迈达斯教程及使用手册

IMBstandardizationoffice【IMB5AB-IMBK08-IMB2C】IMBstandardizationoffice【IMB5AB-IMBK08-IMB2C】迈达斯教程及使用手册01-材料的定义通过演示介绍在程序中材料定义的三种办法。1、通过调用数据库中已有材料数据定义——示范预应力钢筋材料定义。2、通过自定义方式来定义——示范混凝土材料定义。3、通过导入其它模型已经定义好的材料——示范钢材定义。无论采用何种方式来定义材料，操作次序都能够按下列环节来执行：选择设计材料类型（钢材、混凝土、组合材料、自定义）→选择的规范→选择对应规范数据库中材料。对于自定义材料，需要输入多个控制参数的数据，涉及弹性模量、泊松比、线膨胀系数、容重等。图1材料定义对话框混凝土规范钢材规范图1材料定义对话框混凝土规范钢材规范02-时间依存材料特性定义我们普通所说的混凝土的收缩徐变特性、混凝土强度随时间变化特性在程序里统称为时间依存材料特性。定义混凝土时间依存材料特性分三环节操作：1、定义时间依存特性函数（涉及收缩徐变函数，强度发展函数）（图1，图2）；2、将定义的时间依存特性函数与对应的材料连接（图3）；3、修改时间依存材料特性值（构件理论厚度或体积与表面积比）（图4）；图1收缩徐变函数图1收缩徐变函数图2强度发展函数图2强度发展函数图3时间依存材料特性连接图4时间依存材料特性值修改图3时间依存材料特性连接图4时间依存材料特性值修改定义混凝土时间依存材料特性时注意事项：1）、定义时间依存特性函数时，混凝土的强度要输入混凝土的标号强度；2）、在定义收缩徐变函数时构件理论厚度能够仅输入一种非负数，在建立模型后通过程序自动计算来计算构件的真实理论厚度；3）、混凝土开始收缩时的材龄在收缩徐变函数定义中指定，加载时的混凝土材龄在施工阶段定义中指定（等于单元激活时材龄+荷载施加时间）；4）、修改单元时间依存材料特性值时要对全部考虑收缩徐变特性的混凝土构件修改其构件理论厚度计算值。计算公式中的a代表在空心截面在构件理论厚度计算时，空心部分截面周长对构件与大气接触的周边长度计算的影响系数；5）、当收缩徐变系数不按规范计算取值时，能够通过自定义收缩徐变函数来定义混凝土的收缩徐变特性；6）、如果在施工阶段荷载中定义了施工阶段徐变系数，那么在施工阶段分析中将按施工阶段荷载中定义的徐变系数来计算。03-截面定义截面定义有多个办法，能够采用调用数据库中截面（原则型钢）、顾客定义、采用直接输入截面特性值的数值形式、导入其它模型中已有截面（图1~图3）。输入截面控制参数定义截面调用数据库中原则截面在这个例题中分别采用这四种方式定义了几个截面，采用调用数据库中原则截面定义角钢截面；采用顾客输入截面形状参数定义箱形截面；顾客输入截面特性值定义矩形截面；通过导入其它模型中的PSC截面来形成目前模型中的两个新的截面。输入截面控制参数定义截面调用数据库中原则截面对于在截面数据库中没有的截面类型，还能够通过程序提供的截面特性计算器来生成截面数据，截面特性计算器的使用办法有有关文献阐明，这里就不赘述。图1数据库/顾客图1数据库/顾客截面定义对话框图图2数值型截面定义对话框图图2数值型截面定义对话框图3导入截面对话框图3导入截面对话框04-建立节点节点是有限元模型最基本的单位，节点的建立能够采用捕获栅格网、输入坐标、复制已有节点、分割已有节点等办法来建立新的节点，另外在复制单元的同时程序会自动生成构成单元的节点。节点建立过程中可能会出现节点号不持续的状况，这是能够通过对选择节点进行重新编号或紧凑节点编号来进行编辑。以上几个命令在语音资料中都将为大家一一演示。05-建立单元在MIDAS/Civil中能够通过多个办法来建立单元，涉及连接已有节点建立单元、对已有单元进行分割建立新的单元、扩展已有节点或单元生成更高维数的单元、导入AUTOCAD的DXF文献来生成单元的办法等。对于复制单元、分割单元、扩展单元都能够执行等间距操作和任意间距操作。需要注意的是：使用镜像功效复制单元时，新生成的单元的局部坐标系方向与源单元的局部坐标系方向相反，因此需要调节单元的局部坐标系方向使得输出的单元内力方向统一。在导入AUTOCAD的DXF文献时，只要选择需要的图层中的图形文献就能够方便的建立整体构造模型，然后再对导入的单元赋予单元属性即可完毕构造模型的建立。06-定义边界条件MIDAS/Civil里包含多个边界体现形式。