迈达斯预应力混凝土T梁的分析与设计.doc

北京迈达斯技术有限公司北京迈达斯技术有限公司 预应力混凝土连续预应力混凝土连续T T梁的分析与设计梁的分析与设计 目目 录录 概概要要 2 设设置操作置操作环环境境 6 定定义义材料和截面材料和截面 7 建立建立结构结构模型模型 12 PSC截面截面钢钢筋筋输输入入 17 输输入荷入荷载载 18 定定义义施工施工阶阶段段 26 输输入移入移动动荷荷载数载数据据 31 运运行行结构结构分析分析 35 查查看分析看分析结结果果 36 PSC设计设计 51 概要概要 本例题使用一个简单的预应力混凝土两跨连续梁模型 图1 来重点介绍MID AS Civil软件的施工阶段分析功能 钢束预应力荷载的输入方法以及查看分析结 果的方法 移动荷载的输入方法和查看分析结果的方法 PSC截面钢筋的输入方 法 设计数据的输入方法和查看分析结果的方法等 图图1 1 分析模型分析模型 桥梁概况及一般截面桥梁概况及一般截面 分析模型为一个两跨连续梁 其钢束的布置如图2所示 分为两个阶段来施 工 桥梁形式 两跨连续的预应力混凝土梁 桥梁长度 L 30 2 60 0 m 钢束坐标钢束坐标 区区 分分x m 012 24 30 3648 60 钢束1 z m 1 50 22 6 1 8 钢束2 z m 2 0 2 8 0 2 1 5 图图2 2 立面图和剖面图立面图和剖面图 注 图注 图2 2中中B B表示设置的钢绞线的圆弧的切线点表示设置的钢绞线的圆弧的切线点 预应力混凝土梁的分析与设计步骤预应力混凝土梁的分析与设计步骤 预应力混凝土梁的分析步骤如下 1 定义材料和截面 2 建立结构模型 3 输入PSC截面钢筋 4 输入荷载 恒荷载 钢束特性和形状 钢束预应力荷载 5 定义施工阶段 6 输入移动荷载数据 定义车道 定义车辆 移动荷载工况 7 运行结构分析 8 查看分析结果 9 PSC设计 PSC设计参数确定 运行设计 查看设计结果 使用的材料及其容许应力使用的材料及其容许应力 混凝土混凝土 采用JTG04 RC 规范的C50混凝土 钢材钢材 采用JTG04 S 规范 在数据库中选Strand1860 荷载荷载 恒荷载恒荷载 自重 在程序中按自重自重输入 预应力预应力 钢束 15 2 mm 31 截面面积 Au 4340 mm2 孔道直径 130 mm 钢筋松弛系数 开 选择JTG04和0 3 低松弛 超张拉 开 预应力钢筋抗拉强度标准值 fpk 1860N mm 2 预应力钢筋与管道壁的摩擦系数 0 25 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数 1 5e 006 1 mm 锚具变形 钢筋回缩和接缝压缩值 开始点 6mm 结束点 6mm 张拉力 抗拉强度标准值的75 徐变和收缩徐变和收缩 条件 水泥种类系数 Bsc 5 5代表普通硅酸盐水泥 28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值 即标号强度 fcu f 5000tonf m 2 长期荷载作用时混凝土的材龄 5天 o t 混凝土与大气接触时的材龄 3天 s t 相对湿度 70 RH 大气或养护温度 C 20 T 构件理论厚度 程序计算 适用规范 中国规范 JTG D62 2004 徐变系数 程序计算 混凝土收缩变形率 程序计算 移动荷载移动荷载 适用规范 公路工程技术标准 JTG B01 2003 荷载种类 公路I级 车道荷载 即CH CD 设设置操作置操作环环境境 打开新文件 新项目新项目 以 PSC PSC Beam Beam 为名保存 保存保存 将单位体系设置为 tonftonf 和 m m 该单位体系可根据输入数据的种类任意转 换 文件文件 新项目新项目 文件文件 保存保存 T PSC BeamT PSC Beam 工具工具 单位体系单位体系 长度长度 m m 力力 tonf tonf 图图3 3 设置单位体系设置单位体系 单位体系还可以通单位体系还可以通 过点击画面下端状态过点击画面下端状态 条的单位选择键条的单位选择键 来进行转换 来进行转换 定义材料和截面定义材料和截面 下面定义PSC Beam所使用的混凝土和钢束的材料特性 模型模型 材料和截面特性材料和截面特性 材料材料 类型类型 混凝土混凝土 规范规范 JTG04 RC 数据库数据库 C50C50 名称名称 Strand1860 Strand1860 类型类型 钢材钢材 规范规范 JTG04 S 数据库数据库 Strand1860Strand1860 图图4 4 定义材料对话框定义材料对话框 同时定义多种材料同时定义多种材料 特性时 使用特性时 使用 键可以连续输入 键可以连续输入 定义截面定义截面 