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例题例题1 单层两跨三维框架单层两跨三维框架 MMMI I ID D DA A AS S S/ / /C C Ci i iv v vi i il l l 例题 1. 单层两跨三维框架 概要概要 1 分析模型和荷载条件 / 2 打开文件与设定基本操作环境打开文件与设定基本操作环境 3 单位系 / 3 菜单系统 / 4 坐标系和栅格 / 6 输入构件材料及截面数据输入构件材料及截面数据 8 使用节点和单元进行建模使用节点和单元进行建模 10 输入结构的支承条件输入结构的支承条件 16 输入各种荷载输入各种荷载 18 设定荷载条件 / 18 输入荷载 / 19 输入楼面荷载 / 20 输入节点荷载 / 21 输入均布荷载 / 22 进行结构分析进行结构分析 26 查看分析结果查看分析结果 27 模式 / 27 荷载组合 / 28 查看反力 / 30 查看变形与位移 / 33 查看构件内力 / 37 剪力图及弯矩图 / 38 查看构件应力及动画的处理 / 42 梁单元细部分析 / 46 1 例题1. 单层两跨三维框架 例题1. 单层两跨三维框架 概要 此例题是针对初次接触MIDAS/Civil的用户对于一个简单的单层两跨三维框架介绍 了从建模到分析以及结果校核等全部过程，以便用户能够容易地跟随操作。 按照本章的提示亲自使用一次程序的话可以在短时间内对MIDAS/Civil的环境及其 使用方法得到理解。 在Install CD中提供有包含此例题所有建模、分析和结果确认过程的动画及解说。 通过动画及解说先对整个分析过程获得一定了解的话，可以进一步提高跟随操作的 效果。 此例题所介绍的各阶段的分析步骤与一般实际工作中的分析过程基本相同。其具体 内容如下。 1. 1. 打开文件并设定操作的基本环境 2. 2. 输入构件的材料及截面的数据 3. 3. 使用节点和单元进行建模 4. 4. 输入建筑物的支承条件 5. 5. 输入各种荷载 6. 6. 进行结构分析 7. 7. 对结果进行校核和分析 例题 分析模型与荷载条件 单层两跨三维框架的结构形态及使用的构件如图1所示。为使问题简单化，荷载条 件考虑了以下3种条件。 ? 荷载条件 1 : 模型的自重及在2层楼面按重力方向施加5kN/m2的 恒荷载 ? 荷载条件 2 : 在2层楼面施加2.5kN/m2的活荷载 ? 荷载条件 3 : 在 1轴上端按(+)X方向施加100kN的集中荷载 ? 荷载条件 4 : 在 A轴的所有构件按(+)Y方向施加10kN/m的均布荷载 图1. 单层两跨三维框架 3m X Y Z 1 tonf/m 1 tonf/m 1 tonf/m 10 tonf : H 200x200x8/12 : H 400x200x8/13 : H 200x200x8/12 : H 400x200x8/13 3 6m 2.5m2.5m 2.5m2.5m 10 tonf 2 1 B A 楼板荷载 全局坐标系的原点 柱截面 ： HW200x200x8/12 梁截面 ： HN400x200x8/13 柱截面 ： HW200x200x8/12 梁截面 ： HN400x200x8/13 100kN 100kN 10kN/m 10kN/m 10kN/m 单层两跨三维框架 3 打开文件和设定基本操作环境 首先将显示桌面上或相应目录中的MIDAS/Civil的 图标连击两次以打开程序。 通过选择画面上端的文件文件新项目新项目(或者)打开新文件，之后选择文件文件保存保存菜单 (或者)输入文件名并保存。 单位系 MIDAS/Civil可以同时使用多种单位(units) ， 因此在操作过程中既可以采用单一单 位系(例如 : m、N、kg、Pa等SI单位系)，也可以采用复合单位系(例如 : m、kN、 lb、kgf/mm2等)。 另外，由于可以根据所输入数据的特点任意改变单位，所以在输入位置时可以使用 m，而在输入截面时可以通过画面下端的单位变换窗口(或主菜单的工具工具单位体 系 单位体 系)将其该为mm，还可将进行分析时所使用的kN、m改为应力单位N/mm2。 图 2. MIDAS/Civil的初始画面 ? 在工作树中支持 拖放(Drag&Drop)方式的 菜单系统。 在工作树中支持 拖放(Drag&Drop)方式的 菜单系统。 模型窗口模型窗口 ? ? 工具条工具条 主菜单主菜单 树形菜单树形菜单 信息窗口信息窗口 状态条状态条 例题 由于所使用的单位系可以自动变换而显示于画面下端(Status bar的单位变换窗 口-图2的?)和数据的输入拦中，故可以简单地操作而不致混淆。这里我们将m和 kN作为使用单位。 1. 1. 在主菜单选择工具条工具条单位体系单位体系。 2. 2. 在长度（长度（Length）选择栏选择m。 3. 3. 在力（质量力（质量) 选择栏选择kN。 4. 4. 点击键。 菜单系统 MIDAS/Civil为构成最佳的操作环境，提供以下4种菜单系统以便可以简捷迅速地 导入各种功能。 ? 主菜单 ? 树形菜单 ? 图标菜单 ? 