这里介绍的比较惯用的普通支撑、节点弹性支撑、面弹性支撑、刚性连接等边界条件的定义办法。普通支撑是应用最广的边界条件，选择要施加普通支撑的节点，选择约束自由度方向即完毕普通支撑的定义。节点弹性支撑的定义办法同普通支撑，不同的是在定义约束的自由度方向要输入约束刚度。输入基床系数面弹性支撑不仅能够针对板单元来定义弹性支撑条件，并且能够对梁单元、实体单元来定义面弹性支撑。这种支撑条件在模拟构造与土体的连接条件时应用比较广。需要输入的参数地基弹性模量，这个能够在地质勘查报告中查得。图1所示为面弹性支撑定义对话框。输入基床系数图1面弹性支撑定义指定主节点，与选择的附属节点建立刚性连接。图3刚性连接对话框图2弹性连接局部坐标系对于弹性连接和刚性连接涉及的都是两个节点间的连接状况。对于弹性连接选择连接的自由度方向和该方向的刚度参数就能够了，弹性连接的方向是按照连接的两个节点间的局部坐标系方向来定义的（如图2）！刚性连接是强制附属节点的某些自由度附属于主节点（如图3所示）。图1面弹性支撑定义指定主节点，与选择的附属节点建立刚性连接。图3刚性连接对话框图2弹性连接局部坐标系07-定义自重荷载MIDAS/Civil对构造的自重荷载能够通过程序来自动计算。程序计算自重的根据是材料的容重、截面面积、单元构件长度、自重系数来自动计算构造自重。自重系数输入图1自重定义对话框在定义自重时，首先要定义自重荷载的荷载工况名称，并定义自重所属的荷载组，然后输入自重系数即可。对于荷载系数，普通在Z方向输入-1即可，由于普通考虑的模型的重力作用方向都是竖直向下，而程序默认的整体坐标系Z的正方向是竖直向上的。如果自重作用时考虑构造的容重与材料定义时的容重不同，这里自重系数只要输入计算自重时要考虑的容重与材料定义的容重之比就能够了。演示例题中以计算自重时混凝土自重按26KN/m3考虑。自重系数输入图1自重定义对话框08-钢束预应力荷载图1钢束特性值定义钢束预应力荷载模拟的是预应力混凝土构造中张拉预应力钢束的作用。在程序中通过三个环节来实现，首先要定义模型中采用的预应力钢束的性质，另一方面要定义预应力钢筋布置形状，然后对布置到构造中的预应力钢束输入张拉控制应力即可完毕钢束预应力荷载的定义。图1钢束特性值定义1、钢束特性值定义定义钢束特性值时能够选择预应力张拉形式、单根预应力钢筋面积、后张法导管直径、松弛系数等与预应力钢筋应力计算参数。如果在分析中不考虑预应力损失，那么图1中标示图框的部分内容能够不输入或输入为0，那么钢束预应力因松弛、超张拉、摩擦、锚具变形引发的损失将不予考虑，对于预应力钢筋的其它两项损失：混凝土收缩徐变引发的损失和混凝土弹性压缩引发的损失在施工阶段分析控制中选择定义（图2）。2、钢束布置形状操作例题中参考的预应力钢筋布置形式如图3所示。预应力钢束布置能够通过二维或三维的输入方式来输入，通过输入钢束形状重要控制点坐标和预应力钢筋弯起半径，并输入插入点坐标即预应力钢筋坐标参考位置坐标即完毕钢束布置定义（图4）。3、输入钢束张拉控制应力选择要张拉的钢束，输入张拉控制应力（或张拉控制内力），并输入注浆时间，即在哪个阶段开始考虑按换算截面来进行计算。如图5所示。图图2施工阶段分析控制选项图图3钢束布置形状图5钢筋张拉应力对话框图图5钢筋张拉应力对话框图4钢束布置定义对话框09-温度荷载定义MIDAS/Civil能够考虑5种温度荷载的施加方式。这几个不同的温度荷载分别合用于不同的温度荷载定义。系统温度合用于整体构造的整体升温或整体降温。图1温度荷载类型节点温度和单元温度合用于对选择节点或单元的整体升、降温作用。图1温度荷载类型图2温度梯度荷载温度梯度图2温度梯度荷载梁截面温度荷载合用于对梁截面施加折线形温度荷载。通过输入折线形温度荷载的每个线性温度作用的截面宽度，作用截面高度及该高度范畴内的温度。需要注意的是对于空心截面，温度荷载实际作用宽度一定要扣除空心部分截面宽度影响。截面高度位置的温度值为实际温度值，不是相对于系统温度的相对值。当截面为联合截面或组合截面时，输入每段线性温度荷载时的材料特性应根据截面位置不同而输入不同的材料特性（图4）。图4梁截面温度荷载定义对话框图3温度梯度5度时实际温度荷载对于构造的初始温度在模型—构造类型中指定，图4梁截面温度荷载定义对话框图3温度梯度5度时实际温度荷载10-移动荷载定义移动荷载定义分四个环节：定义车道（合用于梁单元）或车道面（合用于板单元）；定义车辆类型；定义移动荷载工况；定义移动荷载分析控制——选择移动荷载分析输出选项、冲击系数计算办法和计算参数。