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(xiàng)如下:時(shí)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(yīng)變?；炷量箟簭?qiáng)度隨時(shí)間的變化。鋼束預(yù)應(yīng)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(duì)話框 最終施工階段決定哪個(gè)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(dòng)荷載等)進(jìn)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(shè)置施工階段接續(xù)分析設(shè)置施工階段分析的接續(xù)階段。對(duì)已分析完的施工階段分析模型，修改第N個(gè)階段的荷載條件后，可以從第N階段開(kāi)始接續(xù)運(yùn)行施工階段分析，節(jié)約了重復(fù)進(jìn)行施工階段分析的時(shí)間。 ：在列表重選擇重新開(kāi)始的階段。在這里勾選的階段，將作為接續(xù)開(kāi)始點(diǎn)保存結(jié)果。如果勾選所有施工階段，將會(huì)影響總體分析時(shí)間，故建議僅選擇關(guān)鍵的幾個(gè)階段作為接續(xù)點(diǎn)。接續(xù)分析使用方法：1）在“施工階段分析對(duì)話框“勾選”重新開(kāi)始施工階段分析”，點(diǎn)擊“選擇重新開(kāi)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(yùn)行分析；3）查看結(jié)果后，回

3、到前處理狀態(tài)，對(duì)接續(xù)分析之后的施工階段進(jìn)行荷載組、邊界組以及結(jié)構(gòu)組的調(diào)整；4）調(diào)整后點(diǎn)擊主菜單“分析/運(yùn)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(dòng)荷載、風(fēng)荷載、溫度荷載的分析。 注意事項(xiàng)：在對(duì)接續(xù)分析之后的施工階段進(jìn)行荷載、邊界以及結(jié)構(gòu)的調(diào)整時(shí)，在施工階段定義對(duì)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(yù)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(yīng)的荷載、邊界、單元。 分析選項(xiàng)考慮非線性分析：考慮幾何非線性進(jìn)行施工階段分析。獨(dú)立模型：將各個(gè)施工階段形成獨(dú)立模型來(lái)進(jìn)行分析

4、。獨(dú)立模型的幾何非線性分析和考慮時(shí)間依存特性的分析不能同時(shí)進(jìn)行。此時(shí)，除了非線性分析控制選項(xiàng)之外的其它選項(xiàng)不能設(shè)定。（常用于懸索橋的非線性分析）累加模型：累加各個(gè)施工階段的結(jié)果來(lái)進(jìn)行非線性分析。進(jìn)行累加模型的幾何非線性分析時(shí)，可以考慮時(shí)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(diǎn)內(nèi)力：考慮平衡力進(jìn)行非線性分析。 注：累加模型幾何非線性分析注意事項(xiàng)：累加模型的幾何非線性分析必須是以實(shí)際總位移（請(qǐng)參考結(jié)果>位移>位移中的說(shuō)明）為基準(zhǔn)進(jìn)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(xiàng)。就算用戶不選擇此項(xiàng)，程序內(nèi)部自動(dòng)選擇。進(jìn)行斜拉橋的幾何非線性分析時(shí)，在激活拉索的階段，不能同時(shí)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(shí)，應(yīng)在相應(yīng)構(gòu)件激活之前一個(gè)施工階段激活。構(gòu)件和邊界條件同時(shí)激活時(shí)，邊界條件將考慮前一個(gè)施工階段引起的變形，結(jié)果會(huì)有很大的誤差。先激活構(gòu)件后激活邊界條件時(shí)，在激活邊界條件時(shí)應(yīng)選擇“變形前”選項(xiàng)。注：幾何非線性分析時(shí)，僅輸出單元I/J兩端的結(jié)果。只考慮P-Delta效應(yīng)：只考慮P-Delta效應(yīng)進(jìn)行施工階段分析。不能與幾何非線性分析同時(shí)進(jìn)行?？紤]時(shí)間依存效果(累加模型)：考慮材料

6、的徐變和收縮、抗壓強(qiáng)度的變化。 當(dāng)選擇了"考慮時(shí)間依存效果"時(shí)徐變和收縮考慮徐變和收縮中的任何一項(xiàng)時(shí)，選擇此項(xiàng)。類型選擇是要只考慮徐變(或收縮)，還是同時(shí)考慮徐變和收縮。當(dāng)選擇"徐變"時(shí)徐變分析時(shí)的收斂控制迭代次數(shù)：最大反復(fù)計(jì)算次數(shù)。達(dá)到最大迭代次數(shù)時(shí)，程序停止運(yùn)算。收斂誤差：滿足收斂誤差時(shí)，程序停止運(yùn)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(shí)間步驟數(shù)該加載步驟與施工階段的步驟數(shù)無(wú)關(guān)，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(jì)算上，程序不提供各步驟分析結(jié)果的輸出。 自動(dòng)分割時(shí)間當(dāng)某施工階段的持續(xù)