关联菜单 主菜单是windows体系中普遍采用的菜单，可以通过画面上端的主菜单选择各从属 菜单。 树形菜单处于模型窗口的左侧，是将实际进行结构分析和设计过程中的一套功能按 顺序整理而成的树形结构。因此，即使是初学者也可以按照树形菜单的顺序较为容 易地完成分析工作。 在树形菜单的“工作”表单“工作”表单中将到现在为止所输入的事项按阶层结构显示出来以便 可以一目了然地对其进行确认。利用其中各项通过拖&放拖&放功能可以对模型数据进行 输入或修改，或有效地对选择选择和激活激活功能予以利用。 图标菜单是为了提高用户的操作效率将经常使用的功能(各种模型视图模型视图功能或者选 择 选 择功能等)以图标进行提供的菜单系统。 ? Toggle on ? Icon的Toggle on状况 随初始值的设定而不同。 在跟随例题进行操作时， 最好按所提示的Toggle on 状态相同设置以免出现 错误。 Icon的Toggle on状况 随初始值的设定而不同。 在跟随例题进行操作时， 最好按所提示的Toggle on 状态相同设置以免出现 错误。 单层两跨三维框架 5 关联菜单是为了能够在画面上最少地移动鼠标而设计的。用户只要在模型窗口上简 单地点击鼠标的右键，就可以方便地导入各种经常使用的功能菜单。 本例题主要使用树形菜单和图标菜单。 在MIDAS/Civil中可以按用户的喜好对Icon的排列任意进行变更。除了初始画面上 所排列的工具条(图2)以外，还可以添加节点、单元、结果、特性节点、单元、结果、特性及查询工具条查询工具条等画 面。在节点或单元的输入阶段若将节点节点和单元单元及特性工具条特性工具条等添加到所需位置的话 会非常方便。 1. 1. 在主菜单选择工具工具用户制定用户制定工具条工具条 2. 2. 在工具条目录工具条目录将节点、单元节点、单元及特性特性表示为? ?。 3. 3. 对单元工具条单元工具条上的蓝色部分用鼠标指定后可以拉放到自己所需的位置 4. 4. 使用相同的方法可以排列节点工具条节点工具条和特性工具条特性工具条 5. 5. 点击工具条工具条对话窗口的结束键() 图3. 工具条的排列 例题 坐标系和栅格 MIDAS/Civil除了提供全局坐标系(GCS, Global Coordinate System)和单元坐标系 (ECS, Element Coordinate System)以外，还为了输入的方便提供节点坐标系(NCS, Node local Coordinate System)和用户坐标系(UCS, User Coordinate System)。 GCS是用户在定义建筑物的总体几何形状时所使用的基本坐标系。? ECS是反映单元的特性并为确认分析结果地方便而对各个单元所赋予的坐标系。 NCS是对与桁架单元、只受拉单元、只受压单元或梁单元相连节的任意节点按特定 方向赋予边界条件(Local Boundary Condition)或强制变形时所使用的坐标系。 UCS是指用户考虑建筑物的特殊形状和排列，为了更方便地建模而在GCS上另外 设定的坐标系。? 输入的节点、栅格及鼠标位置的坐标分别以UCS和GCS在状态条 (图2的?)中显示 出来。 由于一般在实际操作中所接触的建筑物大都具有复杂的立体形状，所以在输入基本 形状数据的初期阶段，将操作环境设置为2维平面会较为便利。 特别是对于含有复杂平面的建筑物，若将相应平面设置为UCS的x-y平面，排列点 各或轴线并利用捕捉功能的话会极为方便。 本例题中的建筑物由于其形状简单，尽管可以不利用栅格进行建模，但为了加深对 用户坐标系和栅格概念的理解还是使用了这些功能。 为了输入位于建筑物 A列(参考图1)的3个柱和2个梁，先利用 X-Z (或树形菜单 的菜单菜单表单几何形状几何形状用户坐标系用户坐标系X-Z平面Z平面)功能将 A平面(GCS X-Z平面)设定 为UCS的x-y平面。 ? 在所有对话窗口，GCS 用大写(X, Y, Z), UCS和 ECS用小写(x, y, z)表示。 在所有对话窗口，GCS 用大写(X, Y, Z), UCS和 ECS用小写(x, y, z)表示。 ? 在MIDAS/Civil中若未 对UCS 作另行 设置 ，则 UCS和GCS是一致的。栅 格会自动排列于UCS的x- 在MIDAS/Civil中若未 对UCS 作另行 设置 ，则 UCS和GCS是一致的。栅 格会自动排列于UCS的x-y y 平面上。 平面上。 单层两跨三维框架 7 1. 1. 在图标菜单点击 X-Z 2. 2. 在原点原点输入栏输入0, 0, 0 3. 3. 在角度角度输入栏输入0 4. 4. 点击键 图4. 指定用户坐标系 为建模地方便通过以下的操作在UCS x-y平面上排列1m间距的点格。 1. 1. 在图标菜单点击 设置点栅格 2. 2. 在dx, dy输入栏输入1, 1 3. 3. 点击键 图5. 设定点栅格 Toggle on ? 点击点击键可 将所指定的用户坐标系保 存起来以便可以在需要的 时候重新导入。在对几个 UCS来回使用时，此功能 特别方便。 键可 将所指定的用户坐标系保 存起来以便可以在需要的 时候重新导入。在对几个 UCS来回使用时，此功能 特别方便。 