Civil-FQ偏重预应力荷载和移动荷载

MIDAS Civil内部资料预应力和移动荷载专题FAQ目 录Q1、钢束布置形状中坐标轴与适用桥型的关系2Q2、如何进行体外预应力模拟？2Q3、目前程序可以进行哪些移动荷载分析2Q4、车道和车道面定义时的注意事项2Q5、车道单元、虚拟车道、横向联系梁都适用于哪些情况？2Q6、车道定义时桥梁跨度和跨度始点的作用3Q7、车辆荷载定义时车轮宽度的影响3Q8、人群荷载定义时“宽度”的作用3Q9、公路车道荷载和城市车道荷载计算时荷载取值原则3Q10、移动荷载工况定义中单独与组合的应用3Q11、移动荷载分析控制选项4Q12、移动荷载分析时如何得到同时发生反力情况4Q13、公路QC移动荷载分析时的QC加载方法5Q14、移动荷载分析时不能使用的其他功能6Q1、 钢束布置形状中坐标轴与适用桥型的关系A1 直线法：适用于所有类型构件的钢束布置；曲线法：仅适用于圆曲线梁上的钢束布置；单元法：仅适用于直梁、斜梁上的钢束布置。严禁用于弯桥钢束布置中。Q2、 如何进行体外预应力模拟？A2 体外预应力有两种，一种是体外预应力钢筋，一种是体外预应力拉索。前者用钢束预应力荷载模拟，钢束特性值选择体外；后者通过建立拉索的桁架单元来模拟拉索，并对拉索施加初拉力荷载模拟体外荷载。用体外预应力钢筋模拟时，体外放大弯矩在线帮助说的很清楚：输入计算抗弯承载力时所需的体外束的有效预应力的增加量。所输入的预应力增加量将用于预应力混凝土结构的设计中。这项内容仅在PSC设计的抗弯承载力计算时作为预应力提供的抗弯承载力的一部分存在。可以不予输入。体外类型荷载工况是专门针对成桥阶段桁架单元施加初拉力而言的，在成桥阶段，默认桁架单元的初拉力荷载的加载方式为体内力，如果要按体外力形式加载，可以通过设置体外荷载类型来实现。该功能对其他单元、其他荷载分析不起作用。在施工阶段，桁架单元初拉力的加载方式是体内还是体外，可以在施工阶段分析控制选项中指定。在预应力荷载中给索单元加初拉力后，如果选体内力程序中将以一定的变形量的方式加载到单元中，犹如给单元加一温度荷载一样。索内最终张力与索两端的锚固条件有关。当索两端完全锚固时，索内张力为所加初拉力；当索两端完全自由时，索内张力为零(可以类比加温度荷载时的自由伸缩)。在预应力荷载中给索单元加初拉力后，如果选体外力程序中将做为荷载加载在索两端。当该阶段只有该索力作用时，索的张力不变；当该阶段有其它荷载作用或下一阶段有其它荷载作用时，索力会有相应变化。Q3、 目前程序可以进行哪些移动荷载分析A3 对于中文版用户，可以进行中国规范下的公路、城市、铁路、轻轨（地铁）、人群移动荷载分析，以及对局部构件（如横梁）进行的横向移动荷载分析。Q4、 车道和车道面定义时的注意事项A4 车道和车道面定义时单元或节点必须依次排列，否则会出现车辆对开的情况导致移动荷载分析出现错误的结果。车道面定义时，板单元与XY平面的夹角不能大于15度，否则无法定义车道面。Q5、 车道单元、虚拟车道、横向联系梁都适用于哪些情况？A5 当横向联系梁较少，且车道距离选择的纵梁较近时，可选择“车道单元法”（首先加载在临近纵梁上，再通过横梁传递给其他的纵梁）；而横向联系梁较多时，选择“横向联系梁”的方法会得到比较好的结果（首先加载在横梁上再传递到周边的纵梁上）。如果车道中心线所在位置没有横向联系梁，那么只能采用车道单元的方法定义车道，而不能采用横向联系梁法。对于梁格结构、板单元和实体单元有时也可采用虚拟车道梁的方式进行移动荷载分析，使用虚拟梁加载移动荷载时，在车道中心线的位置建立虚拟梁，虚拟梁与主梁结构通过共节点或与相邻主梁节点建立刚臂的方式连接，虚拟梁的刚度不宜设置过大，以免影响整个结构的刚度，但也不能设置过小，可取一般结构刚度的千分之一或万分之一。Q6、 车道定义时桥梁跨度和跨度始点的作用A6 桥梁跨度主要用于确定移动荷载大小和冲击系数计算参数。如04公路规范的车道荷载中的集中荷载，其值与所处桥梁跨度有关；当冲击系数选择按照车道定义的跨度计算时，将按照车道定义中输入的桥梁跨度计算冲击作用。跨度始点没有具体意义，程序可以根据边界条件和车道起始单元自动选择跨度始点，因此在车道定义时不必指定。