道路桥梁相关资料 反应谱分析

1设定操作环境及定义材料和截面 2定义材料 2定义截面 3 4主梁及横向联系梁模型 4输入横向联系梁 5输入桥墩 5刚性连接 7建立桥墩和系梁 9 输入桥台的边界条件 输入支座的边界条件 刚性连接 输入横向联系梁的梁端刚域 15 输入反应谱函数 输入反应谱荷载工况 20荷载组合 20查看振型形状和频率 21查看桥墩的支座反力 24简要本例题介绍使用MIDAS/CIVIL的反应谱分析功能来进行抗震设计的方例题模型使用的是简化了的钢箱型桥梁模型，由主梁、横向联系梁和桥墩构成。桥台部分由于刚度很大，不另外建立模型只输入边界条件；基钢材：GB(S)Grade3(主梁)△●图1.桥梁剖面图开新文件(□新项目),以Response.mcb'为名保存(保存)。将单位体系设定为kN(Force),m(Length)。定义材料刘钢材-F图2.定义材料定义截面使用用户定义来输入主梁、横向联系梁以及桥墩的截面数据。横向联系梁：工字型截面1500×300×12×12/12柱帽：实腹长方形截面1.5×1.5主梁与桥墩连接的支座部分使用弹性连接(ElasticLink)来模拟。Model/Property/SecH(1.5);B(0.3);tw(0.012);tfl(☑焊接组合截面mHm图3.定义截面犹闲出不十公主梁及横向联系梁模型使用，CreateNodes建立节点后，通过想ExtrudeElements功能将节点按28@5m扩展成梁单元来建立主梁。AutoFitting(on?脚障热障唐制万了透雪口A引生载和“成的的以恒图4.输入主梁输入横向联系梁SelectRecentEntities输入桥墩弹性连接立面选择主梁支座处的节点，将其向z轴方向复制，生成Boundary>Supports(on)SelectPolygon(Elements:中跨中的单元)ActiveModel/Nodes/NodeNumber(on)Mode>Copy;Translati图8.复制节点Divide>EqualDistance>NumberofTimes(2)SelectSingle(Nodes:71,72)Mode>Copy;Translation>Uneq词SelectPrevious图9.输入桥墩的节点建立桥墩和系梁-Model/Elements/ICreate-NodalConnectivity(74,76)NodalConnectivity(80,92)图10.建立系梁和桥墩使用查询>查询节点使用查询>查询节点息窗口查询相应节点的各种输入情况，并可非常容易地查看两个节点间的距离。输入桥台的边界条件本例题主梁与桥墩系梁的支座部分使用弹性连接和刚性连接功能来模拟。桥台的边界条件如图11所示。基础则假设其完全固定，故约束所有自图11.桥台的约束条件Model/Boundary/SupportsSelectSingle(Nodes:1,57)SelectSingle(Nodes:2,58)Options>Add;Supportxx可①。EA习F图12.输入边界条件输入支座的边界条件使用@ZoomWindow放大系梁的连接部分，并使用弹性连接功能输入支座的边界条件。ZoomWindow(放大第一个桥墩的系梁部分)Model/Boundary/ElasticLinkOptions>Add/Replace;LinkType>Genera图13.只激活连接部分的单元将在实际位置建立的主梁和支座、支座和桥墩分别使用刚性连接连接Model/Boundary/RigidLinkSelectSingle(Node:60)MasterNodeNumber(19)SelectSingle(Node:68)MasterNodeNumber(64)」SelectSingle(Node:77)MasterNodeNumber(71)₀图14.主梁和支座及桥墩间的刚性连接国国团的白工输入横向联系梁的梁端刚域由于建模时所有的单元是以中心轴为准相互连接的，故会有如图15所示的主梁和横向联系梁间由于主梁的梁宽导致的重复部分出现。对此可使输入梁端刚域长度的方法有整体坐标系和单元坐标系两种类型。若选择整体坐标系类型，则对于所输入的刚域长度不考虑荷载，只针对剩余的相反选择单元坐标系的话，只在计算刚度时排除输入的刚域长度，而在计算自重和施加荷载时则将该部分包含在内。