Midas Civil软件应用——挂篮建模

1、Midas CivilMidas Civil软件应用软件应用挂篮建模挂篮建模中铁七局武汉公司工程部中铁七局武汉公司工程部 李李 娜娜二二0 0一三年五月一三年五月常见临时结构设计及检算培训常见临时结构设计及检算培训反力即为锚固荷载反力即为锚固荷载模板、模板横肋模板、模板横肋底模纵梁底模纵梁前、后下横梁前、后下横梁后锚杆、前吊带后锚杆、前吊带前上横梁前上横梁主桁主桁节点计算节点计算反力即为底模纵梁荷载反力即为底模纵梁荷载反力即为前、后下横梁荷载反力即为前、后下横梁荷载反力即为后锚杆、前吊带荷载反力即为后锚杆、前吊带荷载反力即为前上横梁荷载反力即为前上横梁荷载反力即为主桁荷载反力即为主桁荷载挂篮计

2、算组成挂篮计算组成1目目 录录四、挂篮建模四、挂篮建模主桁架主桁架三、挂篮建模三、挂篮建模前下横梁前下横梁二、挂篮建模二、挂篮建模底模纵梁底模纵梁一、迈达斯建模一般步骤一、迈达斯建模一般步骤 五、挂篮建模五、挂篮建模模板模板六、挂篮细部计算六、挂篮细部计算2建立新项目建立新项目定义单位体系定义单位体系确定结构类型确定结构类型定义截面定义截面建立节点建立节点定义材料定义材料建立单元建立单元建立支座建立支座建立荷载工况建立荷载工况施加荷载施加荷载查看反力查看反力查看位移查看位移查看内力查看内力查看应力查看应力查看整体稳定查看整体稳定一、迈达斯建模一般步骤一、迈达斯建模一般步骤 31 1、设定操作环

3、境（前处理）、设定操作环境（前处理） 1.1 1.1 建立新项目：文件建立新项目：文件新项目新项目另存为另存为. 1.2 1.2 定义单位体系：工具定义单位体系：工具单位体系单位体系 1.3 1.3 确定结构类型：模型确定结构类型：模型结构类型结构类型 1.4 1.4 定义材料：模型定义材料：模型材料和截面特性材料和截面特性材料材料 1.5 1.5 定义截面：模型定义截面：模型材料和截面特性材料和截面特性截面截面4 1.6 1.6 建立节点：模型建立节点：模型节点节点 1.7 1.7 建立单元：模型建立单元：模型单元单元 1.8 1.8 建立支座：模型建立支座：模型边界条件边界条件 1.9 1

4、.9 建立荷载工况建立荷载工况/ /组合：荷载组合：荷载静力荷载工况静力荷载工况/ /荷载荷载 组合组合 1.101.10施加荷载：荷载施加荷载：荷载自重自重/ /节点荷载节点荷载/ /梁单元荷载梁单元荷载/ /压力荷载等压力荷载等 1.111.11分析：分析分析：分析屈曲分析控制屈曲分析控制/ /运行分析运行分析52 2、结果查看（后处理）、结果查看（后处理） 2.12.1查看反力：结果查看反力：结果反力反力 2.22.2查看位移：结果查看位移：结果位移位移 2.32.3查看内力：结果查看内力：结果内力内力 2.42.4查看应力：结果查看应力：结果应力应力 2.52.5查看整体稳定：结果查看

5、整体稳定：结果屈曲模态屈曲模态6挂篮正视图挂篮侧视图二、挂篮建模二、挂篮建模底模纵梁底模纵梁 7 1 1、设计荷载、设计荷载、节段混凝土自重；、节段混凝土自重； 、挂篮主桁、挂篮主桁( (包括前、后上下横梁包括前、后上下横梁) )、侧面模板、底、侧面模板、底模板系统重量（承重系统）；模板系统重量（承重系统）； 、施工荷载（、施工荷载（人员及机具荷载），取人员及机具荷载），取2.5kN/m22.5kN/m2；、倾倒及振捣砼时产生的冲击荷载，取、倾倒及振捣砼时产生的冲击荷载，取2kN/m22kN/m2； 、挂篮走行时，冲击附加系数、挂篮走行时，冲击附加系数0.30.3。8荷载组合表荷载组合表序号序

6、号荷载组合荷载组合说明说明1+1+2 2+ +3 3+ +4 4用于验算承重系统构强度、稳定性用于验算承重系统构强度、稳定性1+21+2用于结构变形计算用于结构变形计算2+3+52+3+5用于验算挂篮走行用于验算挂篮走行9 2 2、荷载组合（详见建筑结构荷载规范）、荷载组合（详见建筑结构荷载规范） 2.1 2.1 按极限状态法设计时，应考虑荷载分项系数及有按极限状态法设计时，应考虑荷载分项系数及有关规定所列荷载系数和调整系数：关规定所列荷载系数和调整系数： 构件和连接的构件和连接的强度计算和稳定性验算强度计算和稳定性验算采用荷载效应采用荷载效应的的基本组合基本组合： 结构的结构的变形验算变形验