（一）、车道及车道面定义移动荷载的施加办法，对于不同的构造形式有不同的定义办法。对于梁单元，移动荷载定义采用的是车道加载；对于板单元，移动荷载定义采用的是车道面加载。对梁单元这里又分为单梁构造和有横向联系梁的梁构造，对于单梁构造移动荷载定义采用的是车道单元加载的方式，对于有横向联系梁的构造移动荷载定义采用的是横向联系梁加载的方式。对于单梁构造的移动荷载定义在PSC设计里边已经讲过了，这里介绍的是有横向联系梁构造的移动荷载定义以及板单元移动荷载定义。横向联系梁加载车道定义：在定义车道之前首先要定义横向联系梁组，选择横向联系梁，将其定义为一种构造组。车道定义中移动荷载布载方式选择横向联系梁布载（图1），然后选择车道分派单元、偏心距离、桥梁跨度后添加即可完毕车道的定义。横向联系梁组定义横向联系梁组定义图1采用横向联系梁布载时车道定义图1采用横向联系梁布载时车道定义车道面定义（图2）：对于板单元建立的模型进行移动荷载分析时，首先需要建立车道面。输入车道宽度、车道偏心、桥梁跨度、车道面分派节点后添加即可完毕车道面定义。（二）、车辆类型选择无论是梁单元还是板单元在进行移动荷载分析时，定义了车道或车道面后，需要选择车辆类型，车辆类型涉及原则车辆和顾客自定义车辆两种定义方式（图3）。（三）、移动荷载工况定义定义了车道和车辆荷载后，将车道与车辆荷载联系起来就是移动荷载定义。在移动荷载子工况中选择车辆类型和对应的车道，对于多个移动荷载子工况在移动荷载工况定义中选择作用方式（组合或单独），对于横向车道折减系数程序会自动考虑（图4）。（四）移动荷载分析控制在移动荷载分析控制选项中选择移动荷载加载位置、计算内容、桥梁等级、冲击系数计算办法及计算参数（图5）。图图3车辆类型选择图图2车道面定义各各子荷载工况组合类型子荷载工况定义子荷载工况定义图4移动荷载工况定义图4移动荷载工况定义加载位置加载位置计算内容计算内容桥梁等级桥梁等级冲击系数计算冲击系数计算办法和计算参数图5移动荷载分析控制选项图5移动荷载分析控制选项注意事项总结：1、车道面只能针对板单元定义，否则会提示“影响面数据错误”。2、车道定义中，当为多跨桥梁时，对应下面的车道单元应输入不同的桥梁跨度。该功效重要为了对不同跨度的桥梁段赋予不同的冲击系数。3、移动荷载工况定义中当考虑各子荷载工况的组合效果时，组合系数在各子荷载工况定义中的系数中定义。图6冲击系数计算办法4、移动荷载分析控制选项中影响线加载点的数量越多在移动荷载追踪时荷载布置位置越精确；计算内容选项中如果不选择计算应力，那么在后解决中将不会显示由移动荷载引发的构造应力；当冲击系数不按基频来计算时，选择规范类型为其它规范，这里提供了多个惯用的冲击系数计算办法（图6）。图6冲击系数计算办法11-变截面及变截面组的定义通过对一种简支梁单元截面的定义来演示变截面和变截面组如何定义，及各自的合用范畴。变截面是针对某个单元的截面形式；对于一组持续的单元，当截面类型相似、变化形式相似时，能够采用变截面组的功效。图1采用相似变截面的一组单元定义变截面时，只需在“截面—变截面”里定义即可。定义变截面组时，首先要先针对一组单元定义一种变截面，这个变截面的i端截面形式为这一组单元i端截面形式，这个变截面的j端截面形式采用的这一组单元j端的截面形式，然后将这个变截面赋予给这一组单元形成如图1所示的构造形式，然后再在模型—变截面组中定义变截面组数据，这里涉及变截面组名称、变截面组包含的变截面单元、截面高度方向和截面宽度方向的变化形式，然后选择添加，即可将采用相似变截面的一组单元转变为合用于一组单元的变截面组，形成如图2所示的构造形式。图1采用相似变截面的一组单元图2定义变截面组后的图2定义变截面组后的构造形式定义了变截面组后，如果要查看每个单元的截面特性，能够使用转变变截面组为的变截面的功效，将合用于一组单元的变截面组转变为针对每个单元的变截面。图3变截面组转变为变截面后图3变截面组转变为变截面后12-质量数据定义在进行动力分析时要对构造输入构造的质量数据，质量数据在程序里包含三部分内容，自重转化的质量、荷载转化的质量、节点质量数据。其中前两个在构造分析计算比较惯用。图1自重转化为质量定义自重引发的质量也就是构造本身的质量只能在“模型—构造类型—将构造的自重转化为质量”中定义，只要选择转化的方向就能够了。