PSC Beam的截面使用比较简单的T形截面来定义 模型模型 材料和截面特性材料和截面特性 截面截面 数据库数据库 用户用户 截面号截面号 1 1 名称名称 T Beam T Beam Section Section 截面类型截面类型 PSC PSC 工形工形 截面名称截面名称 None None 对称对称 开开 剪切验算剪切验算 开开 Z1Z1自动自动 开开 Z2Z2自动自动 开开 抗剪用最小腹板厚度抗剪用最小腹板厚度 开开 t1 t1 自动自动 开开 t2 t2 自动自动 开开 t3 t3 自动自动 开开 抗扭用抗扭用 开开 HL1 0 2HL1 0 2 HL2 0 05HL2 0 05 HL3 1 15HL3 1 15 HL4 0 25HL4 0 25 HL5 0 25HL5 0 25 BL1 0 11BL1 0 11 BL2 0 75BL2 0 75 BL4 0 35BL4 0 35 考虑剪切变形考虑剪切变形 开开 偏心偏心 中中 下部下部 图图5 5 定义截面的对话框定义截面的对话框 定义材料时间依存特性并连接定义材料时间依存特性并连接 为了考虑徐变 收缩以及抗压强度的变化 下面定义材料的时间依存特性 材料的时间依存特性参照以下数据来输入 28天强度 fck 5000 tonf m2 相对湿度 RH 70 理论厚度 1m 采用程序自动计算 拆模时间 3天 模型模型 材料和截面特性材料和截面特性 时间依存性材料时间依存性材料 徐变和收缩徐变和收缩 名称名称 Shrink Shrink andand Creep Creep 设计标准设计标准 China JTG China JTG D62 2004 D62 2004 2828天材龄抗压强度天材龄抗压强度 5000 5000 环境年平均相对湿度环境年平均相对湿度 40 40 99 99 70 70 构件的理论厚度构件的理论厚度 1 1 水泥种类系数水泥种类系数 Bsc 5 Bsc 5 开始收缩时的混凝土材龄开始收缩时的混凝土材龄 3 3 图图6 6 定义材料的徐变和收缩特性定义材料的徐变和收缩特性 截面形状比较复杂时 截面形状比较复杂时 可使用可使用模型模型 材料和截面特材料和截面特 性值性值 修改单元材料时间依修改单元材料时间依 存特性存特性 的功能来输入的功能来输入h h值值 修改单元的理论厚度 模型模型 材料和截面特性材料和截面特性 修改单元的材料时间依存特性修改单元的材料时间依存特性 选项选项 添加添加 替换替换 单元依存材料特性单元依存材料特性 构件的理论厚度构件的理论厚度 自动计算自动计算 开开 规范规范 中国标准中国标准 公式为 公式为 a a 0 0 图图7 7 修改单元理论厚度修改单元理论厚度 参照图8将一般材料特性和时间依存材料特性相连接 即将时间依存材料特 性赋予相应的材料 模型模型 材料和截面特性材料和截面特性 时间依存材料连接时间依存材料连接 时间依存材料类型时间依存材料类型 徐变和收缩徐变和收缩 徐变和收缩徐变和收缩 选择指定的材料选择指定的材料 材料材料 1 C50 1 C50 选择的材料选择的材料 图图8 8 连接时间依存材料特性连接时间依存材料特性 建立结构模型建立结构模型 利用建立节点建立节点和扩展单元扩展单元的功能来建立单元 点格点格 关关 捕捉点捕捉点 关关 捕捉轴线捕捉轴线 关关 正面正面 自动对齐自动对齐 模型模型 节点节点 建立节点建立节点 坐标坐标 0 0 0 0 0 0 模型模型 单元单元 扩展单元扩展单元 全选全选 扩展类型扩展类型 节点节点 线单元线单元 单元类型单元类型 梁单元梁单元 材料材料 1 C50 1 C50 截面截面 1 1 T BeamT Beam sectionsection 生成形式生成形式 复制和移动复制和移动 复制和移动复制和移动 等间距等间距 dx dy dz 2 dx dy dz 2 0 0 0 0 复制次数复制次数 30 30 图图9 9 建立几何模型建立几何模型 定义结构组 边界条件组和荷载组定义结构组 边界条件组和荷载组 为了进行施工阶段分析 将在各施工阶段 construction stage 所要激活和 钝化的单元和边界条件定义为组 并利用组来定义施工阶段 组组 结构租结构租 新建新建 定义结构组定义结构组 名称名称 StructureStructure 后缀后缀 1to21to2 定义结构组定义结构组 名称名称 AllAll 单元号单元号 on on 窗口选择窗口选择 单元单元 1 1 toto 18 18 组组 结构组结构组 StructureStructure1 1 拖拖 后缀后缀 1to21to2 图图11 11 建立边界组建立边界组 Boundary Boundary Group Group 新建荷载组新建荷载组 