MIDAS例题—4X30连续梁

1、4X30m连续梁结构分析确定结构的有限元离散，确4*30m结构进行分析的第一步工作是对结构进行分析，定各项参数和结构的情况，并在此基础上进行建模和结构计算。建立斜连续梁结构模型的详细步骤如下。1 .设定建模环境2 .设置结构类型3 .定义材料和截面特性值4 .建立结构梁单元模型5 .定义结构组6 .定义边界组7 .定义荷载组8 .定义移动荷载9 .定义施工阶段10 .运行结构分析11 .查看结果设计13.取一个单元做横向分析概要：在城市桥梁建设由于受到地形、美观等诸多方面的限制，连续梁结构成为其中应用的最多的桥梁形式。同时，随着现代科技的发展，连续梁结构也变得越来越轻盈，更能满足城市对桥梁的景

2、观要求。本文中的例子采用一座4X30m的连续梁结构（如图1所示）。1、桥梁基本数据桥梁跨径布置：4X30m=120;桥梁宽度：0.25m（栏杆）+2.5m（人行道）+15.0m（机动车道）+2.5m（人行道）+（栏杆）=20.5m；主梁高度：1.6m；支座处实体段为1.8m；行车道数：双向四车道+2人行道桥梁横坡：机动车道向外,人行道向内;施工方法：满堂支架施工；图11/2全桥立面图和1.6m标准断面2、主要材料及其参数混凝土各项力学指标见表1表1C50C40C25弹性模量（MPa）345003250028000剪切模量（MPa）138001300011200泊桑比轴心抗压强度标准值（MPa）

3、轴心抗拉强度标准值（MPa）轴心抗压强度设计值（MPa）轴心抗拉强度设计值（MPa）热膨胀系数低松弛钢绞线（主要用于钢筋混凝土预应力构件）直径：15.24mm弹性模量：195000MPa标准强度：1860MPa抗拉强度设计值：1260MPa抗压强度设计值：390MPa张拉控制应力：1395MPa热膨胀系数：普通钢筋采用R235、HRB335钢筋，直径：832mm弹性模量：R235210000MPa/HRB335200000MPa标准强度：R235235MPa/HRB335335MPa热膨胀系数：3、设计荷载取值：恒载：一期恒载包括主梁材料重量，混凝土容重取25KN/m3。二期恒载：人行道、护栏

4、及桥面铺装等（该桥梁上不通过电信管道、水管等）。其中：桥面铺装：采用10cm的沥青混凝土铺装层；沥青混凝土安每立方24kN计算，则计算铺装宽度为15m,桥面每米铺装沥青混凝土重量为：X24X15=m;人行道：人行道按照每侧18KN/m考虑；栏杆：按照每侧每米470kg计算，即按照m；二期恒载合计：85kN/m活载车辆荷载：公路I级；人群荷载：m2;（根据公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）第27页4.3.5条第一款的规定：当桥梁计算跨径小于或等于50m时，人群荷载标准值为m2;）温度力系统温度：升温25C、降温15C;箱梁截面上下缘温度梯度变化参考新规范（公路桥涵设计通用规范（JTG

5、D60-2004）第4.3.10条取用。图2竖向梯度温度（梁截面温度）不均匀沉降考虑到桩均为嵌岩桩，所以在本计算算例中不考虑支座沉降的问题。强度发展强度发展采用CEB-FIPB范的公式：ftS28 exo s 10.528teq，式中：S28表示混凝土的28天强度；teq时间参数；S表示水泥种类，早强高强水泥选，一般水泥或早强水泥选，缓凝水泥选。4、结构有限单元离散在4X30连续梁结构计算分析中，考虑到结构的受力特点（主梁为预应力结构、桥墩为普通钢军混凝土结构）分别建模计算分析，在此文本中仅考虑预应力混凝土梁的结构分析,建模时仅建主梁模型，桥墩及基础等均不在建模计算范围内。、设定建模环境为了做