7、算采用荷载效应的采用荷载效应的标准组合标准组合： 2.2 2.2 按容许应力法设计时，则不考虑荷载分项系数。按容许应力法设计时，则不考虑荷载分项系数。QikGkdSSS4 . 12 . 110QikGkSSS 3 3、采用的应力计算公式：、采用的应力计算公式： 3.1 3.1 正应力正应力计算公式：计算公式： 3.2 3.2 剪应力剪应力计算公式：计算公式： 式中式中: : 为型钢截面对中性轴的面积矩，为型钢截面对中性轴的面积矩， 为型钢为型钢截面的惯性矩，截面的惯性矩，W W为构件的截面抵抗矩，具体可根据钢为构件的截面抵抗矩，具体可根据钢结构设计手册查得。结构设计手册查得。WMANzzbIQ

8、S*zSzI11 3.3 3.3 采用采用极限状态法极限状态法计算时，计算结果的比较计算时，计算结果的比较 其中：其中： 材料的抗弯、抗剪材料的抗弯、抗剪强度设计值强度设计值； 3.4 3.4 采用采用容许应力法容许应力法计算时，计算结果的比较计算时，计算结果的比较 其中：其中： 材料的抗弯、抗剪材料的抗弯、抗剪容许应力容许应力。vff,vff , ,w ,w12挂篮荷载分解图134 4、以砼施工工况下为例的迈达斯建模计算：、以砼施工工况下为例的迈达斯建模计算： 4.1 4.1 底模纵梁计算：底模纵梁计算： 底模纵梁采用底模纵梁采用I36bI36b工字钢，工字钢，L=6.5m,L=6.5m,

9、计算参数计算参数 : :单位重单位重65.6kg/m65.6kg/m，惯性矩，惯性矩I=16530cm4I=16530cm4，W=919cm3,Sx=541.2cm3W=919cm3,Sx=541.2cm3； 底模重底模重2569.5kg2569.5kg，底模面积，底模面积7 74.5m24.5m2。14 4.2 4.2 取单位长度底模纵梁计算荷载：取单位长度底模纵梁计算荷载： 每片纵梁承担砼重每片纵梁承担砼重q1q1： q1= q1=砼自重砼自重* *分配到该片纵梁上的砼横截面积；分配到该片纵梁上的砼横截面积； 每片纵梁上的底模重每片纵梁上的底模重q2q2： q2= q2=底模总重量底模总重

10、量/ /底模面积底模面积* *分配到该片纵梁上底模分配到该片纵梁上底模的宽度；的宽度； 施工荷载施工荷载q3(q3(以以2.5KN/m2.5KN/m2 2计计):): q3 q3：q3=2.5q3=2.5* *分布宽度；分布宽度； 振捣砼时产生的冲击荷载振捣砼时产生的冲击荷载q4q4（以（以2KN/m2KN/m2 2计）计）: : q4:q4=2 q4:q4=2* *分布宽度。分布宽度。15 1# 1#块施工各片纵梁上的荷载如下表：单位块施工各片纵梁上的荷载如下表：单位KN/mKN/m（注：（注：表中表中q1q1为节段根部荷载，为节段根部荷载，q1q1为端部荷载，为计算简洁可为端部荷载，为计算

11、简洁可假定荷载为较大的假定荷载为较大的q1q1荷载）荷载） 纵梁纵梁荷载荷载I1I1I2I2I3I3I4I4I5I5I6I6I7I7I8I8q1q131.79931.79925.33625.3367.1267.1268.0318.0318.0318.0317.6667.6667.3017.3017.3017.301q1q128.31128.31122.71922.7196.4336.4337.2287.2287.2287.2286.8996.8996.5716.5716.5716.571q2q20.2450.2450.3260.3260.3870.3870.4490.4490.4490.449

12、0.4280.4280.4080.4080.4080.408q3q30.750.751 11.18751.18751.3751.3751.3751.3751.31251.31251.251.251.251.25q4q40.60.60.80.80.950.951.11.11.11.11.051.051 11 116 取承受荷载最大的纵梁取承受荷载最大的纵梁I1I1为例详细介绍迈达斯建为例详细介绍迈达斯建模计算过程，模计算过程，I2-I8I2-I8计算步骤与计算步骤与I1I1相同。相同。 （梁受均布荷载算例）（梁受均布荷载算例） 计算简图如下：计算简图如下：171 1、设定操作环境、设定操作环境