图1自重转化为质量定义图2荷载转化为质量定义对于二期恒载，程序在进行构造分析的时候都是按照荷载的形式施加的，在进行动力分析时，二期恒载事实上是作为构造的一部分要参加动力分析的，因此需要考虑它的质量影响。二期恒载的质量定义需要在“模型—质量—将荷载转化为质量”中来定义（图1）。图2荷载转化为质量定义对于节点质量，普通对局部构造考虑附加质量时能够将附加质量按节点质量考虑来施加（图2），但这种状况并不多见。对于构造的质量数据能够通过“查询—质量统计表格”来查看具体的不同质量的定义状况（图3）。图图3构造质量数据查询13-PSC截面钢筋定义对于预应力混凝土构造，除了配备预应力钢筋外，还要配备一定数量的普通钢筋。在这里普通钢筋包含下列钢筋内容：纵向普通钢筋、弯起钢筋、腹板竖向预应力钢筋、抗扭钢筋（抗扭箍筋和抗扭纵筋）、抗剪钢筋（图1，图2）。图2其它类型普通钢筋配备图1纵向普通钢筋配备演示例题中采用的是T形截面，纵向普通钢筋配备状况是：在马蹄部分派备了两层纵向普通钢筋，在上翼缘配备了一层普通钢筋。对于纵向钢筋输入钢筋配备位置数据后，在PSC截面钢筋输入对话框中会时时显示钢筋的布置状况，图2其它类型普通钢筋配备图1纵向普通钢筋配备“抗剪钢筋”数据输入中包含纵向弯起钢筋、腹板竖筋、抗扭钢筋、抗剪钢筋的配备数据。对以上数据输入需要注意的有下列几点：1）、对于弯起钢筋需要输入的是该截面处弯起钢筋的间距、弯起角度、弯起钢筋面积；2）、对于纵向抗扭钢筋不包含在PSC截面纵向钢筋数据中，而是要在抗扭钢筋中单独定义。在PSC截面纵向钢筋中输入的是仅提供抗弯作用的纵向钢筋数据，同样在抗扭钢筋中定义的箍筋数据也仅用来验算剪扭构件的抗扭和抗剪承载力；3）、在箍筋数据定义中输入的是提高斜截面抗剪承载能力的箍筋数据；4）、对于全部的箍筋数据输入的都是单肢箍筋截面积，程序计算时会按双肢箍筋进行计算。因此对截面可能配备多肢箍筋的状况要先将多肢箍筋面积按双肢箍筋面积进行换算后输入换算后的单肢箍筋面积。图3分析主控数据配备了纵向普通钢筋后在分析中如果要考虑普通钢筋对截面刚度的影响以及对构造承载能力的影响就要在“分析—主控数据”中选择“在计算截面刚度时考虑钢筋”。否则程序在计算过程中不考虑纵向普通钢筋对截面刚度和构造图3分析主控数据14-节点荷载定义图1节点荷载定义对话框选择要定义节点荷载的节点，针对6个自由度方向输入定义的节点荷载即可。如果针对节点定义了节点局部坐标系，那么定义的节点荷载是在节点局部坐标系下的荷载状况，否则是在整体坐标系的荷载施加状况。图1节点荷载定义对话框15-梁单元荷载定义梁单元荷载涉及梁单元均布荷载、梁单元集中荷载、梁单元梯形荷载几个形式（图1所示）。定义梁单元荷载时，首先选择梁单元荷载类型，然后选择作用方向，再按荷载作用位置输入作用位置处荷载集度即可完毕梁单元荷载的定义。在例题中为大家分别演示了集中荷载、均布荷载、梯形荷载的定义办法，相似类型的梁单元弯矩和扭矩荷载采用相似的定义办法。多个荷载值见表1。梁单元集中荷载梁单元均布荷载梁单元梯形荷载相对位置10位置1荷载集度-1KN-2KN-1KN相对位置211位置2荷载集度-5KN-2KN-3KN相对位置3\\位置3荷载集度\\-5KN相对位置4\\1位置4荷载集度\\-2KN表1各类梁单元荷载值图1梁单元荷载类型图1梁单元荷载类型组的定义进行施工阶段分析时一定要定义组信息。组是MIDAS/Civil一种非常有特色的概念——能够将某些节点和单元定义为一种构造组，方便于建模、修改和输出；将在同一施工阶段同时施加或同时撤除的边界条件定义为一种边界组；对于在同一施工阶段施加或撤除的荷载定义为一种荷载组；对于受力性能相似、预应力损失状况一致的钢束定义为一种钢束组。组的定义极大的方便了施工阶段的定义。图1定义构造组名称定义组时，首先要定义组的名称，然后选择该组中包含的节点或单元，将组的名称拖放到模型窗口中，选择合适的内容即可完毕对组的定义。对于边界组和荷载组的定义也能够在定义边界条件和定义荷载时实时地选择各边界或各荷载所属的边界组或荷载组状况。例题中给出的是在已经定义过边界条件和荷载条件的模型中通过修改边界和荷载信息来定义边界组和荷载的状况图1定义构造组名称实时定义的状况如图2所示。针对某节点或单元定义的边界条件，通过选择边界类型—边界组名称—约束类型，即可完毕边界组的定义；对于荷载组，通过选择荷载类型—荷载工况名称—荷载组名称—荷载集度，即可完毕荷载组的定义。