端的構(gòu)件將受到拉力。縮短長度與輸入的初拉力以及桁架單元的剛度有關(L = (P*L)/(E*A) 。選體內(nèi)力類型，程序中將桁架單元縮短一定長度后（初拉力對應縮短）添加到模型中，根據(jù)拉索兩端構(gòu)件的剛度，結(jié)構(gòu)發(fā)生變形。桁架單元的長度也會隨之發(fā)生變化，變短則拉索內(nèi)力變小，變長則拉索內(nèi)力變大。

10、選體外力類型，程序中將初拉力荷載做為外荷載加載在索的兩端。使最終拉索內(nèi)力達到某值的加載方法。即，激活初拉力的階段的拉索內(nèi)力等于輸入的拉索初拉力值。當有其他荷載與初拉力同時激活時，也會使拉索內(nèi)力達到輸入的初拉力值。故建議激活初拉力時，不建議同時激活其他構(gòu)件或其他荷載。 添加：將初拉力添加到索上。將新張拉的初拉力，添加給再次張拉之前的拉索內(nèi)力。替換：以新加到索上的初拉力替換原來的初拉力。對與斜拉橋有多次張拉的情況時，一般取用此方法。不需要考慮第一次拉索后的內(nèi)力發(fā)生多少的變化，直接替換最終索力即可。 桿系輸出計算桿系當前內(nèi)力選擇是否輸出施工階段中單元的同時發(fā)生內(nèi)力，即決定在計算構(gòu)件的最大、最小內(nèi)力（

11、強軸力矩）時，是否計算相應的其它內(nèi)力成分（剪力和軸力）。計算輸出聯(lián)合截面各部分結(jié)果選擇是否計算輸出聯(lián)合截面各組成位置的應力和內(nèi)力。不選時，則只計算輸出整個聯(lián)合截面的應力和內(nèi)力。 從施工階段恒荷載中分離出荷載工況（施工荷載）一般在施工階段分析中，恒荷載是所有荷載中最主要的部分。除了徐變、收縮和預應力松弛，所有的荷載工況結(jié)果都累加到CS：恒荷載中。在此，可以選擇特定的荷載工況從恒荷載中分離出來，相應的結(jié)果保存在CS：施工荷載中。荷載工況選擇從恒荷載中分離出來的荷載工況。分離出的“CS: 施工荷載”的荷載類型定義從“CS：恒載中”分離出來的“CS:施工荷載”的荷載類型。本功能適用于利用荷載組合的自動

12、生成功能。不使用自動生成功能時，此選擇不起作用。注1施工階段分析后，將自動生成以下荷載工況。荷載工況結(jié)果說 明1.CS:恒荷載-除了預應力、收縮、徐變以外的所有荷載引起的結(jié)果2.CS:施工荷載-從“CS：恒載中”分離出來的荷載引起的結(jié)果3.CS:鋼束一次反力- 位移預應力荷載引起的位移 內(nèi)力預應力荷載引起的內(nèi)力4.CS:鋼束二次反力預應力荷載引起的超靜定結(jié)構(gòu)的次反力 內(nèi)力預應力荷載引起的超靜定結(jié)構(gòu)的次內(nèi)力5.CS:徐變一次反力- 位移誘發(fā)徐變應變所需的假想荷載引起的位移 內(nèi)力誘發(fā)徐變應變所需的假想荷載引起的內(nèi)力6.CS:徐變二次反力徐變引起的超靜定結(jié)構(gòu)的次反力 內(nèi)力徐變引起的超靜定結(jié)構(gòu)的次內(nèi)力

13、7.CS:收縮一次反力- 位移誘發(fā)收縮應變所需的假想荷載引起的位移 內(nèi)力誘發(fā)收縮應變所需的假想荷載引起的內(nèi)力8.CS:收縮二次反力收縮引起的超靜定結(jié)構(gòu)的次反力 內(nèi)力收縮引起的超靜定結(jié)構(gòu)的次內(nèi)力9.CS:合計反力1+2+4+6+8 位移1+2+3+5+7 內(nèi)力1+2+3+4+6+8注2鋼束一次（CS）與鋼束二次（CS）鋼束一次為張拉力引起的內(nèi)力，二次為張拉力與結(jié)構(gòu)的超靜定條件產(chǎn)生的內(nèi)力。查看結(jié)果時前者和后者可看作為內(nèi)力和外力，設計時考慮中和軸的移動重新計算一次內(nèi)力作為內(nèi)力，外力直接取2次內(nèi)力即可。 初始內(nèi)力控制轉(zhuǎn)換最終施工階段構(gòu)件內(nèi)力為PostCS階段構(gòu)件的幾何剛度的初始荷載：在施工階段分析中，