13、1.11.1建立新项目：建立新项目： 文件文件新项目新项目另存为另存为.18 1.2 1.2 定义单位体系：工具定义单位体系：工具单位体系单位体系长度（长度（m m），力），力（KNKN）确定。确定。19 1.3 1.3 确定结构类型确定结构类型 Midas/Civil Midas/Civil是为分析三维空间结构而开发的，可是为分析三维空间结构而开发的，可以把空间结构简化为平面结构来计算，故对于二维平以把空间结构简化为平面结构来计算，故对于二维平面内的结构不需要约束平面外的自由度。因此可通过面内的结构不需要约束平面外的自由度。因此可通过选择结构类型简单化处理。选择结构类型简单化处理。 本例题的

14、模型处于整体坐标系的本例题的模型处于整体坐标系的X-ZX-Z平面，可将结平面，可将结构指定为二维结构构指定为二维结构(X-Z Plane)(X-Z Plane)。X X方向表示为杆系单方向表示为杆系单元的长度方向，元的长度方向，Z Z方向为竖直方向。方向为竖直方向。20 模型模型结构类型（结构类型（X-ZX-Z平面）平面）确定。确定。21 1.4 1.4 定义材料：模型定义材料：模型材料和截面特性材料和截面特性材料材料添加添加设计类型（钢材），规范（设计类型（钢材），规范（GB03S),GB03S),数据库（数据库（Q235Q235）确认。确认。22 1.5 1.5 定义截面：模型定义截面：模

15、型材料和截面材料和截面截面截面添加添加名名称（输入称（输入I36bI36b）；截面（选择下拉菜单相应的工字钢）；截面（选择下拉菜单相应的工字钢截面）截面）确认。确认。23 1.6 1.6 输入节点和单元：模型输入节点和单元：模型节点节点建立建立输入节点坐输入节点坐标（标（0,0,00,0,0）适用适用（0.5,0,00.5,0,0）适用适用（1.3,0,01.3,0,0）适用适用（4.8,0,04.8,0,0）适用适用（5.5,0,05.5,0,0）适用适用（6.5,0,06.5,0,0）关闭。关闭。24 1.7 1.7 模型模型单元单元建立建立选择材料（选择材料（Q235Q235），截面），

16、截面（I36bI36b）关闭。关闭。 特别注意：当模型中出现多种材料及截面类型，在建特别注意：当模型中出现多种材料及截面类型，在建立单元时要注意选择相应的材料号和截面号。立单元时要注意选择相应的材料号和截面号。25 1.8 1.8 输入边界条件：模型输入边界条件：模型边界条件边界条件一般支撑一般支撑支支撑条件类型（撑条件类型（2 2号节点号节点Dz,DxDz,Dx；3 3号节点号节点DzDz）适用适用/ /关关闭。闭。 将节点将节点2 2的的Dx, DzDx, Dz自由度约束，把节点自由度约束，把节点3 3的的DzDz自由度约自由度约束束, ,使其成为简支梁。使其成为简支梁。 因为已将结构类型

17、定义为了因为已将结构类型定义为了X-ZX-Z平面，故不需对平面，故不需对Dy, Rx, Dy, Rx, RzRz自由度再做约束。自由度再做约束。26 MIDAS/CIVIL MIDAS/CIVIL是三维空间结构分析程序，故每个节点是三维空间结构分析程序，故每个节点有有6 6个自由度个自由度(Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz)(Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz)。这。这6 6个自由个自由度在模型中是由度在模型中是由6 6个三角形按顺序组成的个三角形按顺序组成的6 6边形表现的，边形表现的，被约束的自由度其三角形颜色会变成绿色，以便区分。被约束的自由度其三角形颜色会变成绿色

18、，以便区分。27 1.9 1.9 建立荷载工况：荷载建立荷载工况：荷载静力荷载工况静力荷载工况名称（砼名称（砼施工）施工）, ,类型（用户定义的荷载）类型（用户定义的荷载）添加添加关闭。关闭。28 1.10 1.10 施加荷载：荷载施加荷载：荷载自重自重添加添加确定。确定。注：因为前面施加的均布荷注：因为前面施加的均布荷载在分析时未考虑纵梁的自载在分析时未考虑纵梁的自重，所以在添加荷载时要增重，所以在添加荷载时要增加自重荷载，否则软件计算加自重荷载，否则软件计算时会忽略自重。时会忽略自重。29 1.10 1.10 施加荷载：荷载施加荷载：荷载梁单元荷载梁单元荷载荷载工况名称荷载工况名称（砼施工

