Midas-civil臨時支架計算演示教學課件

MidasCivil電算程序培訓(xùn)講義——案例一：大跨度橋梁臨時支架計算中交二航局四分公司·安徽蕪湖東南大學·

江蘇南京2008年11月10日中交二航局四分公司電算培訓(xùn)MidasCivil電算程序培訓(xùn)講義中交二航局四分公司·大跨度橋梁臨時支架的作用在大跨度斜拉橋懸臂施工中，臨時支架所起的作用與施工組織方式直接相關(guān)，主要分以下兩種情況：邊跨采用大塊梁段吊裝或支架上直接組拼，使雙懸臂長度較小或沒有雙懸臂施工。主跨為1088米的蘇通大橋的邊跨采用臨時擱置墩進行大節(jié)段鋼箱安裝，使雙懸臂減小到150米左右，并進行了邊跨合龍。提供梁段安裝平臺蘇通大橋2大跨度橋梁臨時支架的作用在大跨度斜拉橋懸臂施工中，臨時支架所大跨度橋梁臨時支架的作用對于大跨度斜拉橋，當雙懸臂達到一定長度，如果出現(xiàn)落梁、地震及不對稱橫橋強風等荷載時，由于懸臂較大，將對塔、梁產(chǎn)生巨大的傾覆力矩，塔梁容易受損，在施工控制中需要在邊跨（或中跨）不影響通航范圍內(nèi)的適當位置設(shè)置安全措施—臨時支架，當主梁架設(shè)到此位置時，將主梁與臨時墩進行豎向和橫向的錨固。提供梁段安裝平臺提高懸臂施工穩(wěn)定性南京長江三橋3大跨度橋梁臨時支架的作用對于大跨度斜拉橋，當雙懸臂達到一定長上海長江大橋臨時支架midas實例1.工程概況2.模型建立材料屬性截面特性節(jié)點與單元邊界條件3.靜力荷載工況分析4.屈曲分析5.結(jié)果查看及驗算支架強度及剛度驗算支架整體及構(gòu)件穩(wěn)定驗算連接件強度驗算4上海長江大橋臨時支架midas實例1.工程概況4工程概況上海長江大橋主橋工程支架系統(tǒng)主要有0#塊支架、臨時墩支架、輔助墩支架以及邊墩支架。以下以邊墩支架為例建立midas整體模型。邊墩支架5工程概況上海長江大橋主橋工程支架系統(tǒng)主要有0#塊支架工程概況邊墩模型如右所示支架多由鋼管焊接而成，在模型中可以采用梁單元模擬。支架通過預(yù)埋件與橋墩連接，在模型中將其模擬成固定邊界條件。支架由立柱、橫向聯(lián)系梁、附墻梁、剪刀撐以及軌道梁組成（位置如右所示），該橋邊墩支架所有組成部分均采用Q235鋼材支架高約44m，寬約32m，具體尺寸見施工圖。立柱橫向聯(lián)系梁附墻梁剪刀撐軌道梁6工程概況邊墩模型如右所示立柱橫向聯(lián)系梁附墻梁剪刀撐軌道工程概況模型荷載為簡化考慮，模型僅考慮自重及支架頂梁段重量。雖然支架屬于臨時結(jié)構(gòu)，但需要保證其具有一定的安全性及適用性，支架需要驗算的內(nèi)容包括以下幾個方面：支架強度及剛度驗算

支架整體及構(gòu)件穩(wěn)定驗算連接件強度驗算驗算限值的取用強度要求：參考《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（JTJ025-86），軸向容許應(yīng)力取140Mpa，彎曲容許應(yīng)力取145Mpa。剛度要求：支架受載后撓曲的桿件，其彈性撓度為相應(yīng)結(jié)構(gòu)跨度的1／400，見《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）7工程概況模型荷載7模型建立輸入材料屬性路徑：模型—材料和截面特性—材料在設(shè)計類型中選擇鋼材在鋼材中選擇規(guī)范，并在數(shù)據(jù)庫中選擇鋼材類型。

