10midas civil教程110midascivil例题-tut3典尚设计

1、例题3T型桥墩MIDAS/Civil例题3.T型桥墩1分析模型与荷载条件 / 1用单元进行3设定基本功能及输入材料 / 3使用面单元形成桥墩平面 / 5232828入运行荷载组合 / 28确认变形 / 30确认应力 / 313. T桥此例题针对桥梁设计中比较常见的T型桥墩介绍了其从建模到结构分析的全部过程，以便于用户跟随操作。此例题也和“例题1”一样主要使用。分与件T型桥墩的结构形态和关于结构模型的大概内容如图1、2所示。图1. T型桥墩的模型1例题单mPP1PP11PP1P11型的 点图2.T型桥墩的立面图和侧面图荷载条件考虑垂直荷载(P1)和荷载(P2)。荷载条件1 : 垂直荷载 P1 =

2、 430 kN荷载条件2 :荷载 P2 = 516 kN对于边界条件，假设桥墩的下部完全固定。作为参考，此例题的目的是以介绍MIDAS/Civil的功能为主的，因此这里所作的假设有可能与实际情况不同。另外在这里省略了前面例题中对MIDAS/Civil的需基本事项的介绍。所2T型桥墩行本功 及 入材为建立桥墩的模型，先打开新文件(目)并以Pier为名保存(保存)。中点击选择键( )，将其设定为k所要使用的N和m。系通过在画面下端的状此例题也与“例题2. 单跨拱桥”一样主要使用画面上的方法请参考例题2。标菜单来建模。将各种 标显示于桥墩的材料特性按以下输入。图3.图4. 输入材料数据输入材料的窗口

3、点击材在图3中点击在的材输入栏确认1 (参考图4)3在类 选择栏选择土4土的 材选择栏中选择GB(RC)库选择栏中选择C255在6在3例题7 点击键点击键本例题中不使用对桥墩直接利用实体单元建模的方法，而是主要采用将面单元按一定方向扩展(Extrude)来形成实体单元的功能。建模的步骤如下。将基础下端的平面按四边形面单元建模。此时对于即将扩展为柱子的部分，考虑柱子的形状将其建立为圆形面单元。把所建立的下部平面(面单元)按桥墩基础部的厚度进行扩展来建立基础模型。在下部平面中选择属于柱子部分的圆形平面并将其按柱子的高度进行扩展。为建立桥墩帽的模型，将基础下部所输入的面单元中考虑为桥墩帽的部分移动到

4、桥墩帽上端的位置。将该面单元按领域区分分别垂直投影到桥墩帽下端的倾斜面上来形成桥墩帽模型。4T型桥墩用面单元桥 平面对于基础下部平面中圆形柱所处的位置利用手功能按以下步骤输入。表单选择 构选择栏中选择圆形()(参考图5 (a)在在的表单的E t在R输入栏输入0.8选择栏输入2选择栏输入1表单中选择4在以形在或在(参考图5 (b)在在m输入栏输入16在n输入栏输入47输入栏输入-4, 0, 0在表单的的Alpha输入栏输入-90(参考图5 (c)在的左侧表示标记后，在右侧选择栏选择3(0.8,0.8)在的(a)(b)(c)表单表单表单图5. 板建模助手输入窗口5例题2点击键点击4点击点击(Tog

5、gle off)Gr此可T为了以后将所生成的圆形利用扩展功能(Extrude)建立圆形柱子时选择的方便，事先将此部分利用定义为组。点击点击鼠标右键选择新建后，输入圆柱在点击全将 表单的圆柱拉放(3&放)到模型窗口的位置4图6. 结构组的建立6&T型桥墩对连接圆柱部与四方形基础的部分按不规则四边形的面单元输入。点击立 点在 标(x, y, z) 输入栏输入-3, 0, 03在选择栏的输入1(dx, dy, dz) 输入栏输入0, 1, 0键4在5点击在 标 (x, y, z) 输入栏输入-4, 1, 067在选择栏的输入08点击键9点击单元0确认的输入栏输入3号 (Toggle on)在方点击单

6、元3在点输入栏利用 标功能依次指定节点66和67，67和68。4点击立单元5在单元选择栏选择平 应 单元并确认4选择栏确认厚板选择栏的 No. 输入栏确认16在7在材在厚度 选择栏的 No. 输入栏确认1依次指定节点66、69、9、5来输入面单元65依次指定节点69、70、13、9来输入面单元66依次指定节点70、67、71、13来输入面单元67890依次指定节点来输入面单元依次指定节点17、72、68、21来输入面单元697例题对于基础平面的剩余部分，可通过在输入边上的桁架单元后将其扩展成面单元来完成建模。(参考图7)在建元的 元元选择栏选择在 叉左侧的标记2选择栏确认依次指定节点66和67