19、）（砼施工）方向（整体坐标系方向（整体坐标系Z Z）数值（相对值）数值（相对值）输入荷载值（输入荷载值（-0.656-0.656）选择需要施加荷载的梁单选择需要施加荷载的梁单元元 关闭。关闭。注：选中的梁单元及变成绿色；注：选中的梁单元及变成绿色； 节点荷载的方向为节点荷载的方向为Z Z轴的轴的 反方向，荷载的加载方向反方向，荷载的加载方向 按按+, -+, -号来输入。号来输入。3031 1.11 1.11 分析：运行结果分析：分析分析：运行结果分析：分析运行分析。运行分析。 2 2、结果查看、结果查看 2.12.1查看反力：荷载工况查看反力：荷载工况/ /荷载组合（砼施工）荷载组合（砼施工

20、）反反力（力（FXYZFXYZ）数值数值图例图例适用。适用。32 底模纵梁最大支座反力底模纵梁最大支座反力61.05KN61.05KN，即为计算前、后下横，即为计算前、后下横梁时所受的集中力。梁时所受的集中力。33 2.2 2.2 查看位移和变形：结果查看位移和变形：结果位移位移位移等值线位移等值线荷荷载工况载工况/ /荷载组合（砼施工）荷载组合（砼施工）位移（位移（DXYZDXYZ）显示类显示类型（数值、变形、图例）型（数值、变形、图例）适用。适用。34 最大位移最大位移4.5mm4.5mm。35 注：从变形图看出，此时的变形与实际变形有一定差注：从变形图看出，此时的变形与实际变形有一定差距

21、，说明梁单元的划分还不够细致，梁单元划分越细，距，说明梁单元的划分还不够细致，梁单元划分越细，结果与实际越符合，同时计算量也越大。结果与实际越符合，同时计算量也越大。 模式模式前处理器前处理器 模型模型单元单元分割分割x x方向分割数量（方向分割数量（5 5）选择需要选择需要进行细化的梁单元（此模型选择中间段的梁单元）进行细化的梁单元（此模型选择中间段的梁单元）适用。适用。36 重新计算，分析重新计算，分析运行分析。运行分析。 最大位移最大位移7.05mm7.05mm，与规范规定的允许变形，与规范规定的允许变形L/400L/400相比较，相比较，得出刚度是否满足要求的结论。得出刚度是否满足要求

22、的结论。37 2.3 2.3 查看内力：结果查看内力：结果内力内力梁单元内力图梁单元内力图荷载工荷载工况况/ /荷载组合（砼施工）荷载组合（砼施工）内力（内力（MyMy）显示类型（数显示类型（数值、变形、图例）值、变形、图例）适用。适用。 注：注：MyMy：绕：绕y y轴方向的弯矩，轴方向的弯矩， Fz Fz：Z Z轴方向的剪力，轴方向的剪力， Fx Fx：X X轴方向的轴力。轴方向的轴力。38 最大正弯矩最大正弯矩95.1KN/m95.1KN/m。39 2.4 2.4 查看应力：结果查看应力：结果应力应力梁单元应力图梁单元应力图荷载工荷载工况况/ /荷载组合（砼施工）荷载组合（砼施工）应力（

23、组合应力）应力（组合应力）组合组合（最大值）（最大值）适用。适用。40 应力选项框力几个数值的含义：应力选项框力几个数值的含义： SaxSax：单元坐标系：单元坐标系x x轴方向的轴向应力；轴方向的轴向应力； Ssy, SszSsy, Ssz：单元坐标系：单元坐标系y, zy, z轴方向的剪切应力；轴方向的剪切应力； Sby, SbzSby, Sbz：单元坐标系：单元坐标系y, zy, z轴方向的弯曲应力；轴方向的弯曲应力； 组合应力，显示组合应力，显示Sax Sax Sby Sby Sbz Sbz中的最大或最小值。中的最大或最小值。41 最大组合应力最大组合应力103.3MPa103.3MP

24、a，与规范规定的材料允许应力，与规范规定的材料允许应力进行比较，得出强度是否满足要求的结论。进行比较，得出强度是否满足要求的结论。42 2.5 2.5 表格查看结果：结果表格查看结果：结果内力分析表格内力分析表格梁单元梁单元内力和应力内力和应力荷载工况荷载工况/ /荷载组合（砼施工）荷载组合（砼施工）确认。确认。 可以对所有分析结果通过表格来查看。可以对所有分析结果通过表格来查看。 对于梁单元，程序会在对于梁单元，程序会在5 5个位置个位置(i, 1/4, 1/2, 3/4, j)(i, 1/4, 1/2, 3/4, j)输出结果。输出结果。4344 挂篮前下横梁均采用双拼工字钢挂篮前下横梁均