7、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，程序自動(dòng)將其劃分為一些施工步驟。 鋼束預(yù)應(yīng)力損失(徐變和收縮)決定是否考慮徐變、收縮引起的鋼束預(yù)應(yīng)力損失，摩擦損失、錨固端和鋼筋內(nèi)縮損失、預(yù)應(yīng)力鋼筋松弛損失是在"鋼束特性值"內(nèi)決定。考慮鋼筋的約束效果是否考慮鋼筋對(duì)徐變和收縮的約束。鋼筋的數(shù)據(jù)在"PSC截面鋼筋"輸入。抗壓強(qiáng)度的變化通過(guò)抗壓強(qiáng)度的變化曲線，可以得到彈性模量的變化?？箟簭?qiáng)度的變化可以在"時(shí)間依存材料(抗壓強(qiáng)度)"中定義。鋼束預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力損失。 當(dāng)選擇了"考慮非線性分析"時(shí)當(dāng)選擇了在施工階

8、段分析中考慮非線性分析時(shí)，應(yīng)輸入下列數(shù)據(jù)。各加載階段最大迭代次數(shù)：最大反復(fù)計(jì)算次數(shù)。達(dá)到最大迭代次數(shù)時(shí)，程序停止運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)的收斂控制誤差。位移控制：輸入位移標(biāo)準(zhǔn)的收斂控制誤差。荷載控制：輸入荷載標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)某分析階段的位移為D1，所有階段的累積位移為D2時(shí)，計(jì)算，當(dāng)該值小于或等于收斂控制誤差時(shí)，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(zhǎng)度相應(yīng)發(fā)生變化，拉索內(nèi)力也會(huì)發(fā)生變化。（類似于先張法

9、預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力）注初拉力荷載（荷載>預(yù)應(yīng)力荷載>初拉力荷載）是通過(guò)桁架單元的變形來(lái)考慮的荷載形式。相當(dāng)于將原來(lái)的桁架單元縮短長(zhǎng)度后，連接兩端構(gòu)件同樣的道理。因長(zhǎng)度變短，兩端的構(gòu)件將受到拉力?？s短長(zhǎng)度與輸入的初拉力以及桁架單元的剛度有關(guān)(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(zhǎng)度后（初拉力對(duì)應(yīng)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(zhǎng)度也會(huì)隨之發(fā)生變化，變短則拉索內(nèi)力變小，變長(zhǎng)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(dá)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(dāng)有其他荷載與初拉力同時(shí)激活時(shí)，也會(huì)使拉索內(nèi)力達(dá)到輸入的初拉力值。故建議激活初拉力時(shí)，不建議同時(shí)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(lái)的初拉力。對(duì)與斜拉橋有多次張拉的情況時(shí)，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(jì)算桿系當(dāng)前內(nèi)力選擇是否輸出施工階段中單元的同時(shí)發(fā)生內(nèi)力，即決定在計(jì)算構(gòu)件的最大、最小內(nèi)力（

11、強(qiáng)軸力矩）時(shí)，是否計(jì)算相應(yīng)的其它內(nèi)力成分（剪力和軸力）。計(jì)算輸出聯(lián)合截面各部分結(jié)果選擇是否計(jì)算輸出聯(lián)合截面各組成位置的應(yīng)力和內(nèi)力。不選時(shí)，則只計(jì)算輸出整個(gè)聯(lián)合截面的應(yīng)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(yù)應(yīng)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(lái)，相應(yīng)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(lái)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(lái)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(dòng)