恒荷载组和预应力荷载组名称的新建方法如下 组组 荷载组荷载组 新建新建 定义荷载组定义荷载组 名称名称 SelfweightSelfweight 定义荷载组定义荷载组 名称名称 PrestressPrestress 后缀后缀 1to21to2 图图1 12 2 建立荷载组建立荷载组 Load Load Group Group 输入边界条件输入边界条件 边界条件的输入方法如下 单元号单元号 关关 节点号节点号 开开 模型模型 边界条件边界条件 一般支承一般支承 单选单选 节点节点 1 1 边界组名称边界组名称 Boundary1 Boundary1 选择选择 添加添加 支承条件类型支承条件类型 Dy Dy Dz Dz RxRx 开开 单选单选 节点节点 16 16 边界组名称边界组名称 Boundary1 Boundary1 选择选择 添加添加 支承条件类型支承条件类型 Dx Dx Dy Dy Dz Dz RxRx 开开 单选单选 节点节点 31 31 边界组名称边界组名称 Boundary2 Boundary2 选择选择 添加添加 支承条件类型支承条件类型 Dy Dy Dz Dz RxRx 开开 图图13 13 定义边界条件定义边界条件 PSCPSC截面钢筋输入截面钢筋输入 PSC截面钢筋输入方法如下 模型模型 材料和截面特性材料和截面特性 PSC PSC截面钢筋截面钢筋 截面列表截面列表 T T BeamBeam SectionSection 纵向钢筋纵向钢筋 i j i j 两端钢筋信息相同两端钢筋信息相同 开开 I I端端 1 1 直径直径 d16 d16 数量数量 14 14 Ref Y Ref Y 中央中央 Y 0 Y 0 Ref Z Ref Z 上部上部 Z 0 06 Z 0 06 间距间距 0 10 0 10 2 2 直径直径 d16 d16 数量数量 6 6 Ref Y Ref Y 中央中央 Y 0 Y 0 Ref Z Ref Z 下部下部 Z 0 06 Z 0 06 间距间距 0 10 0 10 抗剪钢筋抗剪钢筋 i j i j 两端钢筋信息相同两端钢筋信息相同 开开 I I端端 弯起钢筋弯起钢筋 开开 间距间距 1 5m 1 5m 角度角度 45 45 Aw 0 000509m 2 Aw 0 000509m 2 抗扭钢筋抗扭钢筋 开开 间距间距 0 2m 0 2m Awt 0 0002262m 2 Awt 0 0002262m 2 Alt 0 0002262m 2 Alt 0 0002262m 2 箍筋箍筋 开开 间距间距 0 2m 0 2m Aw 0 0002262m 2 Aw 0 0002262m 2 图图14 14 PSCPSC截面钢筋输入截面钢筋输入 输入荷载输入荷载 输入施工阶段分析中的自重荷载和预应力荷载 荷载荷载 静力荷载工况静力荷载工况 名称名称 selfweight selfweight 类型类型 施工阶段荷载施工阶段荷载 名称名称 Prestress1 Prestress1 类型类型 施工阶段荷载施工阶段荷载 名称名称 Prestress2 Prestress2 类型类型 施工阶段荷载施工阶段荷载 图图15 15 输入静力荷载工况的对话框输入静力荷载工况的对话框 输入恒荷载输入恒荷载 使用 自重自重 功能输入恒荷载 荷载荷载 自重自重 荷载工况名称荷载工况名称 SelfweightSelfweight 荷载组名称荷载组名称 SelfweightSelfweight 自重系数自重系数 Z Z 1 1 图图16 16 输入恒荷载输入恒荷载 输入钢束特性值输入钢束特性值 荷载荷载 预应力荷载预应力荷载 预应力钢束的特性值预应力钢束的特性值 预应力钢束的名称预应力钢束的名称 Tendon Tendon 预应力钢束的类型预应力钢束的类型 内部内部 后张后张 材料材料 2 2 Strand1860Strand1860 钢束总面积钢束总面积 0 00434 0 00434 或者或者 钢铰线公称直径钢铰线公称直径 15 2mm 1x7 15 2mm 1x7 钢铰线股数钢铰线股数 3131 导管直径导管直径 0 13 0 13 钢束松弛系数钢束松弛系数 开开 JTG04JTG04 1 1 预应力钢筋抗拉强度标准值预应力钢筋抗拉强度标准值 fpk 1860N mm 2 fpk 1860N mm 2 预应力钢筋与管道壁的摩擦系数预应力钢筋与管道壁的摩擦系数 0 3 0 3 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数管道每米局部偏差对摩擦的影响系数 0 00660 0066 1 mm1 mm 锚具变形 钢筋回缩和接缝压缩值锚具变形 钢筋回缩和接缝压缩值 开始点开始点 0 006m 0 006m 结束点结束点 