25、采用双拼工字钢45b45b，总长，总长9m9m。计算参数：计算参数：I45bI45b工字钢单位重工字钢单位重87.4kg/m87.4kg/m，惯性矩，惯性矩I=33760cm4I=33760cm4，W=1500cm3W=1500cm3，Sx=887.1cm3Sx=887.1cm3。 前下横梁计算简图如下：其中前下横梁计算简图如下：其中R1-R8R1-R8的取值，即为上步的取值，即为上步计算中底模纵梁计算得到的支座反力。计算中底模纵梁计算得到的支座反力。三、挂篮建模三、挂篮建模前下横梁前下横梁451 1、设定操作环境、设定操作环境 1.1 1.1 建立新项目：建立新项目： 文件文件新项目新项目另

26、存为另存为. 1.2 1.2 定义单位体系：工具定义单位体系：工具单位体系单位体系长度长度（m m），力（），力（KNKN）确定。确定。46 1.3 1.3 确定结构类型：模型确定结构类型：模型结构类型结构类型选择（选择（X-ZX-Z平平面）面）确定。确定。47 1.4 1.4 定义材料：模型定义材料：模型材料和截面特性材料和截面特性材料材料添加添加设计类型（钢材）；数据库（设计类型（钢材）；数据库（Q235Q235）确认。确认。48 1.5 1.5 定义截面：模型定义截面：模型材料和截面材料和截面截面截面添加添加名名称（前下横梁或双拼工称（前下横梁或双拼工45b45b）；截面（选择下拉菜单相

27、）；截面（选择下拉菜单相应截面）应截面）确认。确认。 注意：在双拼工字钢截面构件计算时，由于软件中不注意：在双拼工字钢截面构件计算时，由于软件中不包含双拼工字钢截面类型，可采用：包含双拼工字钢截面类型，可采用： 、取一半构件计算，即构件取单根工字钢计算，构取一半构件计算，即构件取单根工字钢计算，构件上施加的荷载也要相应的取原计算结果的一半考虑；件上施加的荷载也要相应的取原计算结果的一半考虑； 、在型钢组合中考虑采用近似截面代替双拼工字钢；在型钢组合中考虑采用近似截面代替双拼工字钢； 、采用用户自定义截面计算。采用用户自定义截面计算。 本例中采用近似截面代替计算。本例中采用近似截面代替计算。49

28、 截面截面型钢组合型钢组合H H型型+ +板；板； 或截面或截面数值数值箱形截面。箱形截面。50 1.6 1.6 建立节点：模型建立节点：模型节点节点建立建立输入节点坐标输入节点坐标适用适用/ /关闭。关闭。 或模型或模型节点节点复制或移动复制或移动形式（复制）形式（复制）输入间输入间距，输入次数距，输入次数选择被复制节点选择被复制节点适用适用。51 输入节点：模型输入节点：模型节点节点复制和移动复制和移动复制复制（0.3,0,00.3,0,0）/ /（1.2,0,01.2,0,0）/ /（0.94,0,00.94,0,0）/ /（0.3,0,00.3,0,0）/ /（0.4,0,00.4,0

29、,0）/ /（1,0,01,0,0）复制次数（）复制次数（5 5）/ /（0.4,0,00.4,0,0）/ /（0.3,0,00.3,0,0）/ /（0.94,0,00.94,0,0）/ /（1.2,0,01.2,0,0）适用适用/ /关关闭。闭。 注意：每输完一个节点要点适用才可生成节点；复制注意：每输完一个节点要点适用才可生成节点；复制时基准点的选择。可点取选择最新建立的个体即为上时基准点的选择。可点取选择最新建立的个体即为上一步建立的点一步建立的点52 1.7 1.7 建立单元：模型建立单元：模型单元单元建立建立 （材料（材料 Q235 Q235，截，截面面 双拼双拼I45bI45b）适

30、用适用/ /关闭关闭。53 1.8 1.8 输入边界条件：模型输入边界条件：模型边界条件边界条件一般支撑一般支撑支支撑条件类型（撑条件类型（1 1号节点号节点DZ,DXDZ,DX；4 4号节点号节点DZDZ）适用适用/ /关关闭。闭。 Dx Dx代表节点坐标系代表节点坐标系 x x轴方向的位移自由度，并按顺轴方向的位移自由度，并按顺时针方向分别代表时针方向分别代表y y、z z 方向位移及绕方向位移及绕x x、y y、z z轴的转轴的转动位移。动位移。54 1.9 1.9 建立荷载工况：荷载建立荷载工况：荷载静力荷载工况静力荷载工况名称（纵名称（纵梁反力）类型（恒载）梁反力）类型（恒载）关闭。