图2定义边界时指定边界组图2定义边界时指定边界组需要修改边界组和荷载组时，能够通过修改边界信息和荷载信息来完毕。如3图所示为边界组的编辑状况，在边界条件信息表格中通过下拉菜单来选择修改边界组信息。图3修改边界组进行施工阶段分析时，首先要定义组信息，然后就能够定义施工阶段信息了。选择在同一种施工阶段施工的构件定义为一种构造组，并在该施工阶段中激活，将在同一施工阶段拆除的构件定义为一种构造组，在该施工阶段钝化。边界组和图3修改边界组荷载组的定义同构造组的定义。定义好施工阶段信息后，进行施工阶段分析时，还要选择施工阶段分析控制选项。选择计算分析的施工阶段、考虑收缩徐变效果的计算控制选项、成果输出控制等内容。图5施工阶段分析控制图4施工阶段定义图5施工阶段分析控制图4施工阶段定义17-支座沉降和支座强制位移支座沉降和支座强制都是用来分析支座变形对构造影响的，但针对的状况有所不同，对于已知支座沉降变形值的状况下，能够通过定义支座强制位移来进行分析；当不拟定具体哪个支座发生沉降，但能够预估沉降值，能够通过定义支座沉降荷载工况来分析。对于支座强制位移分析，通过定义节点强制位移即可。选择荷载—节点强制位移，选择发生位移的节点，输入已知的各自由度方向变形值，程序对定义了变形的自由度自动施加约束。图3支座沉降荷载工况定义图1节点强制位移定义图2支座沉降组定义对于支座沉降分析，首先要定义可能会发生沉降的支座的沉降值，即支座沉降组定义，然后针对支座沉降组定义支座沉降荷载工况，选择可能发生沉降的最多和最少沉降组个数，由程序自动组合多个可能的沉降工况进行分析，最后给出最不利沉降下的分析成果。图3支座沉降荷载工况定义图1节点强制位移定义图2支座沉降组定义18-施工阶段联合截面定义两种以上材料构成的联合截面，要进行考虑联合效果后的构造分析。特别是包含混凝土的联合截面考虑混凝土的收缩和徐变时必须要使用施工阶段联合截面功效。首先采用联合后截面建立构造模型，并定义施工阶段信息，然后才干定义施工阶段联合截面。选择荷载→施工阶段分析数据→施工阶段联合截面功效来定义。本文以钢管混凝土为例（图1），钢管直径1m，钢管壁厚，钢管采用Q235钢材，内部填充C40混凝土。采用的施工次序为：架设第一跨钢管→灌注第一跨混凝土→架设第二跨钢管→灌注第二跨混凝土，其中混凝土考虑收缩徐变效果。图1钢管混凝土截面(单位，mm)图2施工阶段联合截面定义在定义施工阶段联合截面时，首先要选择联合截面开始的施工阶段，对于建模时采用的截面为组合截面或联合截面时，联合形式涉及原则和顾客两种方式，当建模时采用的截面为普通截面时，联合方式只有顾客这一种方式。本例题中采用的是普通截面，因此联合形式只有顾客一种形式，分两次联合，因此位置号输入2。在施工次序一栏中输入联合前各截面的材料类型、参加联合阶段、材龄、联合前截面相对于联合后截面位置、联合前截面刚度等数据。这里要注意的是联合前截面的相对位置参考点是联合后截面轮廓的左下角。每个位置处对应的刚度是联合前的截面刚度，能够数值输入，也能够通过建立联合前截面并在刚度定义中导入联合前截面即可。图1钢管混凝土截面(单位，mm)图2施工阶段联合截面定义19-截面特性计算器对于某些特殊截面能够通过程序自带的截面特性计算器功效来计算这些截面的截面特性值，并导入到程序中定义新的截面。对于普通截面通过生成plane形式截面来计算截面特性，对于薄壁构造采用line形式生成截面并计算截面特性。例题中分别针对plane形式截面和line形式截面分别建立模型计算截面特性值。通过导入dxf文献生成plane形式截面来计算截面特性值：在AutoCAD中的截面导入spc中生成截面并计算截面特性值，导出MIDASSection文献（只有plane形式截面能够导出section文献）。在spc中画得截面轮廓，并对薄壁截面各边赋予壁厚值，生成截面并计算截面特性值，导出mct文献。使用line形式计算截面特性值时需要注意的是：对于闭合截面必须对闭合部分首先生成封闭曲线（registerclosedloop），才可通过生成截面并计算截面特性值，否则计算得到的抗扭刚度值是按非闭合薄壁截面的抗扭刚度计算办法得到的计算值。预应力混凝土持续T梁的分析与设计北京迈达斯技术有限公司目录TOC\o"1-3"\h\z\t"样式2+宋体加粗1,2"