0 006m 0 006m 粘结类型粘结类型 粘结粘结 图图17 17 输入钢束特性值输入钢束特性值 输入钢束形状输入钢束形状 首先输入第一跨的钢束形状 隐藏隐藏 开开 单元号单元号 开开 节点号节点号 关关 荷载荷载 预应力荷载预应力荷载 预应力钢束形状预应力钢束形状 钢束名称钢束名称 Strand Strand 1 1 钢束特性值钢束特性值 Tendon Tendon 窗口选择窗口选择 单元单元 1 1 toto 18 18 输入类型输入类型 2 D 2 D 曲线类型曲线类型 圆弧圆弧 钢束直线段钢束直线段 开始点开始点 0 0 结束点结束点 0 0 无应力场长度 用户定义长度 开始无应力场长度 用户定义长度 开始 0 0 结束 结束 0 0 布置形状布置形状 y y轴轴 1 x1 x 0 0 y y 0 0 R R 0 0 倾斜倾斜 无无 2 x2 x 3636 y y 0 0 R R 0 0 倾斜倾斜 无无 Z Z轴轴 1 x1 x 0 0 Z Z 1 1 R R 0 0 2 x2 x 1212 Z Z 0 10 1 R R 2020 3 x3 x 3030 Z Z 1 71 7 R R 2020 4 x4 x 3636 Z Z 1 21 2 R R 0 0 对称点对称点 最后 钢束形状最后 钢束形状 直线直线 钢束布置插入点钢束布置插入点 0 0 0 0 0 0 假想 假想x x轴方向轴方向 X X 绕绕x x轴旋转角度轴旋转角度 0 0 投影投影 开开 绕主轴旋转角度绕主轴旋转角度 Y 0 Y 0 图图18 18 定义钢束形状定义钢束形状 下面输入第二跨的钢束布置形状 荷载荷载 预应力荷载预应力荷载 预应力钢束形状预应力钢束形状 钢束名称钢束名称 strand strand 2 2 钢束特性值钢束特性值 Tendon Tendon 窗口选择窗口选择 单元单元 1919 toto 30 30 输入类型输入类型 2 D 2 D 曲线类型曲线类型 圆弧圆弧 钢束直线段钢束直线段 开始点开始点 0 0 结束点结束点 0 0 无应力场长度 用户定义长度 开始无应力场长度 用户定义长度 开始 0 0 结束 结束 0 0 布置形状布置形状 y y轴轴 1 x1 x 2424 y y 0 0 R R 0 0 倾斜倾斜 无无 2 x2 x 6060 y y 0 0 R R 0 0 倾斜倾斜 无无 Z Z轴轴 1 x1 x 2424 Z Z 1 31 3 R R 0 0 2 x2 x 3030 Z Z 1 91 9 R R 2020 3 x3 x 4848 Z Z 0 10 1 R R 2020 4 x4 x 6060 Z Z 1 1 R R 0 0 对称点对称点 最后 钢束形状最后 钢束形状 直线直线 钢束布置插入点钢束布置插入点 0 0 0 0 0 0 假想 假想x x轴方向轴方向 X X 绕绕x x轴旋转角度轴旋转角度 0 0 投影投影 开开 绕主轴旋转角度绕主轴旋转角度 Y 0 Y 0 图图19 19 定义第二跨的钢束布置形状定义第二跨的钢束布置形状 下面按如下方法确认所输入的钢束的形状 下面按如下方法确认所输入的钢束的形状 单元号单元号 关关 显示显示 综合综合 钢束形状名称 钢束形状控制点钢束形状名称 钢束形状控制点 开开 图图20 20 确认输入的钢束形确认输入的钢束形 输入钢束预应力荷载输入钢束预应力荷载 定义完钢束的形状后 在各施工阶段施加相应的预应力荷载 荷载荷载 预应力荷载预应力荷载 钢束预应力荷载钢束预应力荷载 荷载工况名称荷载工况名称 Prestress1 Prestress1 荷载组名称荷载组名称 Prestress1 Prestress1 钢束钢束 Strand1Strand1 已选钢束已选钢束 张拉力张拉力 应力应力 先张拉先张拉 开始点开始点 开始点开始点 139500 139500 结束点结束点 139500 139500 注浆注浆 下下 1 1 图图21 21 输入预应力荷载输入预应力荷载 选择两端张拉时的选择两端张拉时的 先张拉端 先张拉端 定义对钢束孔道注定义对钢束孔道注 浆的施工阶段 注浆浆的施工阶段 注浆 前的应力按实际截面前的应力按实际截面 计算 注浆后按组合计算 注浆后按组合 成的截面来计算 在成的截面来计算 在 注浆中输入了注浆中输入了1 1意味着意味着 在张拉钢束之后的施在张拉钢束之后的施 工阶段注浆 工阶段注浆 输入钢束输入钢束2 2的预应力荷载 的预应力荷载 荷载荷载 预应力荷载预应力荷载 钢束预应力荷载钢束预应力荷载 荷载工况名称荷载工况名称 Prestress2 Prestress2 荷载组名称荷载组名称 Prestress2 Prestress2 钢束钢束 Strand2Strand2 已选择钢束已选择钢束 