6、连续梁施工阶段和成桥阶段分析首先打开新项目“4X30连续梁”为名保存文件,开始建立模型。单位体系设置为“mD“N”。该单位体系可以根据输入的数据类型随时随意更换。文件/口新项目文件/口保存（4X30连续梁）工具/单位体系长度m;力N图3设定建模环境及单位体系MuM温处二不口。 1*11<t*h? Sflr* -五 M HRSS M| « g A !1W FR&VQ1 FtJ增七二 用L' 一上3巴必削序必因岁 4%）蛤f事0 _*q *当U程“.串#n二、设置结构类型由于是连续梁结构，所以在做结构计算的时候没有必要选择3-D分析，只需要考虑平面分析即可以，这样即

7、可以减少在定义约束条件时出现的问题，同时又能保证结构设计的质量。模型结构类型-结构类型（X-Z平面）将结构的自重转换为自重（按集中质量考虑转换到Z）华”3d结构TI算14一3口计；强劲凶二刘L）分析凶定义沼户坐株黑M定义诙网依）节点也），单元（日材料和禹面幅性吧）J3舁茶片出），质量M»的名平面团,一I显凰工隹目录也）殂，II图4设置结构类型三、定义材料和截面特性值1、定义材料在材料和截面对话框中选择材料表单点击按材料钮。输入主梁的材料特性值。模型/材料和截面特性/西材料号：1名称：(C50)设计类型：混凝土混凝土：规范：(JTG04(RC)数据库：C50按上述方法参照表1输入混凝土

8、和预应力钢绞线的材料特性值。表1.材料特性值序号项目设计类型规范数据库1C50混凝土混凝土JTG04(RC)C502故应力钢绞线钢材JTG04(S)Strand1860civil加o*旧，搐彳事*什3墟讣苜5乂加尊款*jitt,*trnj_'>:0文中修货也已猾算。；即用 迫:野播史 坛.占二 -"%匕1匕岚国产学;:一旦问不工甲船？ |上性用ntF讳林T料'色卡嗅审苴*玲制+ h.尹才E.，bj n« *Jdl4!FE?| H> H理彳而熟捌-I的RR导薪，中立 W期m+，哨麻湖却?1 总 +4L型"FWJS* Bf 11FC It“

9、卜。总T$F打而加幅+1 0.必讶计* n立询楼Ulll Clft：L 一粒多星回热十蓬京 点削g XJL 1'!灯也配处H与脸罩匕手:H卜'±四一 充昨电北口全明管|千工姑，瞳隼TT *N*映|71口 |不匕|停41SV-n + frTOj *予即日媪国事飞年士也$记立1SB冏口)尊 S*f(E； 1H1:店界新件1町*ASCH)Q.ffiliJ.相曲造海，3a国村引电1二油 甘 nMW常不H1TM琳惠“EI承赳甲 M阀问咖科册外 忖|依|“. gElW的联距此 吨同寻性讨料注指叫一 陆春,千tt用射物轲咕.好蛛血.敬面但“武市杆市8府卡的伯.精:前帆天酝Mt孤，-

10、高-女性V*隆It为先知也;岫思K“.”修打uVrfifi <_). .叶母桃:上方建阳.由卡*弓俄承村匕府H暇性, 版性W.Ct3山二一CtfU45'“ I用 U: Qi C .DG 0, 0 Ql-to ' Uj, e.i 0h匕加£描抄析 于CQ X志Si图5定义材料特性值1定义多种材料时，使用血用按钮会更方便一些。图6定义材料特性值2定义时间依存性材料（收缩和徐变）模型/材料和截面特性/时间依存性材料（收缩和徐变）/添加/名称：C50混凝土；设计规范：china（JTGD62-200428天强度：50N/mm2；环境年平均相对湿度：70%；构件理论厚度：

11、1000mm；水泥种类系数：5;收缩开始时的混凝土龄期：3天;点击：Ian按钮。阜工M.坊*UJ外病西里码他一回MUDS4jjjmtUSI口/WdWiJai +院乌三.山阳口也也承为心口-57“M丁工i国甘日解0，向I思岁修附却：拿羯iHT:山四EfitHI爸工 ISLlttSflU性Hw；闻出I病 mi.，E 懵不性MUlf工 修注七FE*拜，里 曰皿EA.F4厘NS!事物2R，, >«H9ii.«ID-方修两g.IE»tK*r偃书座（HE MW廿M口 ze2#*印CUtaiiMM*邛颦咐工.1a定义时间依存性材料（抗压强度）模型/材料和截面特性/时间依存