例题 由于当前画面的视点被设定为标准视图，所以为输入的方便将其转换为 正面视 图 正面视 图(或树形菜单的视图视图视点视点正面正面(-Y)以使点格的横竖方向与模型窗口一致。另 外，使用 捕捉点格捕捉点格以使鼠标的击点可以自动移到邻近的轴网上。? 1. 1. 在图标菜单点击 （正面视图） 2. 2. 在图标菜单点击 捕捉点格捕捉点格(Toggle on) 3. 3. 点击 捕捉轴线、捕捉轴线、 全部捕捉全部捕捉 (Toggle off) 输入构件的材料和截面数据 例题模型所使用构件的材料和截面假定如下。 材料编号 1 : Grade3 截面编号 1 : HW 200 200 8/12 柱 2 : HN 400 200 8/13 梁 1. 1. 在树形菜单的菜单菜单表单选择几何形状几何形状特性特性材料材料 2. 2. 点击图6的键 3. 3. 在一般一般的材料号材料号输入栏中确认1(参考图7) 4. 4. 在类型类型栏中确认钢材钢材 5. 5. 在钢材规范钢材规范中确认GB(S) 6. 6. 在数据库数据库选择栏中选择Grade3 7. 7. 点击键 8. 8. 选择特性特性对话窗口上方(图6的?)的截面截面单元 9. 9. 点击键 10. 10. 确认截面截面对话窗口上方(图8的?)的数据库数据库/用户用户表单 11. 11. 在截面截面选择栏中确认1 12. 12. 在截面形状输入栏中确认工字型截面工字型截面 13. 13. 在数据库数据库选择栏中确认GB-YB ? MIDAS/Civil在最初状 态中为用户方便已经将栅 格捕捉功能设为了Toggle on状态，因此可以不必另 行点击。 MIDAS/Civil在最初状 态中为用户方便已经将栅 格捕捉功能设为了Toggle on状态，因此可以不必另 行点击。 ? 截面数据还可以通过截面数据还可以通过 主菜单的主菜单的模型材料和 截面特性截面 模型材料和 截面特性截面来输入。来输入。 单层两跨三维框架 9 14. 14. 在截面名称截面名称选择栏选择HW 200 200 8/12 15. 15. 点击键? 16. 16. 在截面号截面号选择栏确认2 17. 17. 在截面名称截面名称选择栏通过键盘输入HN 4(Blank) 18. 18. 点击 19. 19. 在图6的截面特性截面特性对话窗口点击 图6. 截面特性对话窗口 图8. 输入截面数据 图7. 输入材料数据 ? 选择选择 键可以对相应截面的刚度数 据进行确认。 键可以对相应截面的刚度数 据进行确认。 ? 点击点击键可完 成输入的指令并关闭对话窗 口，而点击 键可完 成输入的指令并关闭对话窗 口，而点击键 可完成输入指令但对话窗口 处于打开的状态以便可以继 续输入其它截面数据。 键 可完成输入指令但对话窗口 处于打开的状态以便可以继 续输入其它截面数据。 ? 例题 使用节点和单元进行建模 在输入结构构件之前为了对输入的状况进行确认可以使用显示截面形状的 消隐消隐 (或主菜单的视图视图消隐消隐)功能。如果 消隐消隐处于 Toggle off状态，则构件只会被 显示成一条单线(Wire Frame)而非具体的形状。 若要确认所建立的节点和单元的编号，可以选择 节点号节点号和 单元号单元号。 1. 1. 在图标菜单点击 消隐消隐 (Toggle on) 2. 2. 在图标菜单点击 显示显示后分别在节点节点表单和单元单元表单的节点号节点号和单元号单元号前 表示? ? (或者在图标菜单点击节点号、节点号、单元号单元号(Toggle on) 3. 3. 点击 利用梁单元(Beam Element)输入位于 A列(参考图1)的柱和梁。 1. 1. 在树形菜单的目录表单选择几何形状几何形状单元单元新建新建 2. 2. 在单元类型单元类型选择栏中确认一般梁一般梁/变截面梁变截面梁 3. 3. 在材料名材料名选择栏中确认1 : Grade3 4. 4. 在截面名截面名选择栏中确认1 : HW 200 200 8/12 5. 5. 在Beta 角角选择栏中选择90 ( (? 参考说明1)参考说明1) 6. 6. 参考画面下端(Status Bar)的UCS坐标顺次点击(0, 0, 0)和(0, 3, 0)两点建立 单元1? 7. 7. 以UCS为准顺次点击(5, 0, 0)和(5, 3, 0)两点建立单元2 8. 8. 以UCS为准顺次点击(10, 0, 0)和(10, 3, 0) 两点建立单元3 9. 9. 在图标单元点击 对齐对齐 10. 10. 在截面名截面名选择栏选择2 : HN 400 200 8/13 11. 11. 在Beta 角角选择栏选择0 ? 在节点连接输入栏 输入坐标或距离时，可使 用 在节点连接输入栏 输入坐标或距离时，可使 用, ,或 或 (Blank)区分 节点编号来进行输入。 (Blank)区分 节点编号来进行输入。 ? 点击图标菜单的 点击图标菜单的 显 示属性可以调整轴l的大小 和字。 显 示属性可以调整轴l的大小 和字。 Toggle on ? Reference Points Reference Points ? Reference Points Reference Points Beta Angle Beta Angle ? 