概要本例题使用一种简朴的预应力混凝土两跨持续梁模型（图1）来重点介绍MIDAS/Civil软件的PSC截面钢筋的输入办法、施工阶段分析功效、钢束预应力荷载的输入办法、移动荷载的输入办法和查看分析成果的办法、设计数据的输入办法和查看设计成果的办法等。图1.分析模型

桥梁概况及普通截面2分析模型为一种两跨持续梁，其钢束的布置如图2所示，分为两个阶段来施工。桥梁形式：两跨持续的预应力混凝土梁桥梁长度：L=30@2=60.0m区分钢束坐标x(m)0122430364860钢束1z(m)钢束2z(m)图2.立面图和剖面图注：图2中B表达设立的钢绞线的圆弧的切线点。

预应力混凝土梁的分析与设计环节预应力混凝土梁的分析环节以下。定义材料和截面建立构造模型输入PSC截面钢筋输入荷载恒荷载钢束特性和形状钢束预应力荷载定义施工阶段输入移动荷载数据定义车道定义车辆移动荷载工况运行构造分析查看分析成果PSC设计PSC设计参数拟定运行设计查看设计成果

使用的材料及其允许应力混凝土采用JTG04（RC）规范的C50混凝土钢材采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860荷载恒荷载自重在程序中按自重输入预应力钢束(φ15.2mm×31)截面面积:Au=4340孔道直径:13钢筋松弛系数(开),选择JTG04和(低松弛)超张拉(开)预应力钢筋抗拉强度原则值(fpk):1860N/mm^2预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:(1/mm)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:开始点:6mm结束点:6mm张拉力:抗拉强度原则值的75%徐变和收缩条件水泥种类系数(Bsc):5(5代表普通硅酸盐水泥)28天龄期混凝土立方体抗压强度原则值,即标号强度(fcu,f):5000tonf/m^2长久荷载作用时混凝土的材龄:5天混凝土与大气接触时的材龄:3天相对湿度:大气或养护温度:构件理论厚度:程序计算合用规范:中国规范(JTGD62-)徐变系数:程序计算混凝土收缩变形率:程序计算移动荷载合用规范：公路工程技术原则(JTGB01-)荷载种类：公路I级，车道荷载，即CH-CD