14、將最后施工階段最后一步驟的構(gòu)件內(nèi)力轉(zhuǎn)化為初始內(nèi)力，形成成橋階段結(jié)構(gòu)的初始幾何剛度。轉(zhuǎn)化的初始內(nèi)力可在荷載>初始荷載>小位移>初始單元內(nèi)力（CS）中查看。對懸索橋、斜拉橋進行正裝施工階段分析后，可將最后一階段的索單元內(nèi)力作為幾何剛度，進行成橋荷載的分析。當初始單元內(nèi)力與初始單元內(nèi)力（CS）時，前者（初始單元內(nèi)力）起作用。只有當勾選了“在施工階段中適用初始內(nèi)力”一項時，無論任何情況都會有限取用后者-初始單元內(nèi)力（CS）。桁架單元針對桁架單元或索（當選擇累加模型非線性分析時）單元考慮初始單元呢里。梁單元針對梁單元考慮初始單元內(nèi)力。在PostCS階段將索單元轉(zhuǎn)換為等效桁架單元：包含索

15、單元的斜拉、懸索橋施工結(jié)束后，在成橋階段還需考慮其它的靜力荷載、移動荷載、支座沉降、反應譜荷載等。需要說明的是，其中移動荷載、支座沉降、反應譜等荷載是必須要滿足線性疊加原理的。所以對于移動荷載進行分析時，不能考慮隨內(nèi)力的變化幾何剛度發(fā)生變化的索單元。因此程序?qū)τ诖祟惡奢d將自動把索單元轉(zhuǎn)換為桁架單元來計算。但其它的靜力荷載可以根據(jù)分析類型考慮索單元的特性來計算（如非線性分析時采用懸索單元、線性分析時采用等效桁架單元）。采用不同剛度計算的結(jié)果是不能進行荷載組合的。為了查看荷載組合的結(jié)果，對于其它靜力荷載也需要將索單元轉(zhuǎn)換為桁架單元來計算。所有成橋荷載都采用相同剛度的桁架單元計算后，荷載組合結(jié)果是正

16、確的。為了盡可能的考慮索單元的非線性特性，也可利用最終施工階段的索單元內(nèi)力作為計算成橋荷載的剛度。勾選此項時：利用最終施工階段的索的內(nèi)力計算索單元的等效剛度，同時會反映到成橋荷載的計算中。對成橋荷載進行分析時，不進行剛度修正。不勾選此項時：根據(jù)荷載的類型選用不同的單元類型來計算。對于線性靜力荷載，考慮非線性時采用懸索單元、線性分析時采用等效桁架單元來計算。 對于移動荷載、支座沉降荷載、反應譜荷載，將采用普通桁架單元來計算。在施工階段中適用初始內(nèi)力：將初始單元內(nèi)力表格中的初始內(nèi)力適用于施工階段分析中。相應單元被激活時，被賦予初始單元內(nèi)力?？捎糜趶娜我怆A段開始進行施工階段分析的情況。將開始之前階段

17、的內(nèi)力作為初始單元內(nèi)力，繼續(xù)進行后階段的分析。當同時勾選了“轉(zhuǎn)換最終施工階段構(gòu)件內(nèi)力為PostCS階段構(gòu)件的幾何剛度的初始荷載”和“在施工階段中適用初始內(nèi)力”選項時，施工階段中將反映初始單元內(nèi)力表格中的值，成橋階段分析中將反映初始單元內(nèi)力（CS）表格中的值。 賦予各施工階段中新激活構(gòu)件初始切向位移考慮各個施工階段發(fā)生的切向角位移，賦予給下一施工階段，計算發(fā)生的實際總位移。例如鋼結(jié)構(gòu)和預制混凝土結(jié)構(gòu)的拼裝時，需要考慮此切向位移。不然，將無法無縫拼接。全部計算所有單元的實際總位移。組計算指定組的實際總位移。注實際總位移的結(jié)果可以在結(jié)果>變形>變形形狀>階段/步驟實際總位移查看?？?/p>

18、以在結(jié)果>一般預拱度>一般預拱度圖形中查看預拱度。未閉合配合力控制：未閉合配合力內(nèi)力計算。斜拉橋的正裝分析過程中，激活某根拉索階段，索兩端節(jié)點已經(jīng)產(chǎn)生了前一個階段荷載引起的位移。為了安裝拉索單元，需要把前一階段變形的索兩端節(jié)點拉回原來位置，此時需要的張拉力稱為未閉合配合力。利用前一階段的索兩端節(jié)點投影到拉索x軸的張拉前后長度差來計算。利用未知荷載系數(shù)法得到的成橋初始內(nèi)力，并考慮未閉合配合力，只進行正裝分析也能使最終階段結(jié)果與初始成橋分析結(jié)果相同。（以前需要倒拆后，再正裝才能得到想要的結(jié)果）一般三跨斜拉橋的中跨跨中合攏階段，合攏之前合攏段兩端節(jié)點已產(chǎn)生位移，直接在此狀態(tài)閉合合攏段，則整體結(jié)構(gòu)的位移以及角位移將不連續(xù)，閉合后的結(jié)果與初始成橋分析的目標結(jié)果也有差異。如果我們先計算出能夠使合攏段與兩端結(jié)構(gòu)變形連續(xù)的強制位移，并將強制位移對應的內(nèi)力賦予給合攏段，然后再進行合攏閉合。就能夠得到與初始成橋分析相同的結(jié)果。強制位移對應的內(nèi)力也可稱為合攏段的未閉合配合力。對于斜拉橋進行分析時，斜拉索和合攏段都均需要考慮未閉合配合力。這樣才能使正裝的最終施工各階段的結(jié)果與初始成橋分析結(jié)