柱 梁 柱 梁 单层两跨三维框架 11 12. 12. 在交叉分割交叉分割选择栏的节点节点和单元单元前表示? ? 13. 13. 用鼠标顺次点击节点2和6建立单元4、5 ? 说明 1 说明 1 Beta角是指定梁单元或桁架单元截面排列方向的角度(Degree)。 截面为H-截面时，对于柱子(与GCS Z轴平行的构件)的腹板方向程序中自动设定为与GCS的X轴相平行， 故象本例题一样柱子的腹板方向与GCS的Y轴平行时需将其旋转90。至于梁(除柱子以外的所有梁单元和 桁架单元)的腹板方向则被自动设置为与GCS的Z轴相平行，故本例题中梁单元的Beta角为0。(详细内容 请参考在线用户手册在线用户手册) ? 对对交叉分割交叉分割选择栏中的选择栏中的 节点节点和和单元单元表示表示? ?的话 所建立的单元上原有的节 点或与其它单元相交的节 点会被自动分割。 的话 所建立的单元上原有的节 点或与其它单元相交的节 点会被自动分割。 ? K-节点是在单元坐标系 z轴的延长线上输入任意点 的坐标来自动计算Beta角 的功能。 K-节点是在单元坐标系 z轴的延长线上输入任意点 的坐标来自动计算Beta角 的功能。 例题 图9. 建立2维框架 复制所输入的建筑物 A列(参考图1)的各单元来建立B列的单元。 输入完2维状态的平面模型并利用其建立3维模型时在标准视图标准视图状态输入会较为方 便。故可将坐标系转换为GCS并选择标准视图标准视图作为视点视点。? 为指定复制对象可点击 全部选择 全部选择 (或主菜单的视图选择全部选择视图选择全部选择)并利用移 动/复制单元 移 动/复制单元功能进行复制。 在MIDAS/Civil中欲将当前的建模功能转换为其它功能时，尽管可以利用主菜单或 树形菜单，但对于相互关联的功能(如 : 建立单元、移动和复制单元建立单元、移动和复制单元等)可以使用功 能目录表(图10的?)直接进行转换。 对于不同的适用对象或相关性不大的功能若使用Model Entity表单(图10?的节 点、单元、边界条件、质量、荷载 节 点、单元、边界条件、质量、荷载)会更为便利。 ? 事先将事先将 自动对齐 设置为Toggle on状态的 话程序内会自动调节比 例，来显示包含新建单元 的全部模型。因此可以避 免重复点击 自动对齐 设置为Toggle on状态的 话程序内会自动调节比 例，来显示包含新建单元 的全部模型。因此可以避 免重复点击 对齐。 对齐。 ? 选择主菜单的 模型结 构类型并在图形显示中， 将梁顶标高与楼面标高 （x-y平面）对齐/显示前 表示 ?的话梁和柱的端 部就可以如图9的 选择主菜单的 模型结 构类型并在图形显示中， 将梁顶标高与楼面标高 （x-y平面）对齐/显示前 表示 ?的话梁和柱的端 部就可以如图9的?一样 对齐。 一样 对齐。 ? 在在 标准视图 标准视图 进行 输入操作时, 若捕捉点格 处于打开的状态则用鼠标 所指定的节点会自动移到 附近的点格上。因此在不 需要捕捉功能时最好将其T oggle off 并利用节点或 捕捉单元进行输入。 进行 输入操作时, 若捕捉点格 处于打开的状态则用鼠标 所指定的节点会自动移到 附近的点格上。因此在不 需要捕捉功能时最好将其T oggle off 并利用节点或 捕捉单元进行输入。 ? 转换为GCS的话点格的 位置会自动排列在GCS原 点的X-Y平面。 转换为GCS的话点格的 位置会自动排列在GCS原 点的X-Y平面。 ? 单层两跨三维框架 13 1. 1. 在图标菜单点击 GCS 2. 2. 在图标菜单点击 标准视图标准视图 3. 3. 在图标菜单点击 全部选择全部选择 4. 4. 在功能目录表(图10的?)选择移动和复制单元移动和复制单元 5. 5. 在模式模式确认复制复制 6. 6. 在移动和复制移动和复制确认等间距等间距 7. 7. 在dx, dy, dz 输入栏输入0, 6, 0 ( (? 参考说明2)参考说明2)? 8. 8. 在复制次数复制次数输入栏确认1 9. 9. 在图标菜单点击 自动对齐自动对齐 10. 10. 点击 图10. 复制2维框架 ? 说明2 . 说明2 . 在复制距离的输入栏中可以使用Mouse Editor功能。Mouse Editor是指用户不必利用键盘输入坐标或距离 而是直接使用鼠标点击模型窗口的任意点来输入坐标或节点的功能。若Mouse Editor功能不顺利运行可用 鼠标点击一次相应的输入栏使其变为草绿色以后再重新操作。 ? 对于dx、dy、dz可以使 用Mouse Editor功能用鼠 标自动输入移动或复制距离 及方向来取代键盘输入。 (图10的 对于dx、dy、dz可以使 用Mouse Editor功能用鼠 标自动输入移动或复制距离 及方向来取代键盘输入。 (图10的?) ) Toggle on ? dx, dy, dz须以UCS为 准而输入。未特别设定UC S时以GCS为准。 dx, dy, dz须以UCS为 准而输入。未特别设定UC S时以GCS为准。 ? 对所捕捉的节点或单元 的属性给予显示的Fast Query功能可以通过将图10 对所捕捉的节点或单元 的属性给予显示的Fast Query功能可以通过将图10 ?