设立操作环境打开新文献(新项目)，以‘PSCBeam’为名保存(保存)。将单位体系设立为‘tonf’和‘m’。该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。文献/新项目文献/保存(T-PSC-Beam)单位体系还能够通过点击画面下端状态条的单位选择键单位体系还能够通过点击画面下端状态条的单位选择键()来进行转换。长度>m;力>tonf

图3.设立单位体系

定义材料和截面下面定义PSCBeam所使用的混凝土和钢束的材料特性。模型/材料和截面特性/材料类型>混凝土;规范>JTG04（RC）同时定义多个材料特性时，使用键能够同时定义多个材料特性时，使用键能够持续输入。名称(Strand1860);类型>钢材;规范>JTG04（S）数据库>Strand1860

图4.定义材料对话框

定义截面PSCBeam的截面使用比较简朴的T形截面来定义。模型/材料和截面特性/截面数据库/顾客>截面号(1);名称(T-BeamSection)截面类型>PSC-工形截面名称:None对称:(开);剪切验算:(开);Z1自动:(开);Z2自动:(开)抗剪用最小腹板厚度:(开)t1:自动(开);t2:自动(开);t3:自动(开)抗扭用:(开)HL1:;HL2:;HL3:;HL4:;HL5:BL1:;BL2:;BL4:;考虑剪切变形(开)偏心>中-下部

图5.定义截面的对话框

定义材料时间依存特性并连接为了考虑徐变、收缩以及抗压强度的变化，下面定义材料的时间依存特性。材料的时间依存特性参考下列数据来输入。28天强度:fck=5000tonf/m2相对湿度:RH=70%理论厚度:1m(采用程序自动计算)拆模时间:3天模型/材料和截面特性/时间依存性材料(徐变和收缩)名称(ShrinkandCreep);设计原则>China(JTGD62-)28天材龄抗压强度(5000)环境年平均相对湿度(40~99)(70)截面形状比较复杂时，可使用模型>材料和截面特性值>截面形状比较复杂时，可使用模型>材料和截面特性值>修改单元材料时间依存特性的功效来输入h值。水泥种类系数(Bsc):5开始收缩时的混凝土材龄(3)图6.定义材料的徐变和收缩特性

参考图8将普通材料特性和时间依存材料特性相连接。即将时间依存材料特性赋予对应的材料。模型/材料和截面特性/时间依存材料连接时间依存材料类型>徐变和收缩>徐变和收缩选择指定的材料>材料>1:C50选择的材料图8.连接时间依存材料特性

建立构造模型运用建立节点和扩展单元的功效来建立单元。点格(关);捕获点(关);捕获轴线(关)正面;自动对齐模型>节点>建立节点坐标(0,0,0)模型>单元>扩展单元全选扩展类型>节点线单元单元类型>梁单元;材料>1:C50;截面>1:T-Beamsection生成形式>复制和移动复制和移动>等间距>dx,dy,dz>(2,0,0)复制次数>(30)

图7.建立几何模型

修改单元的理论厚度模型/材料和截面特性/修改单元的材料时间依存特性选项>添加/替代单元依存材料特性>构件的理论厚度自动计算(开)规范>中国原则公式为：a(0)图8.修改单元理论厚度

定义构造组、边界条件组和荷载组为了进行施工阶段分析，将在各施工阶段(constructionstage)所要激活和钝化的单元和边界条件定义为组，并运用组来定义施工阶段。组>构造租>新建…定义构造组>名称(Structure);后缀(1to2)为了运用桥梁内力图功效为了运用桥梁内力图功效查看分析成果而将其定义为组。单元号(on)窗口选择(单元:1to18)组>构造组>Structure1(拖&放)窗口选择(单元:19to30)组>构造组>Structure2(拖&放)全选组>构造组>All(拖&放)Drag&DropDrag&DropStructure2Structure1Structure2Structure1图10.定义构造组(StructureGroup)

新建边界组边界组名称的建立办法以下。组>边界组>新建…定义边界组>名称(Boundary);后缀(1to2)------------------------------------------------------------图11.建立边界组(BoundaryGroup)

新建荷载组恒荷载组和预应力荷载组名称的新建办法以下。组>荷载组>新建…定义荷载组>名称(Selfweight)定义荷载组>名称(Prestress);后缀(1to2)

图12.建立荷载组(LoadGroup)