31、关闭。55 1.10 1.10 施加荷载：荷载施加荷载：荷载自重自重添加添加确定。确定。56 1.11 1.11 施加荷载：荷载施加荷载：荷载节点荷载节点荷载适用适用/ /关闭。关闭。 节点荷载的方向为节点荷载的方向为Z Z轴的反方向，故在轴的反方向，故在FZFZ输入栏中输入输入栏中输入-1-1。荷载的加载方向按。荷载的加载方向按+, -+, -号来输入。号来输入。57 1.12 1.12 运行结果分析：分析运行结果分析：分析运行分析。运行分析。2 2、查看结果、查看结果 2.1 2.1 查看反力：结果查看反力：结果查看反力，最大反力查看反力，最大反力147.7KN147.7KN。58 2.2

32、 2.2 查看应力：结果查看应力：结果应力应力梁单元应力图，最大组梁单元应力图，最大组合应力合应力13.8MPa13.8MPa，与允许应力相比较得出结论。，与允许应力相比较得出结论。59 2.3 2.3 查看位移：结果查看位移：结果位移位移位移等值线，最大位移位移等值线，最大位移0.3mm0.3mm。与允许变形。与允许变形L/400L/400相比较得出结论。相比较得出结论。60 后下横梁、吊带、前上横梁、内外导梁、及空后下横梁、吊带、前上横梁、内外导梁、及空载走行时的各构件计算步骤同上。载走行时的各构件计算步骤同上。61 菱形架采用菱形架采用350mm350mm350mmH350mmH型钢拼装

33、组成，弦杆与腹杆型钢拼装组成，弦杆与腹杆间采用节点板镙栓连接。间采用节点板镙栓连接。 计算参数：计算参数：350mm350mm350mmH350mmH型钢单位重型钢单位重87.4kg/m87.4kg/m，惯性，惯性矩矩I=39506.17cm4I=39506.17cm4，W=2257.49cm3,Sx=1246.59cm3W=2257.49cm3,Sx=1246.59cm3； 由前上横梁计算可知，菱形主桁架单侧主桁前支点反力由前上横梁计算可知，菱形主桁架单侧主桁前支点反力为为407.14KN407.14KN。四、挂篮建模四、挂篮建模主桁架主桁架 62挂篮主桁架计算模型如下图：挂篮主桁架计算模型

34、如下图：631 1、设定操作环境、设定操作环境 1.1 1.1 建立新项目：建立新项目： 文件文件新项目新项目另存为另存为. 1.2 1.2 定义单位体系：工具定义单位体系：工具单位体系单位体系长度（长度（m m），），力（力（KNKN）确定确定 1.3 1.3 模型模型结构类型结构类型选择（选择（3D3D平面）平面）确定。确定。 1.4 1.4 定义材料：模型定义材料：模型材料和截面特性材料和截面特性材料材料添加添加设计类型（钢材）；数据库设计类型（钢材）；数据库 （Q235Q235）确认。确认。641.5 1.5 定义截面：模型定义截面：模型材料和界面材料和界面截面截面添加添加名称名称（输

35、入主桁或（输入主桁或H350H350* *350350）；截面（选择下拉菜单相应）；截面（选择下拉菜单相应截面）截面）确认。确认。65 1.6 1.6 输入节点：模型输入节点：模型节点节点建立建立输入节点坐标输入节点坐标（0,0,00,0,0）/ /（1,0,01,0,0）/ /（4.5,0,04.5,0,0）/ /（4.5,0,34.5,0,3）/ /（10.5,0,310.5,0,3）适用适用/ /关闭。关闭。66 1.7 1.7 建立单元：模型建立单元：模型单元单元建立建立 （材料（材料 Q235 Q235，截面截面 H350 H350* *350350）适用适用/ /关闭。关闭。 注意

36、：注意：若主桁架横杆、立杆、斜杆截面尺寸均不相若主桁架横杆、立杆、斜杆截面尺寸均不相同，建立单元时注意选择相应的截面同，建立单元时注意选择相应的截面67 1.8 1.8 输入边界条件：模型输入边界条件：模型边界条件边界条件一般支撑一般支撑支支撑条件类型（撑条件类型（1 1号节点号节点D-ALL,R-ALLD-ALL,R-ALL；3 3号节点号节点DZDZ）适用适用/ /关闭关闭 Dx Dx代表节点坐标系代表节点坐标系 x x轴方向的位移自由度，并按轴方向的位移自由度，并按顺时针方向分别代表顺时针方向分别代表y y、z z 方向位移及绕方向位移及绕x x、y y、z z轴的轴的转动位移。转动位移