所示的所示的键Toggle off 而予以解除。 快速查询功能可以确认的属 性如下。 节点编号、坐标 单元编号、单元种类 材料/截面/厚度编号 Beta角 相联接的节点编号 单元长度/面积/体积 键Toggle off 而予以解除。 快速查询功能可以确认的属 性如下。 节点编号、坐标 单元编号、单元种类 材料/截面/厚度编号 Beta角 相联接的节点编号 单元长度/面积/体积 ? 图10中 图10中 ?: 同种功能 导入功能目录表 : 同种功能 导入功能目录表 ?: Model Entity表单 : Model Entity表单 ? ? ? ? 例题 输入建筑物、列(参考图1)的梁。 在功能目录表中选择建立单元。此时为了避免混淆节点和栅格最好将 点格点格和 捕捉点格捕捉点格 功能转换为Toggle off状态。 1. 1. 在图标菜单点击 点格、点格、 捕捉点格 捕捉点格 (Toggle off) 2. 2. 在功能目录表(图11的?)中选择建立单元 建立单元 3. 3. 在单元类型单元类型选择栏确认一般梁一般梁/变截面梁变截面梁 4. 4. 在材料名材料名选择栏确认1 : Grade3 5. 5. 在截面截面选择栏确认2 : HN 400 200 8/13 6. 6. 在Beta角角选择栏确认0 7. 7. 用鼠标连接节点2和8建立单元11? 8. 8. 用鼠标连接节点4和10建立单元12 9. 9. 用鼠标连接节点6和12建立单元13 以下输入单元11和12间的小梁。利用捕捉单元捕捉单元功能可以省略输入节点的过程直接建 立单元。 给小梁的端部赋予释放梁端约束条件并将其复制到右跨上。复制单元时将被复制单 元赋予边界条件(释放梁端约束)再进行复制的话可以减少以后的工作量提高效率。 1. 1. 用鼠标连接单元4和9的中点建立单元14? 2. 2. 点击 单选单选选择单元14 3. 3. 在Model Entity表单选择 边界条件边界条件 4. 4. 在功能目录表选择释放梁端约束释放梁端约束 5. 5. 点击后，点击 6. 6. 在Model Entity表单选择单元单元 7. 7. 在功能目录表选择移动复制单元移动复制单元 8. 8. 在模式模式确认复制复制 9. 9. 在等距离等距离的dx, dy, dz输入栏用鼠标点击一次 ? 不 必 使 用不 必 使 用 节 点编 号，利用快速查询 (图11 节 点编 号，利用快速查询 (图11 ?)功能也可方便地确认所 捕捉的节点的属性。 )功能也可方便地确认所 捕捉的节点的属性。 Toggle on ? MIDAS/Civil可以通过画面 下端的任意位置捕捉功能(图 11的 MIDAS/Civil可以通过画面 下端的任意位置捕捉功能(图 11的?)对单元上的任意位置 (单元的1/x)进行捕捉。 )对单元上的任意位置 (单元的1/x)进行捕捉。 单层两跨三维框架 15 10. 10. 用鼠标依次指定节点14和单元10的中间位置自动输入5, 0, 0 11. 11. 在交叉分割交叉分割的节点节点和单元单元前表示? ? 12. 12. 对复制单元属性复制单元属性表示? ?后点击右侧的键 13. 13. 确认是否对边界条件边界条件的释放梁端约束释放梁端约束表示了? ? 14. 14. 点击复制单元属性复制单元属性对话窗口的键 15. 15. 点击 收缩单元收缩单元 16. 16. 点击 前次选择前次选择选择单元14 17. 17. 点击复制单元属性复制单元属性对话框的键 18. 18. 点击 显示显示 19. 19. 在功能导入用表单(图11的?)中选择边界边界 20. 20. 在释放梁端约束标志释放梁端约束标志表示? ?并点击键 图11. 主梁和次梁的输入 ? 利用利用 收缩单元收缩单元功能 可以简单地对单元节点的 连接状态进行确认。 功能 可以简单地对单元节点的 连接状态进行确认。 ? 利用功能目录表右侧的 利用功能目录表右侧的 键或主菜单的键或主菜单的模型模型节节 点节点表格或模型单点节点表格或模型单元元 单元表格单元表格可以确认节点和 单元的输入状况也可对其 可以确认节点和 单元的输入状况也可对其进进 行修改。 行修改。 ? ? ? ? 例题 输入建筑物的支承条件 结构形状的数据输入完了之后，对6个柱子输入其下部的支承条件。 在这里假定柱子下部为固定条件(6个方向的自由度皆被约束)。 在输入支承条件之前为指定相应的节点将6个柱子下部所处的平面利用 平面选 择 平面选 择(或主菜单中的视图视图选择选择平面平面)功能进行选择。 1. 1. 将 显示显示对话窗口中释放梁端约束释放梁端约束前的? ?解除 2. 2. 点击 3. 3. 点击 收缩单元收缩单元(Toggle off) 4. 4. 在图标选择点击 平面选择平面选择 5. 5. 选择X-Y 平面平面 6. 6. 用鼠标点击6个柱子下部节点中的一个? 7. 7. 点击 为输入支承条件导入相应功能。 1. 1. 在Model Entity表单(图12的?)选择边界条件边界条件 2. 2. 在功能目录表中选择一般支承一般支承 3. 3. 在属性选择栏确认添加 4. 4. 