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midasCivil施工专题培训——钢围堰分析王喜盈2014年8月15日桥梁结构通用有限元分析与设计软件培训提纲基本知识讲解双壁钢围堰建模分析建模注意事项桥梁结构通用有限元分析与设计软件钢围堰分析一、程序介绍前处理：节点和单元、边界条件、荷载分析：静力分析、屈曲分析、水化热分析等后处理：反力、变形、内力、应力桥梁结构通用有限元分析与设计软件钢围堰分析二、单元类型的选择常用单元：梁单元、桁架单元、板单元、实体单元梁单元：该单元是由2个节点构成，它具有拉、压、剪、弯、

扭的刚度。梁单元每一个节点都具有三个方向的平

动位移和三个方向的旋转位移，即每个节点具有6个

自由度。桁架单元：该单元由2个节点构成，它只能传递轴向的拉力

和压力。桁架单元只具有轴向刚度，即只有x轴

有意义，它是确定结构变形的基准。桥梁结构通用有限元分析与设计软件钢围堰分析二、单元类型的选择板单元：该单元由同一平面上的3到4个节点构成的平板单

元，在工程中可以解决平面张拉、平面压缩、平

面剪切及平板沿厚度方向的弯曲、剪切等结构问

题。板单元每个节点具有x、y、z轴方向平动位移

自由度和绕x、y轴旋转位移自由度。实体单元：该单元是分别利用4个节点、6个节点和8个节点

构成的三维实体单元。实体单元每个节点都具有

三个方向的平动位移自由度。桥梁结构通用有限元分析与设计软件钢围堰分析三、边界条件弹性连接：类似于梁单元的弹簧单元

一般类型：一般弹性连接（6个自由度）

刚性：刚性连接单元；弹性连接刚度不是无穷大，是整个模型中最大刚度的10^5倍

只受拉：只受拉弹性连接

只受压：只受压弹性连接刚性连接：纯粹的边界条件，节点自由度耦合的一种方式释放梁端约束：梁两端的梁端释放条件（铰接、滑动、滚动，

节点和部分固定）一般支承：约束选定节点的自由度桥梁结构通用有限元分析与设计软件钢围堰分析弹性连接刚性与刚性连接的区别性质：弹性连接类似于梁单元的弹簧单元；

刚性连接是纯粹的边界条件约束自由度：弹性连接的“刚性”约束的是节点的所有自由度；

刚性连接可以选择约束哪些自由度。节点主从关系：弹性连接的两个节点没有主从关系；

刚性连接必须有一个主节点，一个或多个从属节点。施工阶段：弹性连接可以任意激活钝化；

刚性连接在施工阶段只能激活不能钝化。桥梁结构通用有限元分析与设计软件钢围堰分析截面特性计算器：有效、快速计算复杂截面特性的工具。四、截面特性计算器（SPC）SPC截面Plane（厚、薄壁截面）应力函数积分方法Line（薄壁截面）方程：只对闭合环进行抗扭刚度计算-薄板（剪力流计算抗扭惯性矩）FEM：截面各部分抗扭刚度均计算（网格有限元法）-厚板板的厚度h与板的宽度L之比即宽厚比。宽厚比h/L>1/10时称为厚板；宽厚比h/L<1/10时称为薄板。区别：厚板弯曲分析时不能忽略横向剪切变形的影响；薄板弯曲分析时一般忽略横向剪切变形的影响。桥梁结构通用有限元分析与设计软件钢围堰分析截面特性计算器：有效、快速计算复杂截面特性的工具。四、截面特性计算器（SPC）Civil导入途径设计截面>设计用数值截面只能导入Plane截面，需定义设计参数，不仅用于受力分析，还用于结构设计。数值>任意截面Plane和Line截面均可导入，只能用于受力分析。桥梁结构通用有限元分析与设计软件钢围堰分析双壁钢围堰内、外壁板、钢套筒采用板单元（壁厚6mm），内、外壁高度21m，钢套筒高9m；内支撑及水平桁架采用桁架单元（角钢90×8mm）；填充混凝土（高11m）、封底混凝土（高5m）采用实体单元；内支撑1和2截面直径D为630mm，厚度为10mm；内支撑3截面直径为400mm，厚度为10mm。钢材：Q235B；混凝土：C20。水容重：1000kg/m^3，（1000kg=10KN）桥梁梁结结构构通通用用有有限限元元分分析析与与设设计计软软件件钢围围堰堰分分析析建模模注注意意事事项项1.借助助CAD完成成模模型型建建立立；；2.注意意单单元元坐坐标标系系的的统统一一，，便便于于单单元元分分割割及及荷荷载载施施加加；；3.板单单元元结结果果的的查看看4.借助助于于不不同同的的结结构构组组方方便便建建模模及及结结果果查查看看桥梁梁结结构构通通用用有有限限元元分分析析与与设设计计软软件件钢围围堰堰分分析析建模模注注意意事事项项问：：板板单单元元查查看看应应力力或或者者内内力力结结果果时时有有单单元元、、节节点点平平均均和和取取被被激激活活节节点点的的平平均均值值三三项项，，其其中中按按单单元元输输出出时时数数值值选选项项又又分分为为最最大大值值和和单单元元中中心心值值，，这这些些值值都都代代表表什什么么含含义义呢呢？？答：：单元元最最大大值值表示示各各单单元元计计算算得得到到的的四四个个节节点点内内力力中中最最大大的的内内力力；；单元元中中心心值值为单单元元中中心心的的内内力力结结果果（（构构成成该该单单元元N个节节点点的的平平均均值值））节点点平平均均值值：首首先先取取各各单单元元共共用用节节点点处处内内力力计计算算结结果果的的平平均均值值，，从从而而每每个个单单元元对对应应的的四四个个节节点点都都可可以以得得到到一一个个平平均均值值，，四四个个平平均均值值的的最最大大值值作作为为此此项项内内容容的的输输出出结结果果；；取被被激激活活单单元元的的节节点点平平均均值值：计计算算各各共共用用节节点点平平均均值值时时只只考考虑虑被被激激活活的的单单元元。。程序序提提供供的的4中输输出出结结果果：：单单元元中中心心内内力力、、单单元元节节点点内内力力最最大大值值、、节节点点平平均均内内力力最最大大值值、、激激活活单单元元节节点点平平均均内内力力最最大大值值，，除除单单元元中中心心值值以以外外，，其其余余值值均均为为取取四四个个节节点点的的最最大大值值作作为为输输出出结结果果。。桥梁梁结结构构通通用用有有限限元元分分析析与与设设计计软软件件钢围围堰堰分分析析建模模注注意意事事项项单元元最最大大值值及及中中心心值值(299.688*2+138.116*2)/4=218.902桥梁梁结结构构通通用用有有限限元元分分析析与与设设计计软软件件钢围堰分分析建模注意意事项节点平均均北京迈达达斯技术术有限公公司