Midas civil 有限元 简单建模 桥梁

四跨连续刚构桥 Midas 简单建模 模型介绍 本模型为四跨变截面连续刚构桥 跨度 30 米 墩高 12 米 桥面宽 22 米 公铁两用桥 在桥梁中间设置了 2 道铁路轨道 两侧设置了 2 道公路路面 计算简图及梁截面图如下 计算简图 单位 m 1 支点截面图 单位 mm 2 跨中截面图 单位 mm 3 支点 跨中变截面 见 midas 4 跨中 支点变截面 见 midas 5 墩截面图 单位 m 建模过程 1材料 梁采用 GB civil RC 中的 50 号混凝土 墩采用 GB civil RC 中的 30 号混凝土 2截面 a 首先在 CAD 中 分别绘制跨中和支点的梁截面图 通过截面特性计算器导入 midas 由于这里在 CAD 中绘图时用的 mm 为单位 所以导入时 仍以 mm 为单 位 通过导入得到了支点梁截面和跨中梁截面 b 在 midas 中以二次函数的方式 生成支点 跨中的变截面和跨中 支点的变截面 c 在 midas 中用实腹长方形截面生成墩截面 3节点 详见附录 1 1 37 均为上部结构的结点 1 10 19 28 37 67 为墩的结点 4单元 详见附录 2 支点设置为 2 米一个单元 长 8 米的变截面设为一个单元 跨中每 2 米一个单元 1 36 为上部结构单元 墩设置为每 2 米一个单元 37 66 为墩的单元 5边界条件 43 49 55 61 67 为墩底 都设为固定支座 即 111111 计算结果 1静力荷载工况 1 自重由于材料 midas 自己计算 可只设方向 1 2 二期恒载设为 50kN m 这里修改单位为 kN 3 在第二个墩和第四个墩均设置了 0 01m 的沉降 4 整体升温单元温度 20 摄氏度 5 局部升温在 Z 方向和 Y 方向各设置了 5 摄氏度的局部温度梯度荷载 2车道荷载 1 铁路 1 车辆前进方向设为向后 偏移 2 5 米 2 铁路 2 车辆前进方向设为向前 偏移 2 5 米 3 公路 1 车辆前进方向设为向后 偏移 7 5 米 4 公路 2 车辆前进方向设为向前 偏移 7 5 米 3车辆荷载 分别施加了铁路规范的 CH NL 荷载和公路规范的 CH CD 荷载 4移动荷载工况 两条铁路施加了两道铁路中 活载 两条公路施加了两道公路标准荷载 5荷载组合 Combine1 对所有荷载进行组合 这里为简化 各项荷载的系数均取为 1 0 这里以荷载组合下的结果位移等值线为例来说明结果 6自振特性 将二期恒载转化为质量 其他荷载 包括自重 都删除 计算 10 阶振型 其中第 4 阶截图如下 在 midas 的结构表格中 可以得到各种结果表格 由于数量过多 这里不一一列举 下面仅列出在所有荷载 combine 作用下的部分单元位移表格 节点荷载DX m DY m DZ m RX rad RY rad RZ rad 6combine 0 0000050 0 0001820 0 0000050 7combine 0 0000090 0 0001580 0 0000070 8combine 0 000010 0 0001280 0 0000080 9combine0 0000030 0 0000340 0 0000020 10combine0 0000070 0 000019000 11combine0 0000090 0 00003100 0000010 12combine0 0000140 0 00008800 0000040 13combine0 0000120 0 00010100 0000020 14combine0 0000090 0 00010600 0000010 15combine0 0000060 0 0001040 0 0000010 16combine0 0000030 0 0000940 0 0000030 组合荷载下的 6 15 号梁单元 i 和 j 位置的内力和应力 单 元 荷载 位 置 轴向 kN 剪力 y kN 剪力 z kN 扭矩 kN m 弯矩 y kN m 弯矩 z kN m 6 combin e I 6 40944 1454 9581 245 36387 28544 6 combin e J 7 40944 1454 8670 245 54638 31453 7 combin e I 7 40944 1454 8670 245 54638 31453 7 combin e J 8 40944 1454 7759 245 71068 34361 8 combin e I 8 39641 1454 12853 4570 71068 34056 8 combin e J 9 40337 1454 7369 4570 155117 45783 9 combin e I 9 40944 1454 2231 1232 155117 45994 9 combin e J 10 40944 1454 377 1232 157724 48902 10 combin e I 10 55521 217 2836 375 102969 47052 10 combin e J 11 55521 217 982 375 106787 47485 11 combin e I 11 55203 217 6017 6352 106787 47060 11 combin e J 12 54507 217 11502 6352 33638 48806 12 combin e I 12 55521 217 4546 155 33638 49218 12 combin e J 13 55521 217 5457 155 23635 49651 13 combin e I 13 55521 217 5457 155 23635 49651 13 combin e J 14 55521 217 6368 155 11809 50084 14 combin e I 14 55521 217 6368 155 11809 50084 14 combin e J 15 55521 217 7279 155 1838 50517 15 combin e I 15 55521 217 7279 155 1838 50517 15 combin e J 16 55521 217 8190 155 17308 50950 附录附录 1 节点表格及说明 节点表格及说明 节点号X m Y m Z m 说明 1000梁墩固结点 2200 31000 变截面 3 41200 51400 61600 71800 82000 92800 变截面 4 103000梁墩固结点 113200 124000 变截面 3 134200 144400 154600 164800 175000 185800 变截面 4 196000梁墩固结点 206200 217000 变截面 3 227200 237400 247600 257800 268000 278800 变截面 4 289000梁墩固结点 299200 3010000 变截面 3 3110200 3210400 3310600 3410800 3511000 3611800 变截面 4 3712000梁墩固结点 3800 2 3900 4 4000 6 4100 8 4200 10 4300 12固定支点 44300 2 45300 4 46300 6 47300 8 48300 10 49300 12固定支点 50600 2 51600 4 52600 6 53600 8 54600 10 55600 12固定支点 56900 2 57900 4 58900 6 59900 8 60900 10 61900 12固定支点 621200 2 631200 4 641200 6 651200 8 661200 10 671200 12固定支点 附录附录 2 单元部分特性及说明 单元部分特性及说明 单元号材料截面节点 节点 说明 11112支点截面 21323变截面 31234 41245 51256 61267 71278 跨中截面 81489变截面 911910支点截面 10111011支点截面 11131112变截面 12121213 13121314 14121415 15121516 16121617 跨中截面 17141718变截面 18111819支点截面 19111920支点截面 20132021变截面 21122122 22122223 23122324 24122425 25122526 跨中截面 26142627变截面 27112728支点截面 28112829支点截面 29132930变截面 30123031 31123132 32123233 33123334 34123435 跨中截面 35143536变截面 36113637支点截面 3725138 38253839 39253940 40254041 41254142 42254243 43251044 44254445 4