MidasCivil 软件介绍及菜单详解PPT演示课件

工程软件应用Midas/Civil,主讲人：韩衍群,中南大学土木工程学院,Midas/Civil主讲内容,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解1，软件介绍2，菜单详解二，Midas/Civil计算分析说明1，常用单元介绍2，常用边界条件介绍3，移动荷载分析介绍三，Midas/Civil静力分析1，混凝土连续梁受力分析2，预应力混凝土连续梁受力分析3，移动荷载作用下预应力混凝土连续梁受力分析4，钢混组合梁受力分析四，Midas/Civil施工阶段分析五，Midas/Civil屈曲分析六，Midas/Civil水化热分析,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍,MIDAS系列软件是以有限元为理论基础开发的分析和设计软件。早在1989年韩国浦项集团成立CAD/CAE研发机构开始专门研发MIDAS系列软件，于2000年9月正式成立InformationTechnologyCo.,Ltd.(简称MIDASIT)。目前MIDAS系列软件包含建筑（Gen），桥梁(Civil)，岩土隧道(GTS)，机械(MEC)，基础(SDS)，有限元网格划分(FX+)等多种软件。,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,斜拉桥施工仿真分析,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,匝道弯桥应力分析,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,栈桥静力分析,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,柱模静力分析,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,(一)特点：,*提供菜单交互式、表格输入、导入CAD等灵活多样的建模功能。*提供刚构桥、板型桥、箱梁桥、顶推法桥梁、悬臂法桥梁、移动支架/满堂支架法桥梁、悬索桥、斜拉桥的建模助手。*提供中国、美国、英国、德国、欧洲、日本、韩国等国家的材料和截面数据库，以及混凝土收缩和徐变规范和移动何在规范。*提供桁架、一般梁/变截面梁、平面应力/平面应变、只受拉/只受压、钩、索、板、实体单元等工程实际时所需的各种有限元模型。*提供静力分析、动力分析、静/动力弹塑性分析、几何非线形分析、优化索力、屈曲分析、移动荷载分析（影响线/影响面分析）、支座沉降分析、施工阶段分析、联合截面施工阶段分析等功能。*在后处理中，可以根据设计规范自动生成荷载组合，也可以添加和修改荷载组合。*可以输出各种反力、位移、内力和应力的图形、表格和文本。*可在进行结构分析后对多种形式的梁、柱截面进行设计和验算。,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,（二）适用范围：,主要适用于桥梁结构、地下结构、工业建筑、大坝、港口等结构的分析与设计。特别是针对桥梁结构，MIDAS/Civil结合国内的规范与习惯，在建模、分析、后处理、设计等方面提供了很多的便利的功能，目前已为各大公路、铁路部门的设计院所采用。,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,Midas/Civil2006界面,前处理,建模、加载,后处理,计算结果、RC设计、PSC设计等,求解,（三）分析框图：,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,（1）操作界面,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,1，设置操作环境:2D或3D结构、单位体系等。2，定义材料和截面定义截面:矩形、圆形、箱型、工字型、变截面等定义材料的时间依存性并连接:混凝土、钢绞线、钢材等；设置材料收缩徐变特性。3，建立结构模型：定义节点、单元（梁单元、桁架单元、只受拉/压单元）、变截面组等。4，定义结构组、边界条件组和荷载组：主要是用于施工阶段分析中，按阶段激活响应的结构、边界及荷载。5，输入边界条件：定义结构的外边界条件以及结构内部的连接。6，输入荷载：包括施工荷载、永久荷载、活荷载、温度荷载、车辆荷载、支座沉降、预应力荷载等。7，输入钢束特性值：定义预应力钢束的特性的种类（15-7，15-9等）输入钢束形状：定义主梁预应力钢束形状输入钢束预应力荷载：输入预应力钢束的张拉力，常按钢绞线强度的0.75倍计入。8，定义施工阶段：选择合适的结构组、边界组和荷载组定义施工阶段9，输入移动荷载数据：输入活荷载信息，包括汽车荷载和人群荷载。10，输入值沉降荷载数据：输入边界的支座沉降情况。,（2）一般分析步骤,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,（3）运行求解,skyline,Multifrontal,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,1，通过图形查看内力和应力2，定义荷载组合3，查看单项荷载下的内力4，查看荷载组合条件下的内力和应力5，RC设计计算结果、PSC设计计算结果等等,（4）后处理,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,二，Midas/Civil菜单详解,（1）菜单系统,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,（2）操作环境设定,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,（3）输入数据,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,（4）模型画面及视图,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,（5）选择功能及激活/钝化功能,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,群组选择,结构组、边界组荷载组及钢束组,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,（6）模型的建立,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,输入各向同性和正交各向异性材料的材料特性,由用户定义混凝土材料随时间的变化特性(徐变和收缩)函数,定义混凝土材料随时间的变化特性(徐变和收缩)。,定义混凝土材料的抗压强度或弹性模量随时间变化的曲线,将在时间依存材料(徐变/收缩)中定义的材料特性赋予已定义的材料。,修改各单元的理论厚度值或者体积与面积比。