12、性材料（强度）名称：C50;类型：设计规范；强度发展一一规范:/添加/CEB-FIP混凝土 28天抗压强度：50N/mm 2;水泥类型:N,R:点击 寸按钮戈曼视面rEE-FEr1511A4酊.注信r r2TLmr ”由列料口行11 L2 ：I4 It 19：打1耳国wmci21图8定义时间依存材料（抗压强度）时间依存性材料连接：徐变和收缩：C50混凝土；强度进展：C50;选择指定材料：C50混凝土，点击,按钮;操作：点击1tH按钮2、定义截面特性值输入预应力混凝土梁的截面特性值。在材料和截面特性对话框的截面表单选择'按钮。叵1为 式岬妇 的1% nsi> 生哪 则/ 身加船 唱

13、fw tfalCQi值式01 口虏回 TKD M口 WMfldi&N |««| |带鼬尺寸_ idi to»-an laB建-sir-厂牌!f墓隔幡1帘3印1房中;聊出喊巾圻：网冷利 Htf!让l/，I力图AiV理冷口wiBJ< 怡，七雄/"鼾口|匚物吸加力林卓累Mw百更修丹 n 飞 -1 & q IdKlKiKL£:由"磨口十Q1 5KE2E-U呻量次N均,FEFIM共iflG偏世：中心礴jWWI ”曲心 IftiJLMt |事组凶图10定义截面在该连续梁中，截面高度是变化的，同时底板和肋的厚度也是变化的，故在

14、做设计时候先定义标准的等截面，然后再定义变截面。截面/添加-/设计截面/单箱多室2截面号：1名称：实体段对称(，)室数(3)板宽()m室类型：多变形外轮廓尺寸H01(0.15m);H02(0.3m);H04(1.35m)B01(2.5m)B03()B04内轮廓尺寸HI1(0.85m)HI6(0.85m)BI1(2.5m)BI6(2.3m)点击耳和卜F溜称竣卜三阿M去*代居点r的蠲多辿罪rhd1mi期看笠步口目击住唱唯尺寸：|S"硼彳他中兄寸HDI一注,而史_.NCE立kWriI.曜4gL,酣堰更»HD3h.603旧0»M：h|：135国R鸵IffiE|&用

15、,坤5寸mi0质.m号fawk,m|口'mz-LF皿LlpMMM.M3S.必rP网*mupvtiR*-SEipkit.忸m酎幻疝EIT修一品P'*mE.岫崎21：启用百3KJ：1"n1?4CWJS杭可用主印1日就£1|7-n|7匕|"n*产生心专口妇回省=看主iSWo货才修：工他应=奥卜甲j营|H聊哂I-litH|有舞心i,席面附勺伯图11实体段标准截面其余各截面的输入见图1216所示（具体截面参数见结构参数示意图）iklna书院史MS更甚F-inrn航日用i?iV»Ep-nHMU送-pH)1(FTn心丝二,KJ-JIa顺寸hBBOEoE

16、W#HD3I。打kMM|L.J3的,|$Ek.ED5S.住，次足寸U|a«!|p«taK：tUEEG-11HIE-II-1皿匕髓aZ131hHE3-4加工.EU11阳5。卜1151n./.,MpEIS产彳曲J,HT|JhEER-ED|口0*目I目引0号甫刃呻更#«|由QIJI图127号截面（等截面区截面）图133号截面图144号截面图155号截面图168号截面由于有一部分结构为变截面，所以需要定义变截面，具体操作步骤如下:截面IX设讣载面初用XI本加6).|柱囱微板融西号|n4U5S垃觌防，用尸|»«，且合胸|土E05显示u破性值.KS2：C心