张拉力张拉力 应力应力 先张拉先张拉 开始点开始点 开始点开始点 139500 139500 结束点结束点 139500 139500 注浆注浆 下下 1 1 图图22 22 输入预应力荷载输入预应力荷载 定义施工阶段定义施工阶段 本例题的施工阶段如表1所示 表1 各施工阶段的结构组 边界组和荷载组 荷载荷载 施工阶段分析数据施工阶段分析数据 定义施工阶段定义施工阶段 图图23 23 施工阶段输入窗口施工阶段输入窗口 施工阶段分析模型的阶段是由基本 施工阶段 最后阶段 PostCS 组成的 基本阶段是对单元进行添加或删除 定义材料 截面 荷载和边界条件的阶 段 可以说与实际施工阶段分析无关 且上述工作只能在基本阶段进行 施工阶段是进行实际施工阶段分析的阶段 在这里可以更改荷载状况和边界 条件 最后阶段 PostCS 是对除施工阶段荷载以外的其他荷载进行分析的阶段 在 该阶段可以将一般荷载的分析结果和施工阶段分析的结果进行组合 最后阶段可 以被定义为施工阶段中的任一阶段 结构组结构组边界组边界组荷载组荷载组施工施工 阶段阶段 持续时持续时 间间 天天 激活激活钝化钝化激活激活钝化钝化激活激活钝化钝化 CS120Structure1Boundary1 Selfweight Prestress1 CS220Structure2Boundary2Prestress2 CS33650 下面定义施工阶段下面定义施工阶段1 CS1 1 CS1 荷载荷载 施工阶段分析数据施工阶段分析数据 定义施工阶段定义施工阶段 名称名称 CS1CS1 持续时间持续时间 2020 保存结果保存结果 施工阶段施工阶段 开开 施工步骤施工步骤 开开 单元单元 组列表组列表 Structure1Structure1 激活激活 材龄材龄 5 5 边界边界 组列表组列表 Boundary1Boundary1 激活激活 支承条件支承条件 弹性支承位置弹性支承位置 变形后变形后 荷载荷载 组列表组列表 Selfweight prestress1Selfweight prestress1 激活激活 激活时间激活时间 开始开始 图图24 24 定义施工阶段定义施工阶段1 CS1 1 CS1 定义施工阶段定义施工阶段2 CS2 2 CS2 荷载荷载 施工阶段分析数据施工阶段分析数据 定义施工阶段定义施工阶段 名称名称 CS2CS2 持续时间持续时间 2020 保存结果保存结果 施工阶段施工阶段 开开 施工步骤施工步骤 on on 单元单元 组列表组列表 Structure2 Structure2 激活激活 材龄材龄 5 5 边界边界 组列表组列表 Boundary Boundary2 2 激活激活 支承条件支承条件 弹性支承位置弹性支承位置 变形后变形后 荷载荷载 组列表组列表 prestress2 prestress2 激活激活 激活时间激活时间 开始开始 图图25 25 定义施工阶段定义施工阶段2 CS2 2 CS2 下面定义施工阶段3 CS3 在施工阶段3中结构体系 边界条件 荷载 没有变化 只是进行持续时间为3650天的时间依存性分析 荷载荷载 施工阶段分析数据施工阶段分析数据 定义施工阶段定义施工阶段 名称名称 CS3CS3 持续时间持续时间 36503650 保存结果保存结果 施工阶段施工阶段 开开 施工步骤施工步骤 开开 添加子步骤添加子步骤 自动生成自动生成 步骤数步骤数 29 29 图图26 26 定义施工阶段定义施工阶段3 CS3 3 CS3 完成建模和定义施工阶段后 在施工阶段分析选项中选择是否考虑材料的时 间依存特性和弹性收缩引起的钢束应力损失 并指定分析徐变时的收敛条件和迭 代次数 分析分析 施工阶段分析控制施工阶段分析控制 最终施工阶段最终施工阶段 最后施工阶段最后施工阶段 分析选项分析选项 考虑时间依存效果考虑时间依存效果 开开 时间依存效果时间依存效果 徐变和收缩徐变和收缩 开开 类型类型 徐变和收缩徐变和收缩 徐变分析时的收敛控制徐变分析时的收敛控制 迭代次数迭代次数 5 5 收敛误差收敛误差 0 010 01 自动分割时间自动分割时间 开开 钢束预应力损失钢束预应力损失 徐变和收缩徐变和收缩 开开 抗压强度的变化抗压强度的变化 开开 钢束预应力损失钢束预应力损失 弹性收缩弹性收缩 开开 图图27 27 指定施工阶段分析选项指定施工阶段分析选项 选择选择 自动分割时自动分割时 间间 的话 程序会对的话 程序会对 持续一定时间以上的持续一定时间以上的 施工阶段 在内部自施工阶段 在内部自 动生成时间步骤来考动生成时间步骤来考 虑长期荷载的效果 虑长期荷载的效果 最后阶段可指定为最后阶段可指定为 任一阶段 通过选择任一阶段 通过选择 其它阶段来指定 其它阶段来指定 输入移动荷载数据输入移动荷载数据 