,为材料非线性分析定义塑性材料模型,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,输入线单元(桁架、只受拉、只受压、索、间隙、钩、梁单元)的截面数据,输入对线单元(桁架单元、只受拉单元、只受压单元、索单元、间隙单元、钩单元、梁单元)的截面特性的调整系数,输入PSC截面的钢筋和腹板钢筋,将一些被定义为具有相同变截面(TaperedSection)特性的构件组成一个组,输入平面单元(平面应力单元，板单元)的厚度数据,用于非弹性时程分析,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,Midas/Civil中为进行各种结构分析而需要输入的荷载类型如下：1，静力荷载2，移动荷载3，动力荷载4，温度荷载,静力荷载在按荷载工况进行结构分析时使用。,动力荷载在考虑反应谱或随时间变化的荷载条件进行反应谱分析或时程分析。,移动荷载适用于通过影响线或影响面分析对车辆移动荷载工况进行结构分析。,温度荷载有两类，一类用于静力情况下的热应力分析；另一类用于水化热分析。,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,Midas/Civil中对静力荷载的输入分为以下两个步骤。1，使用荷载静力荷载工况菜单输入静力荷载工况；2，在荷载菜单使用各种静力荷载输入功能输入荷载数据。,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,Midas/Civil所提供的静力荷载的种类如下：,Midas/Civil的移动荷载将在计算原理中详细介绍。,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,（7）其他建模的功能,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,结构建模助手,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,（8）查看输入结果,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,（9）结构数据检查,检查并删除重复输入的单元：在数据输入过程中，如果在同一位置存在两个以上单元，检查并删除重叠的单元。,显示自由边：显示平面或实体类型单元中与相邻单元不连接的边缘,显示自由面：显示实体类型单元中与相邻单元不连接的面,检查单元坐标轴：根据视图方向，板单元垂直于单元坐标系z轴的两个面将显示两种不同的颜色。,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,（10）分析功能,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,约束桁架/平面应力/实体单元的旋转自由度：使用无旋转自由度的单元时，自动约束其转动自由度。,约束板的旋转自由度：约束板单元绕垂直于板平面轴向的旋转自由度,仅受拉/受压单元：根据收敛误差，在指定的迭代次数后，根据计算结果，考虑单元是否退出工作,应力计算中考虑截面刚度调整系数：应力计算时考虑在截面特性调整系数中调整后的截面特性值,在计算截面刚度时考虑钢筋（仅适用于PSC截面）：选择是否考虑钢筋对截面特性的影响。因为在PSC截面验算中的需要,主控数据：输入单元的自由度约束条件和非线性单元的分析条件,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,P-Delta分析控制：输入结构进行P-Delta效应分析时的荷载工况和收敛控制条件,P-Delta分析荷载组合：选择P-Delta效应分析时用于构成几何刚度的荷载(组合)，输入荷载工况及相应的组合系数。一般选择作用在结构上的竖向恒载。,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,屈曲分析控制：输入结构屈曲分析的荷载工况及相关数据。,模态数量：输入需要计算的屈曲模态数量,控制参数：输入子空间迭代法的迭代次数和收敛误差,屈曲分析荷载组合：输入屈曲分析时的荷载工况(组合)和组合系数,屈曲分析荷载组合：用于屈曲分析的荷载（如自重）可变：考虑增减的荷载不变：不考虑增减的荷载,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,特征值分析控制：输入特征值分析的控制数据。,分析类型：选择特征值分析的方法。可供选择的方法有特征值向量的子空间迭代法和Lanczos法，以及多重Rith向量法(MR法)。,频率数量：输入要计算的特征值(自振周期)的数量，当输入的数量多于结构固有周期的数量时，分析信息中会有警告。,频率范围：设定要计算的结构自振频率的最小值和最大值,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,水化热分析控制数据输入,最终施工阶段：决定哪个施工阶段为最终施工阶段。,积分系数(时间离散系数)：输入热传导分析所需的时间离散系数,=0：前向差分=1/2：Crank-Nicolson法=2/3：Galerkin法=1：后向差分,初始温度：输入热传导分析所需的结构初始温度。,单元应力输出位置：选择单元应力输出位置。单元中心、高斯点或节点,徐变和收缩：决定是否考虑徐变和收缩,徐变的计算方法有一般方法和有效系数法两种方法。选择一般时，按时间依存材料（徐变/收缩）里定义的曲线来计算。有效系数法为修正弹性模量来考虑徐变的一种近似计算方法。,使用等效材龄和温度：进行水化热分析时，选择是否使用等效材龄和温度,考虑自重：考虑自重时选择此项。,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,非线性分析控制：选择非线性分析计算方法和收敛控制条件,非线性类型：几何非线性：几何大位移非线性分析。材料非线性：材料塑性静力分析。,计算方法：牛顿-拉夫孙方法、弧长法、位移控制法,收敛条件：通过对能量、位移及荷载的计算，控制步长内的收敛误差值。,非线性分析荷载工况：定义荷载加载时的子步骤及系数,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,施工阶段分析控制数据输入,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,求解器选择,运行,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,（11）结果查询,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,可依据规范自动生成荷载组合,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,折减连续梁桥内部支座的设计弯矩值的功能：参见公路规范JTGD62-2004的4.2.4条，计算连续梁中间支撑处的负弯矩时，可考虑支座宽度对弯矩折减的影响。但折减后的弯矩不得小于未经折减的弯矩的0.9倍。,程序对内部支座弯矩折减的考虑,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil软件介绍及菜单详解,-变形形状及数值确认功能（提供梁单元两节点间的位移结果、云图及最大值）-构件内力图及数值确认功能（构件内力图、云图及最大值）-板及实体单元的应力分布及主应力云图确认功能(云图、最大值)-用户自定义图表（同时输出变形、构件内力、应力等不同种类的结果）-支座反力