在支承条件类型支承条件类型(局部方向局部方向)选择栏将D-ALL和R-ALL表示为? ? 5. 5. 点击 ? 若将Icon Menu的 若将Icon Menu的 消隐功能Toggle off的 话可以方便地对所选节点 的颜色变化进行确认。 消隐功能Toggle off的 话可以方便地对所选节点 的颜色变化进行确认。 单层两跨三维框架 17 图12. 建筑物支承条件的输入 ? MIDAS/Civil为用户的方 便提供多种形式的选择功 能。 MIDAS/Civil为用户的方 便提供多种形式的选择功 能。 按主型选择的节点 按主型选择的节点 按主型选择的单元 按主型选择的单元 单选单选 窗口选择 窗口选择 多边形选择多边形选择 交叉线选择交叉线选择 平面选择平面选择 立体框选择 立体框选择 全选 全选 前次选择 前次选择 选择最新建立的个体 选择最新建立的个体 ? 例题 输入各种荷载 设定荷载条件 在输入荷载之前须先设定荷载条件(Load Cases)。 在Model Entity表单(图12的?)选择荷载以转换为荷载输入状态。 为设定荷载条件，点击荷载工况名称荷载工况名称选择栏右侧的键(或树型菜单中的荷载荷载静 力荷载工况 静 力荷载工况)导入静力荷载工况静力荷载工况对话窗口后按下列步骤输入荷载条件。 1. 1. 在Model Entity表单(图12的?)中选择荷载荷载 2. 2. 点击荷载工况名称荷载工况名称选择栏右侧的键 3. 3. 如图13在静力荷载工况静力荷载工况对话窗口的名称名称输入栏输入DL 4. 4. 在类型类型选择栏选择恒荷载恒荷载 5. 5. 在说明说明输入栏输入楼层恒荷载楼层恒荷载 6. 6. 点击 7. 7. 在静力荷载工况静力荷载工况对话窗口中如图13输入其它的荷载条件 8. 8. 点击 在类型选择栏中所选择的荷载种类(恒荷载、火荷载、雪荷载 .等)可在后处理模式中 按设计要求自动生成荷载组合条件时作参考。 图13. 荷载工况 单层两跨三维框架 19 输入自重 输入自重 将模型所包含单元的自重输入为恒荷载。 1. 1. 在功能目录表中确认自重自重 2. 2. 在荷载工况名称荷载工况名称确认DL 3. 3. 在自重系数自重系数的Z中输入-1 4. 4. 点击 图15. 定义楼面荷载类型 图14. 输入自重 例题 输入楼面荷载 输入楼面荷载 为输入重力方向的荷载在功能目录表中选择分配楼面荷载分配楼面荷载。在输入楼面荷载楼面荷载时须先 定义楼面荷载类型并指定荷载所要输入的领域。 1. 1. 在功能目录表(图16的?)选择分配楼面荷载分配楼面荷载 2. 2. 点击楼面荷载类型楼面荷载类型选择栏右侧的键 3. 3. 在名称名称输入栏输入Office Room 4. 4. 在说明说明输入栏输入2nd Floor? 5. 5. 在荷载工况荷载工况 1.选择栏选择DL后，在右侧的楼面荷载楼面荷载输入栏输入- 5 6. 6. 在荷载工况荷载工况 2.选择栏选择LL后，在右侧的楼面荷载楼面荷载输入栏输入- 2.5 7. 7. 点击后, 点击 8. 8. 在荷载类型荷载类型选择栏选择Office Room 9. 9. 在分配模式分配模式选择栏选择双向双向 10. 10. 单击指定加载区域的节点指定加载区域的节点输入栏可使其颜色变化为浅绿色。此时，在模型窗 口用鼠标依次点击荷载作用领域内的各作用节点(节点2、6、12、8、2)? 图16. 输入楼面荷载 ? 说明栏可以 不予以输入。 说明栏可以 不予以输入。 ? 在画面上欲确认节点的 位置时可在 在画面上欲确认节点的 位置时可在查询查询节查询查询节点点 输入所要查找的节点编号 击Enter键，画面上就会显 示出其位置并在信息窗口 上显示节点的坐标。 画面下端的状态条中会给 出现在所捕捉的节点或单 元的编号。 输入所要查找的节点编号 击Enter键，画面上就会显 示出其位置并在信息窗口 上显示节点的坐标。 画面下端的状态条中会给 出现在所捕捉的节点或单 元的编号。 ? 若在若在显示属性的显示属性的尺尺寸寸 表单中调整表单中调整标志符号标志符号的大 小的话可以调整所显示的 荷载图列的大小。 的大 小的话可以调整所显示的 荷载图列的大小。 ? 单层两跨三维框架 21 输入节点荷载 输入节点荷载 输入以X方向作用于节点上的集中风荷载(荷载条件3)。 1. 1. 在功能目录表(图17的?)选择节点荷载节点荷载 2. 2. 在图标菜单点击 消隐消隐 (Toggle off) 3. 3. 在图标菜单点击 窗口选择窗口选择 (Toggle on) 4. 4. 使用鼠标选择欲输入集中荷载的节点2和8? 5. 5. 在荷载工况名称荷载工况名称选择栏选择WX 6. 6. 在属性选择栏确认添加添加 7. 7. 在FX输入栏输入100 8. 8. 点击 图17. 输入X方向的风荷载 ? 节点被选择的话，相应 节点的颜色会发生变化，并 可以如图17 节点被选择的话，相应 节点的颜色会发生变化，并 可以如图17?所示在节点 选择窗确认被自动输入的节 点编号2和8。 所示在节点 选择窗确认被自动输入的节 点编号2和8。 Toggle on ? ? 例题 输入均布荷载 输入均布荷载 Y方向的风荷载(荷载条件4)以梁单元荷载梁单元荷载输入。 