7、71 72)4点击立(选择桁架单元70元r元时E m n元选择栏选择点击单元单元在出关F Tt选择栏 除 左侧的标记7确认在 元u选择栏的元确认元n相应相元,则面上在选择栏确认厚在生选择栏确认选择栏确认在在dx, dy,点击dz 输入栏输入0.5, 0, 0, 在键输入栏输入62图7. 面单元的建立8T型桥墩利用与上述类似的方法来形成基础宽度方向的面单元。点击立单元2在单元选择栏确认 架单元在 叉选择栏确认点左侧的标记4利用标功能依次指定节点 68和96。号 (Toggle off)立点击点击7点击单元在选择栏选择 单元 面单元标 选择栏 除 左侧的标记确认在单元选择栏的 单元确认 单元在选择

8、栏确认在dx, dy, dz 输入栏输入0.5, 0, 0, 在2输入栏输入5点击键图8. 形成面单元9例题利用对称功能完成基础模形的一半如下。点击全组234567点击在画面左侧的选择圆柱后，点击鼠标右键选择 除点击单元在 式 选择栏确认选择栏选择 z-x键面, 在 y 输入栏确认0在 点击点击在 点击点击在点击平选择栏选择 y-z键立的 体选择栏选择 z-x键(参考图9)面，并在 x 输入栏输入-49平面，在 y 输入栏确认0平图9. 完成基础下端的面单元10T型桥墩利用扩展功能(单元)将所形成的基础板扩展成相应部分(基础、圆柱、墩帽等)的实体单元时，为选择过程的方便需对相应扩展对象命名。参

9、考图10按如下方法对各领域命名。点击在组点击鼠标右键，选择新后，在名中输入1 to 5中输入墩帽, 在后点击口，如图10选择相应单元3将 表单的墩帽1拉放到模型窗口如图选择相应单元，将墩帽2拉放到模型窗口如图选择相应单元，将墩帽3拉放到模型窗口如图选择相应单元，将墩帽4拉放到模型窗口如图选择相应单元，将墩帽5拉放到模型窗口45678图10. 定义组11& 放墩帽 1墩帽4墩帽 2墩帽 3墩帽 5例题利用所输入的基础板使用单元 功能形成基础部。点击标准2点击全点击单元4在选择栏选择平 单元单元ur用E5确认标 选择栏动 左侧的 标记ru在单元选择栏的单元类 确认选择栏确认1 :C240式 选择栏

10、确认单元E m n前7在元在末时在生在选择栏确认在dx, dy, dz 输入栏输入0, 0, 0.5, 在输入栏输入4点击键图11. 完成基础12T型桥墩选择以功能所指定的圆柱部分并按如下步骤将其扩展成实体单元。点击选择并双击圆柱单元选择栏选择 面单元在3点击单元4在在 标 选择栏解除 除左侧的标记5选择栏的 单元确认 体单元选择栏确认1 :C2406在单元7在材式 选择栏确认选择栏选择厚并确认距8在生在9方ue方法中Tr n l i n的元方e方 ( 元的功输入栏输入12输入栏输入0.5向选择栏确认+z键0在在在元由十在3点击13例题图12. 完成圆柱将欲扩展成墩帽的面单元移动到墩帽设计位置

11、的上端。点击双击墩帽1/2在点击在选择栏选择4选择栏确认输入栏输入0, 0, 8.5键在在dx, dy, dz点击714T型桥墩图13. 柱子的墩帽为建立桥梁墩帽的模型，激活图13中表示的部分。，选择图13的部分点击2 点击活15例题图14. 墩帽上端的面单元为了将墩帽上端的面单元投影扩展到下端的平面上来形成实体单元，对指定下端投影平面时所使用的节点可按以下方法输入。/节点点击点击单选择节点2768和2745 (参考图14)在 式 选择栏确认距3动的4确认在dx, dy, dz 输入栏输入0, 0, -1.55输入栏确认1键6在7点击单选择节点2748和2694 (参考图14)8点击动的距9确

12、认在dx, dy, dz 输入栏输入0, 0, -2.5016977 6747T型桥墩在输入栏确认1键选择节点2706和26792点击(参考图14)点击4确认在dx, dy,在的距dz 输入栏输入0, 0, -2输入栏确认1 键 (参考图15)7点击图15. 为墩帽建模而节点17777例题将墩帽上端的面单元按不同的区段投影扩展到墩帽下端。点击组在组双击墩帽2单元选择栏选择平面单元 体单元3点击在类4在 标 选择栏确认 除左侧的 标记5在单元 性 选择栏的单元确认 体单元6在材在生选择栏确认1: C2407节点选择栏选择式 选择栏选择在平面上功能连续指定节点9在在定义 准平面 输入栏利用 标27

13、692770和02772在方选择栏选择选择在输入栏输入0, 0, -12输入栏输入5键在4点击点击双击墩帽 3在单元选择栏选择平面单元 体单元7点击在类8在 标 选择栏确认 除左侧的 标记9在单元类选择栏的单元确认 体单元0在材在生选择栏确认1 : C240选择栏确认222的距3确认在dx, dy, dz 输入栏输入0, 0, -0.54在次输入栏确认5键52点击18T型桥墩7点击在列 双击墩帽 4单元点击在选择栏选择平 单元单元在 标 选择栏确认 除左侧的 标记2在单元选择栏的单元确认 体单元在在生选择栏确认1 : C240式 选择栏选择tr R34元 行)的方法有Tr n lat tjec