17、厂产工4门户步冷4府布据'"3TWI题/E加她常化：V为JSW阳彝汰例次硅r讨耽度用网格尺寸:G：0.4,0.0mIn川mT方幻1Hl，|G第防F斯氏f移圣万两塔中的跋他即荷不汨X|刻6床，用尸|物立|徂台能面2曲俎台|囱十能面至被面M台羔面.款面号：H防£亥2法透rgT户广力I?左所加0.0000XI0.0000rZ"自动PZ3-自动R51-日动r理度(51)OOOOOr.S2-自动r璋以(52)0.0000rjS37动r璋度(S3)0.0000nT-fisD"T"停层0.0000S-Vxdth0.0000r>LMI0.0000

18、r>L:BX20.0000r.导人.伟淡化曲火化：“飒宠弗pSSif|一次科71r计口%度用网恪尺寸:WG中心施饿心.&T盟心3fii)y；l*-BIJ显示的际幽IBUA|取福运用如IILLJ._运用-等河乂国P16用I*RJlg0 弋呼ITM.ITfeQQfe丁' J 3 三 ”,.:.,诊 VrER33公日句例VSE1 丁 9/7。* -rs (5g5pSwwB出塞5型公幺团由ll。手”0'0-"4，如IJJ06a"方了的名*玲蒿x釐沿事(anxn：srF»HS：1JI(5暮.CO：1IIUMUX®阖瘠*.£3

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37、出自*5:0哀WE懂Ai王片A，堂”：；，K二)收上世有用瞰苜当百於图35钢束输入示意图按照同样的方式进行其余各束的钢束布置形状的输入。其余各束的钢束布置形状参数见表622所不。表5.预应力钢束特征参数及数量表钢束名称钢束特性值钢束数量钢束名称钢束特性值钢束数量F01154F101210F02154FD1154F03154FD2154F04154FD3154F05154N176F06126N276F07126N376F081210N476F091210TC196表6.F02钢束形状参数（单位：m）XYZR00010100606106060610606:061060610606010000XYZ

38、R0000010060606060606060606060606010000表钢束形状参数（单位:m)表8.F04钢束形状参数（单位：m）XYZR000000600表9.F05钢束形状参数（单位：m）XYZR00060600表10.F06钢束形状参数（单位：m）XYZR000600表11.F07钢束形状参数（单位：m）XYZR000600表12.F08钢束形状参数（单位：m）XYZR00040600表13.F09钢束形状参数（单位：m）XYZR00040600表14.F10钢束形状参数（单位：m）XYZR00060600注：表615,插入点均为（0,0,0）表16FD1钢束形状参数（单位：m）

39、XYZR000406800插入点,0,0）表18.TC1钢束形状参数XYZR0000插入点（0,0,0）表21N3钢束形状参数（单位：m）XYZR0002200插入点(,0,0)表15.FD2钢束形状参数（单位：m）XYZR000600表17.FD3钢束形状参数（单位：m）XYZR000406800插入点,0,0）表19N1钢束形状参数（单位：m）XYZR00000表20N2钢束形状参数（单位：m）XYZR0002200插入点(,0,0)表22.N4钢束布置形状参数（单位：m）XYZR0002200插入点（,0,0）张拉预应力钢束:臣JCIMI»H-AWxHXt4Kl-MMnl81*

40、1 IC*»LI 脏.山事缴匕 蜀国工由立色片野口由LIZ JftAtui量再0 TAt.L BU.iil ttJjfc.:vk | smtmei t>n 底窗理*1u.piafl/m as m Rb1e ,附镖hu啊制 i 而°圄刁园摹刀为* H学口|日啕陲ii吉叁n出岁旦_星.曰*曰匕解工上I:口成0郭12 -自3:产 日触电1刎&0j由厚际 a丹1*2if* ;占.（J力-.£一，亡#痘Li<?We Eisjii的血in® 澳瓜加a*匚占例，" CTiF JL->170S :*F， w 1 7+ H 1量_IwA

41、-jTe以旭IRr* ）左.芍*.呼.二1烹侬iM出鬼QJm国单元哥在以Igh阙4定先平曲者随至J3£1抨屿莺色叫庄跑缶厮黠号 叨理巴折西痞LI n虢M0寸牝瓢舞时）f XJ±mM.jTS?>I£I登一 ftCtfcffrTNijJI靠生曲灯脚舞雷IH5 青崂打加尚修也II 卦仁1布力百宝LJ近,外英里的庆工说心两加 SAWfclBLtTW司处矗希工）图36张拉钢束示意图钢束张拉：荷载/预应力荷载/钢束预应力荷载荷载工况：预应力；荷载组名称：预应力；选择加载的预应力钢束：F01、F02、F03、TC1、N2、N3张拉力：（）应力；先张拉：两端；开始点：139