1. 1. 在图标菜单点击 平面选择平面选择 2. 2. 选择XZ 平面平面 3. 3. 用鼠标指定 A列(参考图18)的一个节点? 4. 4. 点击 5. 5. 在功能目录表(图18的?)选择梁单元荷载（单元）梁单元荷载（单元） 6. 6. 在荷载工况名荷载工况名选择栏选择WY 7. 7. 在属性属性选择栏确认添加添加 8. 8. 在荷载类型荷载类型选择栏确认均布荷载均布荷载 9. 9. 在方向方向选择栏选择整体坐标系Y整体坐标系Y 10. 10. 在投影投影选择栏确认否否 11. 11. 在W输入栏输入10 12. 12. 点击 图18. 输入Y方向的风荷载 ? 利用3点功能通过指定 利用3点功能通过指定 A A平面上的3个节点也可以 选择相应平面。 平面上的3个节点也可以 选择相应平面。 ? 选择任意单元后运行选择任意单元后运行查查 询询单元详细表格单元详细表格可以确认 单元所被输入的所有数据。 可以确认 单元所被输入的所有数据。 单元详细表格单元详细表格用于检查荷载 的重复输入等建模误差时非 常有效。 用于检查荷载 的重复输入等建模误差时非 常有效。 ? 单层两跨三维框架 23 进行模型分析以前将建模过程中所指定的 显示显示状态根据以下步骤解除。? 1. 1. 在图标菜单点击 显示显示后选择节点号节点号表单将节点前的? ?解除 (或者点击 (Toggle off) 2. 2. 选择单元表单后解除单元号单元号的? ?(或点击 (Toggle off) 3. 3. 点击 4. 4. 点击梁单元荷载梁单元荷载对话框的 5. 5. 选择树形菜单的工作工作表单 在树形菜单树形菜单中将到目前为止所输入的模型数据按种类作出了整理，因此可以一目了 然地对模型的输入状况进行确认。 另外要对数据的属性进行修改或变更时，若利用树形菜单树形菜单的关联菜单关联菜单和拖拖&放放方式 的模型数据修改功能的话会极为方便。在这里对变更柱子截面大小的步骤作简单地 介绍。 1. 1. 点击 消隐消隐 (Toggle on) 2. 2. 将鼠标移到树形菜单树形菜单的特性值特性值截面截面中1: HW 200 200 8/12项的位 置后，点击右键选择特性值特性值 3. 3. 单击截面名称截面名称输入栏并输入HW 3 4. 4. 点击 ? 在MIDAS/Civil与用户 所设定的显示项目无关， 对于最近所输入内容的标 志会自动给以显示以便于 进行确认。所显示的标志 会在进行新的操作或新的 设置时自动消除。 在MIDAS/Civil与用户 所设定的显示项目无关， 对于最近所输入内容的标 志会自动给以显示以便于 进行确认。所显示的标志 会在进行新的操作或新的 设置时自动消除。 ? 在工作树的关联菜单可 以对属性进行指定、变更 以及将所指定的属性适 用、选择、激活、删除。 在工作树的关联菜单可 以对属性进行指定、变更 以及将所指定的属性适 用、选择、激活、删除。 例题 图19. 利用树形菜单修改截面数据 下面说明树形菜单树形菜单所提供的最新建模功能 拖拖&放放 方式的模型数据修改方法。 1. 1. 在树形菜单树形菜单的特性值特性值截面截面中双击2: HN 400 200 8/13以选择梁单 元 2. 2. 在截面中以对1: HN 300 150 6.5/9的指定状态将鼠标拉到(Drag) 模型窗口 3. 3. 在模型窗口确认所修改的梁的数据? 4. 4. 利用快速查询快速查询功能确认原来单元的截面号是否由11号修改为了1号 5. 5. 点击 撤销撤销右侧的 撤销目录撤销目录 6. 6. 选择15项 7. 7. 点击 ? 若修改截面数据的话， 在模型窗口上就会显示出 所变化的截面。 若修改截面数据的话， 在模型窗口上就会显示出 所变化的截面。 ? 截面号第2号变为蓝色 是指该属性还未被赋予任 何单元。 截面号第2号变为蓝色 是指该属性还未被赋予任 何单元。 单层两跨三维框架 25 图20. 拖&放方式的模型修改过程 拖拖 放放 例题 运行结构分析 运行结构分析 按所输入的荷载条件分析模型可选择主菜单的运行运行运行分析运行分析。 因本例题只进行线性静力分析(Linear Static Analysis)，故不需另行输入其它的分析 数据。 结构分析开始的话，在画面中央会出现如图21所示的告知结构分析正在进行的对话 窗口。而在画面下端(图21的?)的信息窗口则会按阶段显示出包含单元刚度矩阵的 构成及组合过程的全部分析过程。 分析结束之后在信息窗口中会显示出所使用的总的分析时间而画面中央的窗口会消 失。 图21. 结构分析进行过程 ? 单层两跨三维框架 27 查看分析结果 查看分析结果 模式 模式 MIDAS/Civil为了程序的效率和用户地方便 ， 将程序的环境体系分为了前处理模式 (Preprocessing Mode)和后处理模式(Post-processing Mode)。 建模过程中的所有输入工作只能在前处理模式中进行，而对于反力、变形、构件内 力、应力等分析结果的校核工作则只能在后处理模式中进行。 如果结构分析成功地完了的话，模式环境会自动由前处理模式转换为后处理模式。 