GB03代表鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003該模型中選擇鋼材為Q235128模型建立輸入材料屬性128模型建立輸入截面特性路徑：模型—材料和截面特性—截面。截面數(shù)據(jù)輸入框中有多種輸入方式，這里采用數(shù)據(jù)庫/用戶。采用用戶輸入方式，這里輸入支架立柱截面，依次方法再定義其他截面。數(shù)據(jù)庫/用戶選擇框1239模型建立輸入截面特性數(shù)據(jù)庫/用戶選擇框1239模型建立節(jié)點及單元的建立在單元和節(jié)點建立之前，先要明確一下midas中的坐標系規(guī)定Midas常用坐標系整體坐標系單元坐標系ji坐標系方向滿足右手定則10模型建立節(jié)點及單元的建立Midas常用坐標系整體坐標系模型建立節(jié)點及單元的建立路徑：模型—節(jié)點（單元）—建立。節(jié)點坐標輸入

選擇材料及截面

由已建節(jié)點連接單元12311模型建立節(jié)點及單元的建立節(jié)點坐標輸入選擇材料及截面模型建立節(jié)點及單元的建立

最初只需關(guān)鍵節(jié)點與單元，然后細分單元，細分單元可以提高計算精度。但注意單元過細將增加不必要的計算量，該模型單元長度在1－2m。單元細分路徑：模型—單元—分割選擇單元類型1選擇分割方式212模型建立節(jié)點及單元的建立選擇單元類型1選擇分割方式21模型建立邊界條件的建立路徑：模型—邊界條件—

一般支承該模型邊界條件如右所示選擇需要約束的自由度13模型建立邊界條件的建立選擇需要約束的自由度13靜荷載工況分析該模型荷載考慮自重和支架頂部梁段重量輸入荷載之前，需要先定義靜荷載工況，路徑：荷載—靜荷載工況

midas中提供了多種荷載類型，具體區(qū)別參見幫助點擊添加靜荷載工況14靜荷載工況分析該模型荷載考慮自重和支架頂部梁段重靜荷載工況分析荷載定義路徑：荷載—自重模型自重程序會自動通過截面及材料容重計算，只需添加自重作用方向支架頂部梁段重量，可以采用節(jié)點荷載定義

注意：為了方便定義節(jié)點荷載，在節(jié)點建立階段需要在荷載作用位置建立節(jié)點自重作用方向輸入荷載量值選擇荷載工況名稱15靜荷載工況分析荷載定義自重作用方向輸入荷載量屈曲分析對結(jié)構(gòu)進行屈曲分析路徑：分析－屈曲分析控制不同屈曲模態(tài)對應(yīng)不同屈曲模態(tài)特征值，一般第1階屈曲模態(tài)特征值最小，控制結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性屈曲荷載一般將自重設(shè)置成常量進行模型計算路徑：分析—運行分析輸入分析屈曲模態(tài)數(shù)

1輸入分析荷載組合

216屈曲分析對結(jié)構(gòu)進行屈曲分析輸入分析屈曲模態(tài)數(shù)1結(jié)果查看及分析在對結(jié)構(gòu)進行驗算前，需要先定義荷載組合，該模型組合簡單采用自重＋支架頂部梁段輸入荷載組合名稱及類型

1給荷載組合添加荷載工況及組合系數(shù)2在這里還可以依據(jù)相應(yīng)規(guī)范自動生成荷載組合17結(jié)果查看及分析在對結(jié)構(gòu)進行驗算前，需要先定義荷載結(jié)果查看及分析查看應(yīng)力路徑：結(jié)果—應(yīng)力—梁單元應(yīng)力圖1選擇荷載組合2

查看組合應(yīng)力（軸力＋彎矩）最大值最大拉壓應(yīng)力都發(fā)生支架與橋墩連接處，最大拉應(yīng)力130.6Mpa，最大壓應(yīng)力為93.4Mpa,小于規(guī)范規(guī)定的容許應(yīng)力（145Mpa，因為單純彎矩產(chǎn)生應(yīng)力大于軸向力）18結(jié)果查看及分析查看應(yīng)力路徑：結(jié)果—應(yīng)力—梁單元應(yīng)結(jié)果查看及分析查看位移路徑：結(jié)果—位移—位移形狀1選擇荷載組合2查看位移

橫梁處最大位移為11mm，小于規(guī)范規(guī)定的55.4mm（L/400，對應(yīng)L＝22.15m）19結(jié)果查看及分析查看位移路徑：結(jié)果—位移—位移形狀結(jié)果查看及分析查看整體穩(wěn)定路徑：結(jié)果—屈曲模態(tài)整體穩(wěn)定驗算：屈曲分析的1到5階失穩(wěn)臨界荷載系數(shù)分別為：97.1、98.13、102.7、103.1、106.1。其一階失穩(wěn)模態(tài)如左所示。20結(jié)果查看及分析20結(jié)果查看及分析構(gòu)件穩(wěn)定性及連接件強度驗算可以通過提取對應(yīng)內(nèi)力，結(jié)合規(guī)范進行計算，這里不再詳述計算過程。內(nèi)力查看：結(jié)果—內(nèi)力—梁單元內(nèi)力圖支架彎矩圖如右所示