14、在式 选择栏选择平 上功能连续指定节点2771中T n的方法是方t te方在 义平输入栏利用标2774和2773在方r j tline l nc ns h r m nt7选择栏选择方在输入栏输入0, 0, -1c n ere ii选择分在输入栏输入5键点击点击在42双击墩帽 5点击单元4在选择栏选择平单元单元在 标 选择栏确认 除左侧的 标记在单元在选择栏的单元选择栏确认1 : C240式 选择栏确认确认 体单元474在生确认的距在dx, dy, dz 输入栏输入0, 0, -0.4在输入栏确认5键52点击19例题图16. 完成墩帽删除为利用扩展功能形成实体单元而输入的面单元，并利用单元功能对

15、所有实体单元进行对称。点击全点击选2在选择栏选择点击4键点击键点击E m n D l t 元7点击D l自m n 只n选择栏确认在节)选择栏确认 y-z，并在 x 输入栏确认0在20T型桥墩点击全点击键图17. 完成结构建模21例题按照以下步骤来确认相邻单元间节点的连接状态。对于建立单元过程中在同一位置生成两个以上重复单元的情况，或者生成共享同一节点的相邻单元的情况等进行确认并予以删除。单选择单选择在主单元(Toggle on) (参考图12在主结h ck n R mDuplicE m n能8)在主否在位 上选择构边 (Toggle off)一单元予Fr能是所单元是否 合行 单元 部功在以它示

16、以图18.边处于Toggle on的状态22T型桥墩在输入荷载前，需先设定荷载工况(Load Cases)。在M点击Entity 表单选择2况名选择栏右侧的键如图19，在3窗口的 名输入栏输入自重4在选择栏选择Dead Load键点击窗口输入剩余荷载工况(图19)键在荷7输入结束后点击图19. 荷载工况窗口输入此例题所考虑的各项荷载。工况名表单的功能目录表中确认Self Weight在选择栏确认自重的 z 输入栏输入-1在名3 在自在S l Z方力方e ht F c 话自4 在 作 选择栏点击键自23例题为输入作用于上部的垂直荷载，只选择结构上部的节点并将其激活。点击平面在平面 表单选择XY面

17、，选择墩帽上端的任意节点点击键4点击5点击图20. 荷载作用位置24T型桥墩荷载的作用位置如图20所示。垂直荷载与，选择P1 荷载所输入的部分(图20所表示的部分)点击表单选择2在工选择栏选择垂直荷载在选择栏确认 加的FZ 输入栏输入-430的其它输入栏确认0键4在在在7点击，选择P2荷载所输入的部分(图20所表示的部分)点击工选择栏选择荷载在选择栏确认 加的FX 输入栏输入516的其它输入栏确认0键在在2在点击(参考图21)4点击25例题图21.垂直荷载与荷载的输入状态26T型桥墩输入边界条件。全点击2点击表单选择XY，并选择基础下端的任意节点键在4点击选择M确认Entity 表单的件，确认

18、支的(键方) 选择栏 D-ALL, R-ALL的左侧表示7在点击图22. 结构建模完了状态27例题运行结构分析根据所输入的荷载条件运行结构分析。选择栏确认Skyline选择主单的在点击键4 点击图23. 选择分析方法果合下面了解一下对于结构分析运行完了的3种荷载条件(自重、垂直荷载、进行线性组合(Linear Load Combination)的方法。荷载)此例题中只输入如下的一种简单的荷载组合条件来查看结果。这种荷载组合是任意确定的与实际情况无关。1(LCB1) : 1.0(自重+荷载)荷载组合条件垂直荷载28T型桥墩图24.荷载组合条件的窗口果组合打开荷载组合条件窗口后(参考图荷载组合条件

19、可通过主 单的24)按以下步骤来输入。在主菜单选择荷在 活表示 合2在合的 名输入栏输入LCB14在类选择栏确认 加5用鼠标点击荷选择栏后，利用键在选择栏选择自重(ST)，并在输入栏确认1.0用鼠标点击第二个选择栏后，利用键在选择栏选择垂直荷载(ST)，并在输入栏确认1.07用鼠标点击第三个选择栏后，利用键在选择栏选择荷载(ST)，并在输入栏确认1.0键8点击29例题查按照以下步骤来查看变形。在点击位 等在工/组合选择栏选择CB:LCB1在组选择栏确认DXYZ3在 示式 选择栏的键, 左侧表示4点击图25 变形等高线图(Displacement Contour)30T型桥墩查看 应力查看实体单元的最大主应力结果。在点击工/选择栏确认CB: LCB12在选择栏确认全 坐,Avg. Nodal在选择栏确认Sig-Pmax在的 在其左侧表示对点击键图26. 最大主应力结果31例题,染 口,对于应力结果，可以利用透等功能在各种方位来选择画面。(参考图27)图27. 在桥墩下部仰视的画面下面来查看实体单元任意切面(Cutting Plane)上的应力分布状况。首先定义平面。在主菜单选择已 名 平在平 名