Q7、 车辆荷载定义时车轮宽度的影响A7 在进行影响线分析时，指定车轮宽度后，将车辆/道荷载均分为两组车辆/道荷载对称作用在车道中心线两侧，每组车辆/道荷载作用位置距离车道中心线为车轮宽度的一半。在进行影响面分析时，车轮宽度对线性分布荷载不起作用，仅将集中荷载均分为两组对称作用在车道面中心线两侧。Q8、 人群荷载定义时“宽度”的作用A8 人群荷载是一种简化的分布面荷载，当进行车道面分析时，换算人群荷载的宽度取车道面定义时指定的宽度，当进行车道分析时，人群荷载换算成线性分布荷载，换算时取人群荷载定义时的人行道宽度计算。Q9、 公路车道荷载和城市车道荷载计算时荷载取值原则A9 公路JTG B01-2003车道荷载计算用集中荷载取值原则因为规范（JTG B01-2003）规定计算弯矩和剪力的Pk值不同（计算剪力时的Pk取计算弯矩时Pk的1.2倍，见规范6.0.3第1条关于车道荷载的说明），但没有规定计算轴力、反力、位移、应力的Pk取值方法，程序内部在计算新规范车道荷载的各种效应时取值如下：梁单元计算剪力Fy和Fz时、剪切应力Sy和Sz时、反力FY和FZ时取1.2Pk，其他计算内容（内力、应力、位移）均取Pk。城市桥梁CJJ 77-98车道荷载计算用均布荷载取值原则（规范4.1.4），规范除弯矩和剪力计算用均布荷载做了明确规定外，其他计算内容都未做明确说明，因此程序参照加拿大规范对各计算内容计算用均布荷载取值按下列原则执行：对于城市车道荷载，除弯矩My和Mz、单项应力Sby和Sbz、组合应力外，其他所有计算内容（内力、应力、位移）计算时所取的均布荷载均为剪力用均布荷载。Q10、 移动荷载工况定义中单独与组合的应用A10 选择“单独”时，程序以多个子荷载工况的包络结果作为移动荷载工况的计算结果。例如定义了汽车和挂车两个子荷载分析工况，程序会分别计算汽车和挂车子荷载工况的结果，然后对两个子荷载工况结果进行比较，取最不利的结果作为整个移动荷载工况最终的计算结果。选择“单独”时，各个子荷载工况既可以针对相同的移动荷载类型也可以针对不同的移动荷载类型。选择“组合”时，程序以多个子荷载工况的相加结果作为移动荷载工况的计算结果。而且各个子荷载工况必须针对不同的移动荷载类型，例如人群荷载和车道荷载。相同的移动荷载类型，“组合”不起作用，程序默认“单独”起作用。无论是选择“单独”还是“组合”，程序都会根据子荷载工况的加载车道数选择对应的车道横向折减系数进行计算。无论哪种作用方式，都可以通过移动荷载追踪功能得到荷载的实际布置形式。Q11、 移动荷载分析控制选项A11 影响线：公路常用影响线加载方式；而铁路、轻轨、地铁常用所有点加载方式，加载数量决定移动荷载分析的精度。结果输出内容：仅输出最大值和最小值，或输出所有内力结果；是否输出应力。计算选项：选择输出指定结构组的分析结果，默认输出所有构件的分析结果。在较大模型分析时，通过此功能可节省计算求解时间和所用空间。冲击系数计算方法：可选基频法和其他常用冲击系数计算方法；Q12、 移动荷载分析时如何得到同时发生反力情况A12 将支座节点（一般支撑和节点弹性支承）定义为一个反力组，然后在移动荷载分析数据中定义并发反力，将刚刚定义的反力组作为并发反力组。然后再执行移动荷载分析。在后处理，分析结果表格中选择查看并发反力，得到某支座发生最大/小反力时其他支座同时发生的反力情况。Q13、 公路QC移动荷载分析时的QC加载方法A13 规范JTJ001-97中的QC荷载由于包含重车和主车，因此程序中分两个步骤对重车和主车分别进行分析。重车分析根据影响线分析结果，对于影响线的最大位置布置重车，之后对于重车所在的同号影响线区域，按照最小车辆间距布置主车。 重车主车主车主车分析对于其它的同号影响线区域同样需要布置主车，但此时的算法与重车所在区域的布置原则有所不同。分为影响线长度较小的情形和影响线长度较大的情形（大于4倍的最小车辆间距）两种情况。对于影响线长度较小的情形其布置方法与重车相同（如下图所示）。主车 主车对于影响线长度较长的情形，如果同样按重车的方式加载，对于某些状况会发生找不到最不利加载方式的情形。如下图所示，第一个图为按重车方式加载的方法，可以发现并非最不利的加载方式。因此MIDAS中对于影响线长度较长的情形采取划分区域来进行加载的算法，如下面的第二个图所示。影响线最高点影响线最高点