注意：內(nèi)力是基于單元局部坐標系而非整體坐標系1選擇荷載組合選擇顯示內(nèi)力221結(jié)果查看及分析構(gòu)件穩(wěn)定性及連接件強度驗算可以通過結(jié)果查看及分析可以以將計算結(jié)果以文本的形式輸出（路徑：結(jié)果—輸出文本結(jié)果）選擇已定義的荷載組合點擊設(shè)定梁單元輸出結(jié)果點擊后面塊體設(shè)定位移、反力輸出結(jié)果22結(jié)果查看及分析選擇已定義的荷載組合點擊設(shè)定梁Thankyou!23Thankyou!23有問題嗎?24有問題嗎?24MidasCivil電算程序培訓(xùn)講義——案例一：大跨度橋梁臨時支架計算中交二航局四分公司·安徽蕪湖東南大學·

江蘇南京2008年11月10日中交二航局四分公司電算培訓(xùn)MidasCivil電算程序培訓(xùn)講義中交二航局四分公司·大跨度橋梁臨時支架的作用在大跨度斜拉橋懸臂施工中，臨時支架所起的作用與施工組織方式直接相關(guān)，主要分以下兩種情況：邊跨采用大塊梁段吊裝或支架上直接組拼，使雙懸臂長度較小或沒有雙懸臂施工。主跨為1088米的蘇通大橋的邊跨采用臨時擱置墩進行大節(jié)段鋼箱安裝，使雙懸臂減小到150米左右，并進行了邊跨合龍。提供梁段安裝平臺蘇通大橋26大跨度橋梁臨時支架的作用在大跨度斜拉橋懸臂施工中，臨時支架所大跨度橋梁臨時支架的作用對于大跨度斜拉橋，當雙懸臂達到一定長度，如果出現(xiàn)落梁、地震及不對稱橫橋強風等荷載時，由于懸臂較大，將對塔、梁產(chǎn)生巨大的傾覆力矩，塔梁容易受損，在施工控制中需要在邊跨（或中跨）不影響通航范圍內(nèi)的適當位置設(shè)置安全措施—臨時支架，當主梁架設(shè)到此位置時，將主梁與臨時墩進行豎向和橫向的錨固。提供梁段安裝平臺提高懸臂施工穩(wěn)定性南京長江三橋27大跨度橋梁臨時支架的作用對于大跨度斜拉橋，當雙懸臂達到一定長上海長江大橋臨時支架midas實例1.工程概況2.模型建立材料屬性截面特性節(jié)點與單元邊界條件3.靜力荷載工況分析4.屈曲分析5.結(jié)果查看及驗算支架強度及剛度驗算支架整體及構(gòu)件穩(wěn)定驗算連接件強度驗算28上海長江大橋臨時支架midas實例1.工程概況4工程概況上海長江大橋主橋工程支架系統(tǒng)主要有0#塊支架、臨時墩支架、輔助墩支架以及邊墩支架。以下以邊墩支架為例建立midas整體模型。邊墩支架29工程概況上海長江大橋主橋工程支架系統(tǒng)主要有0#塊支架工程概況邊墩模型如右所示支架多由鋼管焊接而成，在模型中可以采用梁單元模擬。支架通過預(yù)埋件與橋墩連接，在模型中將其模擬成固定邊界條件。支架由立柱、橫向聯(lián)系梁、附墻梁、剪刀撐以及軌道梁組成（位置如右所示），該橋邊墩支架所有組成部分均采用Q235鋼材支架高約44m，寬約32m，具體尺寸見施工圖。立柱橫向聯(lián)系梁附墻梁剪刀撐軌道梁30工程概況邊墩模型如右所示立柱橫向聯(lián)系梁附墻梁剪刀撐軌道工程概況模型荷載為簡化考慮，模型僅考慮自重及支架頂梁段重量。雖然支架屬于臨時結(jié)構(gòu)，但需要保證其具有一定的安全性及適用性，支架需要驗算的內(nèi)容包括以下幾個方面：支架強度及剛度驗算