假如为了对建模过程中所输入的事项重新确认或者为了修改、变更部分数据而需从 后处理模式后处理模式转换为前处理模式前处理模式时，可点击树形菜单的模式模式前处理模式前处理模式或图标菜单图标菜单 的 前处理模式前处理模式。? MIDAS/Civil为了进行对分析结果的确认工作(Verification)，提供以下各种后处理 功能。 ? 提供荷载组合条件(Load Combinations)的生成功能 ? 提供反力、构件内力及应力等各种分析结果 ? 以等高线图和图形等形式提供应力分布、温度分布、变形等水化热分析 (Hydration Heat Analysis)结果 ? 对面单元或实体单元提供任意方向的构件内力(Local Direction Force Sum) ? 对含有阶段(Stage)和Step的模型提供分析结果的图形(Stage/Step History Graph) ? 对车辆移动荷载提供影响线/影响面分析结果(Influence Lines/Surfaces) ? 按施荷条件提供车辆移动荷载的分析结果(Moving Load Tracer) ? 利用优化法自动计算满足建筑物特殊约束条件的荷载系数(Unknown Load Factor) ? 提供FCM施工阶段分析结果的桥梁拱势图和表格 ? 提供在桥梁主梁的各单元所发生的最大垂直应力的图形 (Bridge Girder Stress Diagram) ? 请注意，结构分析结束 后若将后处理模式转换为 前处理模式并对输入内容 进行修改或变更的话，所 分析的结果会被删除。 请注意，结构分析结束 后若将后处理模式转换为 前处理模式并对输入内容 进行修改或变更的话，所 分析的结果会被删除。 例题 ? 提供作用于钢束上的有效预应力荷载的图形和动画 (Tendon Time-dependent Loss Graph) ? 提供反力、变形、构件内力、应力等分析结果的Spread Sheet形式的表格 ? 提供用户自己对结构分析的结果进行组合或整理的文本 荷载组合 荷载组合 在结构分析过程中对于前处理阶段所输入的DL、LL、WX、WY等4种单位荷 载条件进行了静力分析。在这里介绍对于这4种单位荷载条件进行线性组合 (Linear Load Combination)的方法。 MIDAS/Civil可以不必在输入阶段就对荷载组合条件进行定义，而可以在后处理阶 段将其输入。 在后处理阶段输入所需的荷载组合条件，会更有效率。因为其结果是将各单位荷载 组合条件的分析结果进行线性组合而输出的。 本例题中只输入如下的两种简单的荷载组合条件来查看分析结果。这两种荷载组合 是任意算定的，与建筑物的设计规范无关。 ? 荷载组合条件1(LCB 1) : 1.0 DL + 1.0 LL ? 荷载组合条件2(LCB 2) : 1.2 DL + 0.5LL+ 1.3 WY 荷载组合条件是在主菜单主菜单的结果结果组合组合中通过导入荷载组合对话窗口(图22)而输入 的。 1. 在主菜单1. 在主菜单选择结果结果荷载组合荷载组合，并选择钢结构设计钢结构设计表单 2. 2. 在荷载组合列表荷载组合列表的名称名称输入栏输入LCB1(荷载组合条件1) 3. 3. 在描述描述输入栏输入1.0 DL + 1.0 LL 4. 4. 用鼠标点击右侧荷载工况和系数荷载工况和系数 中的荷载工况荷载工况选择栏后利用键选择 DL (ST) | | 楼层恒荷载楼层恒荷载? ? 这里ST是指静力荷载这里ST是指静力荷载 (Static)(Static)。 单层两跨三维框架 29 5. 5. 在输入栏输入1.0? 6. 6. 在荷载工况荷载工况输入栏的第二行选择LL(ST) | 楼层活荷载 | 楼层活荷载 7. 7. 在荷载组合列表荷载组合列表的第二行名称名称输入栏输入LCB2 8. 8. 在描述描述输入栏输入1.2 DL + 0.5 LL+1.3WY 9. 9. 在荷载工况和系数荷载工况和系数 选择栏选择DL(ST) 10. 10. 在系数系数输入栏输入1.2 11. 11. 利用同样的方法在LL(ST)和WY(ST)输入系数0.5和1.3 12. 12. 点击 ? 图22. 荷载组合条件 ? 因为在系数输入栏已将 1.0设定为了初始值，故 在这里可以省略该步骤而 直接从步骤6开始。 因为在系数输入栏已将 1.0设定为了初始值，故 在这里可以省略该步骤而 直接从步骤6开始。 ? 在表中输入数据时，只 有表示处于修改状态的记 号(图22的 在表中输入数据时，只 有表示处于修改状态的记 号(图22的?)消除后才能 说明输入结束。可指定其 它位置将该记号消除后， 再点击 消除后才能 说明输入结束。可指定其 它位置将该记号消除后， 再点击。 ? 例题 查看反力查看反力 为了查看分析结果中在模型的所有支点上所发生的反力，在树形菜单中依次选择结 果 结 果反力反力反力和弯矩反力和弯矩(或树形菜单的分析结果分析结果反力反力反力反力/弯矩弯矩)并输入以下各种 选择事项。 1. 1. 在图表菜单点击 消隐消隐 (Toggle on) 2. 2. 在树形菜单树形菜单的菜单菜单表单选择结果结果反力反力反力和弯矩反力和弯矩 3. 3. 在荷载工况荷载工况/荷载组合荷载组合选择栏