(参考在线帮助手册)这里使用单元坐标系来输入刚域长度。此时由于需在梁单元的i、j端回LeftView,拿Hidden(on)EleEdnYawModelLoadA2*母B*?wshB区yIo口①j端NaNNaN□①图15.输入横向联系梁的刚域长度Load/StaticLoadCases图16.输入静力荷载工况假设二期恒载为10kN/m大小的均布荷载，使用梁单元荷载功能输入。ActiveAll,LeftViewLoad/ElementBeamLoads Value>Relative;x1(0);x2(1);w(-10)图17.输入主梁二期恒载由于在进行反应谱分析之前需先进行特征值分析，故输入进行特征值转换为质量，还有一个是将输入的其它恒荷载(铺装及护栏荷载等)转换节点荷载等)的形式输入的，可使用模质量>荷载转换为质量功能来转首先将所输入的二期荷载(梁单元荷载)转换为质量。Model/Masses/LoadstoMassesLoadTypeforConverting>BeamLoad(Line,Tycx.YCYZCXZNodalLoad☑图18.将梁单元荷载转换为质量ShuctureShuctureTspe-ConvertingTypeofModelCDonotconvertGConveittoX「AlignTopofSlab(Plate)Se图19.将结构的自重自动转换为质量指的是被转换的自重。在表格下端的合计(图20的①)里的数值为被转换①可区图20.质量统计表格-反应数据-反应数据è9HTDD489):测度-7,场地=1.C-1.00,C=0.20,h=0.10,M输入反应谱函数进行抗震计算，这里使用振型分解反应谱法。输入地震荷载所需的各如图21,将以上参数输入后就可自动得到公路工程抗震设计规范(JTJ0反应谱函数中输入的最大周期必须包含特征值分析所计算出的最大、最小周期的荷载/反应谱分析数据/反应谱函数>添加xx编辑/显示(M)型无量纲.反成谱函散生威设计反度诺场地类别-1场地评定指数(u):场地卓越周期(Ta):图21.输入反应谱函数地震荷载的方向与X-Y地震角度是指地震荷载的方向与整体坐标系X轴的夹角，角度的符号对于Z轴遵循右手法则。输入反应谱函数后，按桥梁纵向(整体坐标系X方向)和侧向(整体坐标LoadCaseName(X-dir);FunctionName>CH-JTJ004ScaleFactor(1)图22.输入反应谱荷载工况如果分析后振型参与质量达不到规范所规定的90%,则需适当增加频率数量重新进行分析。EigenvalueAnalysisControl(图2NumberofFrequencies(25)JResponseSpectrumControl(图22的②)区区若选择考虑振型的正负号，则在对各振型的结果进行组合时会考虑正负号，并需选择符号的考虑方式，详见在线帮助手册。运行结构分析查看结果结构分析结束后，对于分析结果进行线性组合，并取组合结果中的绝对值最大值(ABS).对于桥梁纵向和侧向分别按以下方法进行荷载组合，来查看支座的水平方向反力。Results/LoadCombinationsActive(on);Name(LCB1);TypNoActiveNameLoadcasesandFactors-日可图25.荷载组合对话框查看振型形状和频率各振型的质量参与比率可通过结果>分析结果表格>振型形状来查看。ActiveDialog>Mode1No①可③3EQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up6(5),u)可区图26.各振型的质量参与比率Result-[EigenvalueMode]Fgg…………图27.第一模态各节点的特征值向量X123456789图28.各模态的频率与周期通过表格确认各方向的第一振型后，即可在模型窗口查看其具体形DisplayTopViewResults/VibrationModeShape 曰居图29.各方向的第一振型形状从图29可以看出，由于在建模中没有包含桥面板，所以发生了局部弯曲的现象。因此在对实际的钢箱型桥梁建模时，考虑桥面板的刚性效果来建模，会与实际