12、生成功能。不使用自動(dòng)生成功能時(shí)，此選擇不起作用。注1施工階段分析后，將自動(dòng)生成以下荷載工況。荷載工況結(jié)果說(shuō) 明1.CS:恒荷載-除了預(yù)應(yīng)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(lái)的荷載引起的結(jié)果3.CS:鋼束一次反力- 位移預(yù)應(yīng)力荷載引起的位移 內(nèi)力預(yù)應(yīng)力荷載引起的內(nèi)力4.CS:鋼束二次反力預(yù)應(yīng)力荷載引起的超靜定結(jié)構(gòu)的次反力 內(nèi)力預(yù)應(yīng)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(yīng)變所需的假想荷載引起的位移 內(nèi)力誘發(fā)徐變應(yīng)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(yīng)變所需的假想荷載引起的位移 內(nèi)力誘發(fā)收縮應(yīng)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(jì)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(shí)前者和后者可看作為內(nèi)力和外力，設(shè)計(jì)時(shí)考慮中和軸的移動(dòng)重新計(jì)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(duì)懸索橋、斜拉橋進(jìn)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(jìn)行成橋荷載的分析。當(dāng)初始單元內(nèi)力與初始單元內(nèi)力（CS）時(shí)，前者（初始單元內(nèi)力）起作用。只有當(dāng)勾選了“在施工階段中適用初始內(nèi)力”一項(xiàng)時(shí)，無(wú)論任何情況都會(huì)有限取用后者-初始單元內(nèi)力（CS）。桁架單元針對(duì)桁架單元或索（當(dāng)選擇累加模型非線性分析時(shí)）單元考慮初始單元呢里。梁?jiǎn)卧槍?duì)梁?jiǎn)卧紤]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(dòng)荷載、支座沉降、反應(yīng)譜荷載等。需要說(shuō)明的是，其中移動(dòng)荷載、支座沉降、反應(yīng)譜等荷載是必須要滿足線性疊加原理的。所以對(duì)于移動(dòng)荷載進(jìn)行分析時(shí)，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(dòng)把索單元轉(zhuǎn)換為桁架單元來(lái)計(jì)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(lái)計(jì)算（如非線性分析時(shí)采用懸索單元、線性分析時(shí)采用等效桁架單元）。采用不同剛度計(jì)算的結(jié)果是不能進(jìn)行荷載組合的。為了查看荷載組合的結(jié)果，對(duì)于其它靜力荷載也需要將索單元轉(zhuǎn)換為桁架單元來(lái)計(jì)算。所有成橋荷載都采用相同剛度的桁架單元計(jì)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(jì)算成橋荷載的剛度。勾選此項(xiàng)時(shí)：利用最終施工階段的索的內(nèi)力計(jì)算索單元的等效剛度，同時(shí)會(huì)反映到成橋荷載的計(jì)算中。對(duì)成橋荷載進(jìn)行分析時(shí)，不進(jìn)行剛度修正。不勾選此項(xiàng)時(shí)：根據(jù)荷載的類型選用不同的單元類型來(lái)計(jì)算。對(duì)于線性靜力荷載，考慮非線性時(shí)采用懸索單元、線性分析時(shí)采用等效桁架單元來(lái)計(jì)算。 對(duì)于移動(dòng)荷載、支座沉降荷載、反應(yīng)譜荷載，將采用普通桁架單元來(lái)計(jì)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(yīng)單元被激活時(shí)，被賦予初始單元內(nèi)力。可用于從任意階段開(kāi)始進(jìn)行施工階段分析的情況。將開(kāi)始之前階段

17、的內(nèi)力作為初始單元內(nèi)力，繼續(xù)進(jìn)行后階段的分析。當(dāng)同時(shí)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(xiàng)時(shí)，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(gè)施工階段發(fā)生的切向角位移，賦予給下一施工階段，計(jì)算發(fā)生的實(shí)際總位移。例如鋼結(jié)構(gòu)和預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的拼裝時(shí)，需要考慮此切向位移。不然，將無(wú)法無(wú)縫拼接。全部計(jì)算所有單元的實(shí)際總位移。組計(jì)算指定組的實(shí)際總位移。注實(shí)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(shí)際總位移查看?？?/p>

18、以在結(jié)果>一般預(yù)拱度>一般預(yù)拱度圖形中查看預(yù)拱度。未閉合配合力控制：未閉合配合力內(nèi)力計(jì)算。斜拉橋的正裝分析過(guò)程中，激活某根拉索階段，索兩端節(jié)點(diǎn)已經(jīng)產(chǎn)生了前一個(gè)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(diǎn)拉回原來(lái)位置，此時(shí)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(diǎn)投影到拉索x軸的張拉前后長(zhǎng)度差來(lái)計(jì)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(jìn)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(diǎn)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(biāo)結(jié)果也有差異。如果我們先計(jì)算出能夠使合攏段與兩端結(jié)構(gòu)變形連續(xù)的強(qiáng)制位移，并將強(qiáng)制位移對(duì)應(yīng)的內(nèi)力賦予給合攏段，然后再進(jìn)行合攏閉合。就能夠得到與初始成橋分析相同的結(jié)果。強(qiáng)制位移對(duì)應(yīng)的內(nèi)力也可稱為合攏段的未閉合配合力。對(duì)于斜拉橋進(jìn)行分析時(shí)，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)