05月专题-psc设计0531典尚

1、egrated Solution System for Bridge and Civil Strucutres典尚设计-路桥效果图、三维动画http一、剪力-柔性理论1. 纵梁抗弯刚度32.横梁抗弯刚度43.纵梁、横梁抗扭刚度44.虚拟边构件及横向构件刚度5二、模型多支座反力与实体模型结果比较三、采用建模助手生成模型1. 前言72. 结构概况73. 1 1法建模助手建模过程及功能亮点4. 修改225. 在自重、偏载作用下与FEA实体模型结果比较 2 4四、结合规范进行PSC设计典尚设计-路桥效果图、三维动画http目录一、剪力-柔性理论1.纵梁抗弯刚度【强制移轴（上部结构中性轴）法】典尚设计-

2、路桥效果图、三维动画http3各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合强制移轴，使各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合，等效纵梁抗弯刚度2.横向抗弯刚度3.纵梁、横梁抗扭刚度典尚设计-路桥效果图、三维动画http44.虚拟边构件及横向构件刚度典尚设计-路桥效果图、三维动画http5此处d为顶板厚度。此处d为顶板厚度。二、模型多支座反力与实体模型结果比较模型（kN）模型（kN）多支座模型实体模型（kN）实体模型（kN）0多支座实体模型模型（kN型（kN）0支座1支座2支座3支座4支座5支座6多支座模型典尚设计-路桥效果图、三维动画http6比较结果：与实体模型结果相比较，出

3、在自重荷载作用下，模型计算的多支座反力结果失真，而模型结果较合理。采用建模助手生成模型1.前言2.结构概况典尚设计-路桥效果图、三维动画http7桥梁三维几何模型图本桥为29.97+30+29.97三跨预应力混凝土连续。主梁为单箱3室结构，21.2m，桥梁采用满堂施工、一次落架。通过本例题重点介绍midas Civil的法建模助手功能以及结合规范进行设计。宽、斜交桥、曲线桥的模型无法正确计算横向支座的反力、荷载的横向分布、斜交桥钝角处的反力以及内力集中效应，利用法模型可以非常方便的解决以上问题。法建模的关键在于采用合理的划分方式和正确的等效刚度。用等效 代替桥梁上部结构，将分散在板、梁每一区段

4、内的弯曲刚度和抗扭刚度集中于最邻近的等效内，实际结构的纵向刚度集中于纵向构件内，横向刚度集中于横向内。理想的刚度等效原则是：当原型实际结构和对应的等效承受相同的荷载时，两者的挠曲将是恒等的，并且每一内的弯 矩、剪力和扭矩等于该所代表的实际结构部分的内力。由于实际结构和体系在结构特性上的差异，这种等效只是近似的，但对一般的设计，法的计算精度是足够的。法作为桥梁空间分析的一种简化方法，虽然较比板壳、实体有限元方法建模简单、求解方便，但是前期的截面特性计算量大，且对于新手来讲容易出错，非常耗时。midas Civil的法建模助手功能可以帮助用户轻松实现上述功能。法建模助手，对于单箱多室箱、斜交桥、曲

5、线可自动生成模型。2.1定义材料典尚设计-路桥效果图、三维动画http8定义Strand1860钢材2.2定义截面典尚设计-路桥效果图、三维动画http92.3定义钢束特性值10http荷载 预应力荷载钢束特性值3.法建模助手建模过程及功能亮点模型 结构建模助手 单箱多室箱梁法建模助手布置11http打开建模助手数据文件“悬臂2.1m3x30单箱3室箱梁.wzd”。模型 结构建模助手 单箱多室箱梁法建模助手布置布置支座方向指定切向在与固定支座的连线上典尚设计-路桥效果图、三维动画12http附注：为了方便布置钢束，跨度信息中边跨包含了边支点左右的横 度，实际跨度为（29.97-0. 47）=2