42、5N/mm2；结束点：1395N/mm2;注浆：下0个施工阶段；点击：|的E，按钮选择加载的预应力钢束：F04、F06、F08、F09、F10、FD13N4张拉力：（）应力；先张拉：开始点开始点：1395N/mm2；结束点：0N/mm2;注浆：下0个施工阶段；点击：|小匕上按钮选择加载的预应力钢束：F05、F07、N1张拉力：（）应力；先张拉：结束点开始点：0N/mm2；结束点：1395N/mm2;注浆：下0个施工阶段；点击：按钮30 C,降温输入系统温度:根据当地的气候条件，确定结构物的系统温度；本结构中暂定系统升温为为-15C。具体的超作见图：荷载/温度荷载/荷载工况名称：系统温升；荷载组

43、名称：默认；最终温度：30;点击修加J,按钮；荷载工况名称：系统温升；荷载组名称：默认；最终温度：-15;点击包按钮；系统温升见1所示，系统温降见2所示.加空忖|：|他衣u 桐,叱：修H印EKUJ|注胤fcjftiHMVfi&JULO).H的MHffl工.叼 甘鹏曲 UH.口:'.Ltr-ft m.%7T>1卜以WGI?解力*It工农工人.用町呼甑立西航工瞅口.BElM-卒击律力.H II HTl* E ：r»中事l<w询而Tfl环9匕甫'Li曲有，1 3E?B工也一回1:XVMM依我iS_a._| Sit MJ*jJ .巧吗为量tNJL.克三喔前

44、位呼IJ2J.F也用HdSH宜止 国, 白匈 国城聿元看税加，在雄盘单mtm一后讨辛壬能歌二赛：.湿直苜呈氨也:£ .jHfcSKiSftftlhi .灵EM他最森口息二哥单城定X平五廿晨型.史：.时凝T由靶性|£ t S»l tttit S由度普*口. JrTfr.p)将点告工充便.度niiMiv paatt 叵*trI wit>| H)|if-T'*'启建民击it受：析克里切 时杜"勒胃LD机安号.VX：m 支雷温工”格力除 RW£面为断碰也 *比马加莉曲山 IF、，聃中m,Ji -r)(M «U I &qu

45、ot;.-tarvi Cl*花|府但| 卓音M B薛n |1 用.上rm仃丘二<=;目 才;上冷吟叼中小二；母后图37输入系统温升、温降示意图16cm沥青混凝土铺装层，所以温度温度梯度输入根据本结构所处环境的条件，本结构铺装为梯度数据见图2温度梯度所示。荷载/温度荷载/梁截面温度荷载工况名称：梁截面温升；荷载组名称：默认;选项：（）添加；截面类型：（）一般截面；方向：（）局部-z;参考位置：（）边（顶）；截面温度：材料特性：（）单元81: 20m；H1:0;H2:;T114C;T25.5C;82: 20m；H1:;H2:;T15.5C;T24.58C;83: 7m；H1:;H2:;T14

46、.58C;T20C;按'U按钮，选择单元178号；点击一剪|按钮；图38输入梁截面温升数据荷载/温度荷载/梁截面温度荷载工况名称：梁截面温升；荷载组名称：默认;选项：（）添加；截面类型：（）一般截面；方向：（）局部-z;参考位置：（）边（顶）；截面温度：材料特性：（）单元81: 20 m； H1: 0; H2:; T1-7 C; T2 -2.75 C;82: 20 m； H1:; H2:; T1-2.75 C; T2 -2.29 C;-B1: 7 m； H1:; H2:; T1 -2.29 C; T2 0C;按县按钮，选择单元178号；点击 初按钮;高和上分情出抡副感蚀讦通擅KI £Ll TMCL 口也相物吐SLNWRk jr? r * * MJ #IL =叼 a,i*"4f *.* ,*为曲普硼匏工可看顼KJ一轼4F