在施工阶段分析中 对于没有将类型定义为施工阶段荷载的一般静力荷载或 移动荷载的分析结果 可在最后阶段进行查看 本例题将在最后阶段查看对于移 动荷载的分析结果 荷载荷载 移动荷载分析数据移动荷载分析数据 移动荷载规范移动荷载规范 china china 荷载荷载 移动荷载分析数据移动荷载分析数据 车道车道 车道名称车道名称 LaneLane 车道荷载的分布车道荷载的分布 车道单元车道单元 车辆移动方向车辆移动方向 往返往返 开开 偏心距离偏心距离 0 0 桥梁跨度桥梁跨度 3030 选择选择 两点两点 1 1 3131 跨度始点跨度始点 单元单元 1 1 开开 图图28 28 定义车道定义车道 输入数据时也可输输入数据时也可输 入数式 入数式 该项为移动荷载加该项为移动荷载加 载方向的选项 载方向的选项 输入车辆荷载输入车辆荷载 输入数据库中的标准车辆荷载CH CD 荷载 移动荷载分析数据 车辆 车辆 添加标准车辆添加标准车辆 标准车辆荷载 规范名称 公路工程技术标准公路工程技术标准 JTG JTG B01 20B01 20 03 03 车辆荷载名称 CH CDCH CD 图图29 29 输入车辆荷载输入车辆荷载 标准车辆荷载数据标准车辆荷载数据 库中未包含的荷载可库中未包含的荷载可 通过用户定义来输入通过用户定义来输入 下面输入移动荷载工况 荷载荷载 移动荷载数据分析移动荷载数据分析 移动荷载工况移动荷载工况 荷载工况荷载工况 MovingMoving LoadLoad 子荷载工况子荷载工况 车辆组车辆组 VL VL CH CDCH CD 可以加载的最少车道数可以加载的最少车道数 1 1 可以加载的最大车道数可以加载的最大车道数 1 1 车道列表车道列表 Lane Lane 选择的车道列表选择的车道列表 LaneLane 图图30 30 移动荷载工况的输入窗口移动荷载工况的输入窗口 图图31 31 定义移动荷载工况定义移动荷载工况 移动荷载分析控制移动荷载分析控制 分析分析 移动荷载分析控制移动荷载分析控制 加载位置加载位置 影响线加载影响线加载 每个线单元上影响线点数量 每个线单元上影响线点数量 3 3 计算位置计算位置 杆系单元杆系单元 内力 最大值 当前其他内力 内力 最大值 当前其他内力 开开 应力 开 应力 开 计算选项计算选项 反力 位移 内力 全部 反力 位移 内力 全部 开 开 汽车荷载等级汽车荷载等级 公路公路 I I级级 冲击系数冲击系数 规范类型规范类型 JTG JTG D60 2004 D60 2004 结构基频方法 用户输入 结构基频方法 用户输入 f Hz 1 2 f Hz 1 2 图图32 32 移动荷载分析选项移动荷载分析选项 运行结构分析运行结构分析 建模 定义施工阶段 移动荷载数据全部输入结束后 运行结构分析 分析分析 运行分析运行分析 查看分析结果查看分析结果 对于MIDAS Civil施工阶段分析的结果 可查看到某一施工阶段为止所累积 的全部构件的应力和位移 也可查看某一单元随施工阶段应力和位移的变化 利用图形查看应力和构件内力利用图形查看应力和构件内力 利用桥梁内力图桥梁内力图查看施工阶段1 CS1 截面下缘的应力 阶段阶段 CS1 CS1 结果结果 桥梁内力图桥梁内力图 步骤列表步骤列表 Last Last Step Step 荷载工况荷载工况 荷载组合荷载组合 CS CS 合计合计 开开 图形类型图形类型 应力应力 x x轴刻度轴刻度 距离距离 桥梁单元组桥梁单元组 All All 组合组合 组合组合 开开 3 y 3 y z z 容许应力线容许应力线 画容许应力线画容许应力线 开开 抗拉抗拉 320320 图图33 33 施工阶段施工阶段1 CS1 1 CS1 中下缘应力曲线中下缘应力曲线 参照联机帮助的参照联机帮助的 桥梁内力图桥梁内力图 参照联机帮助的参照联机帮助的 阶段阶段 步骤时程图步骤时程图 形形 合计是对于恒荷载合计是对于恒荷载 施工荷载 徐变和收 施工荷载 徐变和收 缩 钢束等分析结果的缩 钢束等分析结果的 和 和 利用桥梁内力图桥梁内力图 查看在各施工阶段所发生的最大 最小应力 阶段阶段 Min MaxMin Max 结果结果 桥梁内力图桥梁内力图 荷载工况荷载工况 荷载组合荷载组合 CS CSmax 合计合计 图形类型图形类型 应力应力 X X轴刻度轴刻度 距离距离 桥梁单元组桥梁单元组 All All 组合组合 组合组合 开开 2 y 2 y z z 容许应力线容许应力线 画容许应力线画容许应力线 关关 阶段阶段 Min MaxMin Max 结果结果 桥梁主梁内力图桥梁主梁内力图 荷载工况荷载工况 荷载组合荷载组合 CSCSmin 合计合计 图形类型图形类型 应力应力 X X轴刻度轴刻度 距离距离 