37、。68 1.9 1.9 建立荷载工况：荷载建立荷载工况：荷载静力荷载工况静力荷载工况名称（前名称（前上横梁反力）类型（恒载）、名称（自重）类型（恒上横梁反力）类型（恒载）、名称（自重）类型（恒载）载）关闭。关闭。注意：与前面不同的注意：与前面不同的是，此处建立了两种是，此处建立了两种荷载工况，将自重单荷载工况，将自重单独建立一个荷载工况，独建立一个荷载工况，是因为后面钢结构整是因为后面钢结构整体要进行屈曲分析。体要进行屈曲分析。69 1.10 1.10 施加荷载：荷载施加荷载：荷载自重自重荷载工况名称选择（自荷载工况名称选择（自重）重）自重系数自重系数Z Z输入输入-1-1添加添加确定确定70

38、 1.11 1.11 施加荷载：荷载施加荷载：荷载节点荷载节点荷载荷载工况名称（前荷载工况名称（前上横梁反力）上横梁反力）FzFz（-407.1-407.1）适用。适用。71 1.12 1.12 建立荷载组合：建立荷载组合：荷载荷载由荷载组合建立荷载工况由荷载组合建立荷载工况荷载工况和系数（前上横梁反力，系数荷载工况和系数（前上横梁反力，系数1 1，自重，系，自重，系数数1 1）自动生成自动生成关闭关闭 注意点击查看各组合值得含义，注意点击查看各组合值得含义，gLCB3gLCB3表示前上横梁反表示前上横梁反力和自重系数均为力和自重系数均为1 1，是我们需要的组合，所以在后面，是我们需要的组合，

39、所以在后面查看结果时，注意选择荷载组合为查看结果时，注意选择荷载组合为gLCB3gLCB3这一状态这一状态72 注意注意：对于结构建立多种工况，如存在不同的性质的：对于结构建立多种工况，如存在不同的性质的荷载同时作用在结构上时，均应进行荷载组合，否则荷载同时作用在结构上时，均应进行荷载组合，否则在产看反力、内力、位移、应力时的计算结果仅为单在产看反力、内力、位移、应力时的计算结果仅为单一荷载工况下的结果。一荷载工况下的结果。由此可以延伸到，用极限由此可以延伸到，用极限状态法设计时，将恒载、状态法设计时，将恒载、活载分别建立不同的荷载活载分别建立不同的荷载工况，系数分别取工况，系数分别取1.21

40、.2和和1.41.4进行叠加组合。进行叠加组合。73 1.12 1.12 运行结果分析：分析运行结果分析：分析屈曲分析控制屈曲分析控制模态数量模态数量（5 5）荷载工况（前上横梁），荷载类型（可变）荷载工况（前上横梁），荷载类型（可变）添加添加荷载工况（自重），荷载类型（不变）荷载工况（自重），荷载类型（不变）添加添加确定。确定。注：迈达斯屈曲分析是将注：迈达斯屈曲分析是将荷载作为变量，分析荷载荷载作为变量，分析荷载达到多大倍数时结构失稳达到多大倍数时结构失稳破坏，而自重荷载是不变破坏，而自重荷载是不变的常量，因此前面建立荷的常量，因此前面建立荷载工况时要单独建立自重载工况时要单独建立自重这一

41、工况。这一工况。74 1.13 1.13 分析分析运行分析运行分析752 2、查看结果、查看结果 2.1 2.1 查看反力：结果查看反力：结果反力，后锚处的支点反力反力，后锚处的支点反力637.8KN637.8KN。 注意选择相应的荷载工况，可根据主桁后锚支座反注意选择相应的荷载工况，可根据主桁后锚支座反力计算后锚。力计算后锚。76 2.2 2.2 查看位移：结果查看位移：结果位移（位移（选择相应的荷载组合选择相应的荷载组合）。）。 主桁最大位移主桁最大位移19mm19mm。 注：公路桥涵施工规范规定：挂篮变形与吊带变形之注：公路桥涵施工规范规定：挂篮变形与吊带变形之和不宜大于和不宜大于20m

42、m20mm。77 2.3 2.3 查看内力：结果查看内力：结果内力内力梁单元内力图梁单元内力图MyMy适适用用, ,主桁所受最大弯矩主桁所受最大弯矩400.8KN.m400.8KN.m78 2.4 2.4 查看应力：结果查看应力：结果应力应力梁单元应力图梁单元应力图组合应组合应力，最大值力，最大值适用。主桁结构所受最大组合应力适用。主桁结构所受最大组合应力174MPa174MPa。与允许值进行比较得出结论。与允许值进行比较得出结论。79 2.5 2.5 整体稳定性分析：结果整体稳定性分析：结果屈曲模态屈曲模态荷载工况荷载工况（mode1mode1）模态成分（模态成分（Md-xyzMd-xyz）