6、9.5m。划分形式斜交正交模型 结构建模助手 单箱多室箱梁法建模助手跨度斜交改。典尚设计-路桥效果图、三维动画13http附注：此数据此时为随意输入，在生成后的模型中按实际修模型 结构建模助手 单箱多室箱梁法建模助手跨度斜交典尚设计-路桥效果图、三维动画14http模型 结构建模助手 单箱多室箱梁法建模助手跨度斜交改。典尚设计-路桥效果图、三维动画15http附注：此数据此时为随意输入，在生成后的模型中按实际修模型 结构建模助手 单箱多室箱梁法建模助手截面布置快速自动调整生成各截面特性值典尚设计-路桥效果图、三维动画16http此处的分割距离可以自定义输入调整。典尚设计-路桥效果图、三维动画1

7、7http模型 结构建模助手 单箱多室箱梁法建模助手横桥向模型 结构建模助手 单箱多室箱梁法建模助手荷载布置输入距离Di，快速定义多车道位置典尚设计-路桥效果图、三维动画18http自动生成成桥支座沉降荷载工况。模型 结构建模助手 单箱多室箱梁法建模助手钢束布置典尚设计-路桥效果图、三维动画19http可以通过输入偏心值来定义添加左右钢 束。方便快捷生成钢束张拉力荷载。自动生成：将框中输入的钢束信息，自动赋予给所有梁。x、z坐标不变，y坐标与每个截面的型心相同。模型 结构建模助手 单箱多室箱梁法建模助手钢筋布置典尚设计-路桥效果图、三维动画20http输入整体截面的钢筋信息，分割截面自动生成钢

8、筋信息。模型 结构建模助手 单箱多室箱梁法建模助手钢筋布置建模助手生成的模型典尚设计-路桥效果图、三维动画21http输入整体截面的钢筋信息，分割截面自动生成钢筋信息。4 修改结构4.1修改端横梁位置的结构4.2修改边界模型 节点和移动典尚设计-路桥效果图、三维动画22http建模助手的边界生成功能亮点体现在：根据桥梁结构空间自动赋予结构支座局部坐标和空间布置位置。但生成的边界的弹性连接需要根据实际结构进行修改。将支点（171 172 177 178 193 194 203 204）向上 与横梁相交，并分割横梁。删除建模助手生成的弹性连接，然后再将顶底部点进行弹性连接中的刚性连接。为了方便布置

9、钢束，跨度信息中边跨包含了边支点左右的横度，实际跨度为29.5m，所以需要修改端部的结构。1、桥梁左端横梁和左端支座节点选中，沿着X轴移动 0.47m；2、桥梁右端横梁和右端支座节点选中，沿着X轴移动 -0.47m；3、修改端横梁的尺寸。4.3增加虚拟边构件和横向构件件。典尚设计-路桥效果图、三维动画23http红色构件为增加的虚拟边构件、边横构件此处d=0.25m为顶板厚度。虚拟边构件、边横构件截面此处d=0.25m为顶板厚度。为了方便布置在翼缘位置的荷载，增加虚拟边构件和横向构5、在自重、偏载作用下与FEA实体模型结果比较典尚设计-路桥效果图、三维动画24httpmidas Civil模型

10、自重支反力FZ、偏载支反力FZFEA实体模型自重支反力FBZ(V)FEA实体模型偏载支反力FBZ(V)为了与FEA实体模型在同一上进行比较，故删除模型中与FEA模型没有的信息，然后计算，查看反力结果。根据结果出自重情况下支反力基本相等，偏载情况下支反力相差在1.5%左右。结果比较合理。四、结合规范进行PSC设计结果 荷载组合承载能力荷载组合用来进行结构的承载力验算（正截面抗弯、斜截面抗剪等）。使用性能荷载组合不勾选E用来进行结构的截面抗裂验算（对于A类预应力混凝土构件进行正截面抗裂验算时，要考虑在荷载长期效应组合下的验算，但此时规定的荷载长期效应系指结构恒载和直接施加于桥上的活荷载产生的效应组合，不考虑间接施加于桥上其他作用效应。此时程序在验算时，会自动掉间接荷载效应）。典尚设计-路桥效果图、三维动画25http使用性能荷载组合勾选E(表示弹性验算荷载组合）用来进行结构的正截面压应力、斜截面主压应力验算、受拉区钢筋的拉应力验算。荷载组合1、 midas Civil自动生成荷载组合完全与规范规定相吻合（例如：按照04规范做公路混凝土桥梁设计，那么自动生成的荷载组合就是按照04通规生成的）。2、如果要结合规范，做混凝土设计的话，程序只调