桥梁单元组桥梁单元组 All All 组合组合 组合组合 开开 2 y 2 y z z 容许应力线容许应力线 画容许应力线画容许应力线 关关 想详细查看应力曲线的某一特定区域的结果时 只要点击鼠标右键选择缩小框选 该区域就可将其放大 点击鼠标右键选择恢复到初始画面 即可回到原来状态 图图34 34 在整个施工阶段发生的最大 最小应力图在整个施工阶段发生的最大 最小应力图 drag 下面查看由徐变和收缩引起的弯矩 由徐变和收缩引起的弯矩按一次应力和 二次应力分别输出 由于徐变系数和收缩促使结构发生变形的力叫一次应力 而当结构处于超静 定状态时 结构会产生约束上述变形的约束力 这种力叫二次应力 阶段阶段 CS3 CS3 结果结果 桥梁内力图桥梁内力图 步骤步骤列表列表 Last Step 荷载工况荷载工况 荷载组合荷载组合 CS CS 徐变一次徐变一次 CSCS 收缩一次收缩一次 图形类型图形类型 内力内力 X X轴刻度轴刻度 距离距离 桥梁单元组桥梁单元组 All All 内力内力 My 选项选项 当前施工阶段当前施工阶段 步骤步骤 图图35 35 由徐变和收缩引起的弯矩由徐变和收缩引起的弯矩 定义荷载组合定义荷载组合 对于未定义成为施工阶段荷载的其他荷载 将在最后施工阶段进行结构分析 并对其结果进行组合 在这里将与移动荷载的分析结果进行组合 查看其容许 应力 Com1 而且会定义施工阶段荷载的分项系数来查看其极限强度 Com2 荷 载组合的定义步骤如下 在本例题中 对于荷载组合重新生成有两种 一种是一般自动荷载组合 另 一种是混凝土的自动荷载组合 一般自动荷载组合一般自动荷载组合 阶段 PostCSPostCS 结果结果 荷载组合荷载组合 激活激活 开开 名称名称 gLCB1gLCB1 类型类型 相加相加 荷载工况荷载工况 合计合计 CS CS 系数系数 1 21 2 钢束二次钢束二次 CS CS 系数系数 1 21 2 徐变二次徐变二次 CS CS 系数系数 1 0 1 0 收缩二次收缩二次 CS CS 系数系数 1 0 1 0 激活激活 开开 名称名称 gLCB gLCB 2 2 类型类型 相加相加 荷载工况荷载工况 合计合计 CS CS 系数系数 1 21 2 钢束二次钢束二次 CS CS 系数系数 1 21 2 徐变二次徐变二次 CS CS 系数系数 1 0 1 0 收缩二次收缩二次 CS CS 系数系数 1 0 1 0 MovingMoving loadload 系数系数 1 4 1 4 图图36 36 定义荷载组合定义荷载组合 一般一般 荷载组合的定义荷载组合的定义 和删除只能在基本和删除只能在基本 阶段和最后阶段进阶段和最后阶段进 行 故需将阶段转行 故需将阶段转 换为最后阶段 换为最后阶段 混凝土的自动荷载组合混凝土的自动荷载组合 阶段 PostCSPostCS 结果结果 荷载组合荷载组合 混凝土设计混凝土设计 自动生成自动生成 A A 图图37 37 定义荷载组合定义荷载组合 自动自动 荷载组合的定义荷载组合的定义 和删除只能在基本和删除只能在基本 阶段和最后阶段进阶段和最后阶段进 行 故需将阶段转行 故需将阶段转 换为最后阶段 换为最后阶段 利用荷载组合查看应力利用荷载组合查看应力 查看梁单元应力 PSC 施工阶段主应力图和荷载组合下的应力正应力包络图 查看施工阶段主应力图查看施工阶段主应力图 阶段阶段 CS3 CS3 结果结果 应力应力 梁单元应力梁单元应力 PSC PSC 荷载工况荷载工况 荷载组合荷载组合 CS CS 合计 步骤合计 步骤 最后最后 截面位置截面位置 1 1 开开 应力应力 Sig xx Sig xx 填充类型填充类型 线涂色线涂色 开开 显示类型 等值线显示类型 等值线 开开 图图38 38 施工阶段主应力图施工阶段主应力图 查看施工阶段主应力图查看施工阶段主应力图 阶段阶段 PostCSPostCS 结果结果 应力应力 梁单元应力梁单元应力 PSC PSC 荷载工况荷载工况 荷载组合荷载组合 CBall CBall glCB1glCB1 Max MinMax Min图图 开开 截面位置截面位置 1 1 开开 应力应力 Sig xx Sig xx 填充类型填充类型 线涂色线涂色 开开 显示类型 等值线显示类型 等值线 开开 图图39 39 施工阶段应力包络图施工阶段应力包络图 在最后施工阶段查看施工阶段分析结果和移动荷载分析结果叠加起来的应力 图形 阶段阶段 PostCS PostCS 结果结果 桥梁内力图桥梁内力图 荷载工况荷载工况 荷载组合荷载组合 CBall gLCB2CBall gLCB2 图形类型图形类型 应力应力 X X 轴刻度轴刻度 距离距离 桥梁单元组桥梁单元组 All All 内力内力 sb sbz 开开 容许应力线容许应力线 