43、图例图例适用。适用。 临界荷载系数临界荷载系数=1.2E+002=1.2E+002。80五、挂篮建模五、挂篮建模底模底模625300固结边固结边固结边q固结边挂篮底模采用挂篮底模采用6mm6mm厚钢板，横肋采用厚钢板，横肋采用C8C8，间距，间距30cm30cm。底板下底模计算简图：底板下底模计算简图：811 1、设定操作环境、设定操作环境 1.11.1建立新项目：建立新项目： 文件文件新项目新项目另存为另存为.82 1.2 1.2 定义单位体系：工具定义单位体系：工具单位体系单位体系长度（长度（m m），力），力（KNKN）确定。确定。83 1.3 1.3 确定结构类型确定结构类型 模型模型

44、结构类型（结构类型（3-D3-D平面）平面）确定。确定。84 1.4 1.4 定义材料：模型定义材料：模型材料和截面特性材料和截面特性材料材料添加添加设计类型（钢材），规范（设计类型（钢材），规范（GB03S),GB03S),数据库（数据库（Q235Q235）确认。确认。85 注：如进行木模板计算，设计类型可选择用户定义，注：如进行木模板计算，设计类型可选择用户定义，输入所用模板的弹性模量、泊松比、线胀系数、容重输入所用模板的弹性模量、泊松比、线胀系数、容重等自定义数据。等自定义数据。86 1.5 1.5 定义厚度：模型定义厚度：模型材料和截面材料和截面截面截面厚度厚度添添加加面内和面外（面内

45、和面外（0.0060.006）确认。确认。87 1.6 1.6 输入节点和单元：模型输入节点和单元：模型节点节点建立建立输入节点坐输入节点坐标（标（0,0,00,0,0）适用适用（0.3,0,00.3,0,0）适用适用（0.3,0.625,00.3,0.625,0）适用适用（0,0.625,00,0.625,0）关闭。关闭。88 1.7 1.7 模型模型单元单元建立建立单元类型（板），材料号单元类型（板），材料号（1 1）厚度号（厚度号（1 1）关闭。关闭。 特别注意：当模型中出现多种材料及截面类型，在建特别注意：当模型中出现多种材料及截面类型，在建立单元时要注意选择相应的材料号和截面号。立单

46、元时要注意选择相应的材料号和截面号。89 1.8 1.8 输入边界条件：模型输入边界条件：模型边界条件边界条件一般支撑一般支撑支支撑条件类型（撑条件类型（D-ALLD-ALL；R-ALLR-ALL）选择节点（选择节点（1,2,3,41,2,3,4）适用适用/ /关闭。关闭。90 1.9 1.9 建立荷载工况：荷载建立荷载工况：荷载静力荷载工况静力荷载工况名称（砼名称（砼施工）施工）, ,类型（用户定义的荷载）类型（用户定义的荷载）添加添加关闭。关闭。91 1.10 1.10 施加荷载：荷载施加荷载：荷载自重自重添加添加确定。确定。92 1.10 1.10 施加荷载：荷载施加荷载：荷载压力荷载压

47、力荷载荷载工况名称（砼荷载工况名称（砼施工）施工）方向（整体坐标系方向（整体坐标系Z Z）数值（相对值）数值（相对值）输输入荷载值（入荷载值（-198.2-198.2）选择需要施加荷载的面单元选择需要施加荷载的面单元 关闭。关闭。注：选中的单元及变成绿色；注：选中的单元及变成绿色； 节点荷载的方向为节点荷载的方向为Z Z轴的轴的 反方向，荷载的加载方向反方向，荷载的加载方向 按按+, -+, -号来输入。号来输入。9394 1.11 1.11 分析：运行结果分析：分析分析：运行结果分析：分析运行分析。运行分析。 952 2、结果查看、结果查看 2.12.1查看反力：荷载工况查看反力：荷载工况/

48、 /荷载组合（砼施工）荷载组合（砼施工）反反力（力（FXYZFXYZ）数值数值图例图例适用。适用。96 2.2 2.2 查看位移和变形：结果查看位移和变形：结果位移位移位移等值线位移等值线荷载工况荷载工况/ /荷载组合（砼施工）荷载组合（砼施工）位移（位移（DXYZDXYZ）显示类型（数值、变形、图例）显示类型（数值、变形、图例）适用。适用。97 从变形图看出，此时的变形为从变形图看出，此时的变形为0 0，检查模型无误，与实，检查模型无误，与实际变形不相符，这是因为未对板单元进行划分的缘故，际变形不相符，这是因为未对板单元进行划分的缘故，单元划分越细，结果与实际越符合，同时计算量也越单元划分越细，结果与实际越符合，同时计算量也越大。大。 模式模式前处理器前处理器 模型模型单元单元分割分割单元类型（其他平面单元）单元类型（其他平面单元）xx方方向分割数量（向分割数量（5 5）yy方向分割数量（方向分割数量（5 5）选择