支架整體及構(gòu)件穩(wěn)定驗算連接件強度驗算驗算限值的取用強度要求：參考《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（JTJ025-86），軸向容許應(yīng)力取140Mpa，彎曲容許應(yīng)力取145Mpa。剛度要求：支架受載后撓曲的桿件，其彈性撓度為相應(yīng)結(jié)構(gòu)跨度的1／400，見《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）31工程概況模型荷載7模型建立輸入材料屬性路徑：模型—材料和截面特性—材料在設(shè)計類型中選擇鋼材在鋼材中選擇規(guī)范，并在數(shù)據(jù)庫中選擇鋼材類型。

GB03代表鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003該模型中選擇鋼材為Q2351232模型建立輸入材料屬性128模型建立輸入截面特性路徑：模型—材料和截面特性—截面。截面數(shù)據(jù)輸入框中有多種輸入方式，這里采用數(shù)據(jù)庫/用戶。采用用戶輸入方式，這里輸入支架立柱截面，依次方法再定義其他截面。數(shù)據(jù)庫/用戶選擇框12333模型建立輸入截面特性數(shù)據(jù)庫/用戶選擇框1239模型建立節(jié)點及單元的建立在單元和節(jié)點建立之前，先要明確一下midas中的坐標系規(guī)定Midas常用坐標系整體坐標系單元坐標系ji坐標系方向滿足右手定則34模型建立節(jié)點及單元的建立Midas常用坐標系整體坐標系模型建立節(jié)點及單元的建立路徑：模型—節(jié)點（單元）—建立。節(jié)點坐標輸入

選擇材料及截面

由已建節(jié)點連接單元12335模型建立節(jié)點及單元的建立節(jié)點坐標輸入選擇材料及截面模型建立節(jié)點及單元的建立

最初只需關(guān)鍵節(jié)點與單元，然后細分單元，細分單元可以提高計算精度。但注意單元過細將增加不必要的計算量，該模型單元長度在1－2m。單元細分路徑：模型—單元—分割選擇單元類型1選擇分割方式236模型建立節(jié)點及單元的建立選擇單元類型1選擇分割方式21模型建立邊界條件的建立路徑：模型—邊界條件—

一般支承該模型邊界條件如右所示選擇需要約束的自由度37模型建立邊界條件的建立選擇需要約束的自由度13靜荷載工況分析該模型荷載考慮自重和支架頂部梁段重量輸入荷載之前，需要先定義靜荷載工況，路徑：荷載—靜荷載工況

midas中提供了多種荷載類型，具體區(qū)別參見幫助點擊添加靜荷載工況38靜荷載工況分析該模型荷載考慮自重和支架頂部梁段重靜荷載工況分析荷載定義路徑：荷載—自重模型自重程序會自動通過截面及材料容重計算，只需添加自重作用方向支架頂部梁段重量，可以采用節(jié)點荷載定義

注意：為了方便定義節(jié)點荷載，在節(jié)點建立階段需要在荷載作用位置建立節(jié)點自重作用方向輸入荷載量值選擇荷載工況名稱39靜荷載工況分析荷載定義自重作用方向輸入荷載量屈曲分析對結(jié)構(gòu)進行屈曲分析路徑：分析－屈曲分析控制不同屈曲模態(tài)對應(yīng)不同屈曲模態(tài)特征值，一般第1階屈曲模態(tài)特征值最小，控制結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性屈曲荷載一般將自重設(shè)置成常量進行模型計算路徑：分析—運行分析輸入分析屈曲模態(tài)數(shù)

1輸入分析荷載組合

240屈曲分析對結(jié)構(gòu)進行屈曲分析輸入分析屈曲模態(tài)數(shù)1結(jié)果查看及分析在對結(jié)構(gòu)進行驗算前，需要先定義荷載組合，該模型組合簡單采用自重＋支架頂部梁段輸入荷載組合名稱及類型

1給荷載組合添加荷載工況及組合系數(shù)2在這里還可以依據(jù)相應(yīng)規(guī)范自動生成荷載組合41結(jié)果查看及分析在對結(jié)構(gòu)進行驗算前，需要先定義荷載結(jié)果查看及分析查看應(yīng)力路徑：結(jié)果—應(yīng)力—梁單元應(yīng)力圖1選擇荷載組合2

查看組合應(yīng)力（軸力＋彎矩）最大值最大拉壓應(yīng)力都發(fā)生支架與橋墩連接處，最大拉應(yīng)力130.6Mpa