画容许应力线画容许应力线 关关 图图40 40 施工阶段荷载和移动荷载叠加的应力图施工阶段荷载和移动荷载叠加的应力图 利用阶段阶段 步骤时程图形步骤时程图形 来查看受正 负弯矩的部位在各施工阶段的应力变 化 模型窗口模型窗口 阶段阶段 CS3 CS3 结果结果 阶段阶段 步骤时程图形步骤时程图形 定义函数定义函数 梁单元内力梁单元内力 应力应力 梁单元内力梁单元内力 应力应力 名称名称 正弯矩端正弯矩端 单元号单元号 1010 应力应力 点点 J J 节点节点 输出分量输出分量 弯曲应力弯曲应力 z z 包含轴向应力包含轴向应力 on on 梁单元内力梁单元内力 应力应力 名称名称 负弯矩端负弯矩端 单元号单元号 1515 应力应力 点点 J J 节点节点 输出分量输出分量 弯曲应力弯曲应力 z z 包含轴向应力包含轴向应力 开开 模式模式 多个函数多个函数 步骤选项步骤选项 所有步骤 所有步骤 X X 轴轴 阶段步骤阶段步骤 选择输出的函数选择输出的函数 正弯矩端正弯矩端 开开 负弯矩端负弯矩端 开开 荷载工况荷载工况 荷载组合荷载组合 合计合计 图形标题图形标题 StressStress HistoryHistory 图图41 41 特定位置随施工阶段的应力变化图形特定位置随施工阶段的应力变化图形 阶段阶段 步骤时程图形步骤时程图形 在模型窗口并处于施工在模型窗口并处于施工 阶段才能被激活 阶段才能被激活 在阶段 步骤时程图形上点击鼠标右键会出现关联菜单 利用关联菜单的以以 文本格式保存图表文本格式保存图表 可将各施工阶段的应力变化结果以文本形式保存 以文本格式保存图表以文本格式保存图表 文件名文件名 N N StressStress HistoryHistory 图图42 42 生成应力变化图形的文本文件生成应力变化图形的文本文件 利用表格查看应力利用表格查看应力 利用表格查看施工阶段分析的结果时 可通过在激活纪录对话窗口对单元 荷载 施工阶段 单元应力的输出位置等进行选择来分类查看 下面利用表格查 看支承位置 单元15 的施工阶段应力变化 结果结果 分析结果表格分析结果表格 梁单元梁单元 应力应力 节点或单元节点或单元 单元单元 1515 荷载工况荷载工况 荷载组合荷载组合 合计合计 CS CS 开开 施工阶段施工阶段 步骤步骤 CS1 001 CS1 001 开始开始 CS3 031 CS3 031 最后最后 开开 位置号位置号 位置位置 j j 开开 图图43 43 各施工阶段应力结果表格各施工阶段应力结果表格 按按ShiftShift键全选键全选CS1CS1 001 001到到CS3 017CS3 017所有所有 的施工阶段 的施工阶段 查看钢束的分析结果查看钢束的分析结果 现在查看由于预应力损失而引起的各施工阶段的张力变化 预应力钢束预应预应力钢束预应 力损失图表力损失图表 只能对当前施工阶段中所包含的钢束查看张力变化 故应先将施工 阶段转换到包含相应钢束的施工阶段后再选择预应力钢束预应力损失图表预应力钢束预应力损失图表 钢束 在各施工阶段的应力变化还可通过点击 按动画来查看 结果结果 预应力钢束预应力损失变化图表预应力钢束预应力损失变化图表 Strand1 Strand1 图图44 44 预应力钢束预应力损失图表预应力钢束预应力损失图表 查看钢束坐标查看钢束坐标 MIDAS Civil可在包含钢束的单元的4等分点 通过表格来查看该处钢束的坐 标 结果结果 分析结果表格分析结果表格 预应力钢束预应力钢束 预应力钢束坐标预应力钢束坐标 图图45 45 钢束坐标表格钢束坐标表格 查看钢束伸长量查看钢束伸长量 对钢束的伸长量可通过表格查看 结果结果 分析结果表格分析结果表格 预应力钢束预应力钢束 预应力钢束伸长量预应力钢束伸长量 图图46 46 钢束伸长量表格钢束伸长量表格 查看荷载组合条件下的内力查看荷载组合条件下的内力 下面查看系数荷载组合条件下的弯矩 模型窗口模型窗口 阶段阶段 postcs postcs 结果结果 内力内力 梁单元内力图梁单元内力图 荷载工况荷载工况 荷载组合荷载组合 CBall CBall gLCB2gLCB2 内力内力 My My 显示选项显示选项 5 5点点 不涂色不涂色 系数系数 1 01 0 显示类型显示类型 等值线等值线 开开 图例图例 开开 图图47 47 荷载组合条件下的弯矩图荷载组合条件下的弯矩图 PSCPSC设计设计 对于PSC截面 MIDAS Civil670提供了一个PSC设计功能 在结构运算结束后可 以通过PSC设计功能对PSC截面进行设计 PSCPSC设计参数确定设计参数确定 利用PSCPSC设计参数设计参数设定PSC截面设计的参数 设计设计 PSC PSC设计设计 PSCPSC设计参数设计参数 规范规范