输入边界条件边界条件的输入办法以下。单元号(关);节点号(开)模型/边界条件/普通支承单选(节点:1)边界组名称>Boundary1选择>添加支承条件类型>Dy,Dz,Rx(开)

单选(节点:16)边界组名称>Boundary1选择>添加支承条件类型>Dx,Dy,Dz,Rx(开)

单选(节点:31)边界组名称>Boundary2选择>添加支承条件类型>Dy,Dz,Rx(开)

图13.定义边界条件

PSC截面钢筋输入PSC截面钢筋输入办法以下模型>材料和截面特性>PSC截面钢筋…截面列表>T－BeamSection纵向钢筋(i,j)两端钢筋信息相似(开)I端1直径(d16)数量(14)(中央)Y(0)(上部)Z间距2直径(d16)数量(6)(中央)Y(0)(下部)Z间距

抗剪钢筋(i,j)两端钢筋信息相似(开)I端弯起钢筋(开)间距(1.5m)角度(45)Aw(0.000509m^2)抗扭钢筋(开)间距(0.2m)Awt(0.0002262m^2)Alt(0.0002262m^2)箍筋(开)间距(0.2m)Aw(0.0002262m^2)图14.PSC截面钢筋输入

输入荷载输入施工阶段分析中的自重荷载和预应力荷载。荷载/静力荷载工况名称(selfweight)类型(施工阶段荷载)

名称(Prestress1)类型(施工阶段荷载)

名称(Prestress2)类型(施工阶段荷载)图15.输入静力荷载工况的对话框

输入恒荷载使用自重功效输入恒荷载。荷载/自重荷载工况名称>Selfweight荷载组名称>Selfweight自重系数>Z(-1)图16.输入恒荷载

输入钢束特性值荷载/预应力荷载/预应力钢束的特性值预应力钢束的名称(Tendon);预应力钢束的类型>内部(后张)材料>2:Strand1860钢束总面积或者钢铰线公称直径>15.2mm(1x7)钢铰线股数(31)

导管直径;钢束松弛系数(开)：JTG04

预应力钢筋抗拉强度原则值(fpk):1860N/mm^2预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:（1/mm）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:开始点:0.006结束点:0.006m粘结类型>粘结

图17.输入钢束特性值

输入钢束形状首先输入第一跨的钢束形状。隐藏(开);单元号(开);节点号(关)荷载/预应力荷载/预应力钢束形状钢束名称(Strand－1);钢束特性值>Tendon窗口选择(单元:1to18)输入类型>2-D曲线类型>圆弧钢束直线段>开始点(0);结束点(0)无应力场长度：顾客定义长度，开始(0)，结束(0)布置形状y轴1>x(0),y(0),R(0),倾斜(无)2>x(36),y(0),R(0),倾斜(无)Z轴1>x(0),Z(1),R(0)2>x(12),Z(),R(20)3>x(30),Z(),R(20)4>x(36),Z(),R(0)对称点>最后；钢束形状>直线钢束布置插入点(0,0,0)；假想x轴方向>X绕x轴旋转角度>0,投影(开)绕主轴旋转角度>(Y),(0)

图18.定义钢束形状

下面输入第二跨的钢束布置形状。荷载/预应力荷载/预应力钢束形状钢束名称(strand－2);钢束特性值>Tendon窗口选择(单元:19to30)输入类型>2-D曲线类型>圆弧钢束直线段>开始点(0);结束点(0)无应力场长度：顾客定义长度，开始(0)，结束(0)布置形状y轴1>x(24),y(0),R(0),倾斜(无)2>x(60),y(0),R(0),倾斜(无)Z轴1>x(24),Z(),R(0)2>x(30),Z(),R(20)3>x(48),Z(),R(20)4>x(60),Z(1),R(0)对称点>最后；钢束形状>直线钢束布置插入点(0,0,0)；假想x轴方向>X绕x轴旋转角度>0,投影(开)绕主轴旋转角度>(Y),(0)

图19.定义第二跨的钢束布置形状

下面按以下办法确认所输入的钢束的形状。单元号(关)显示>综合>钢束形状名称，钢束形状控制点(开)

图20.确认输入的钢束形

输入钢束预应力荷载定义完钢束的形状后，在各施工阶段施加对应的预应力荷载。荷载/预应力荷载/钢束预应力荷载荷载工况名称>Prestress1;荷载组名称>Prestress1选择两端张拉时的先张拉端。钢束>Strand1已选钢束选择两端张拉时的先张拉端。张拉力>应力;先张拉>开始点

开始点(139500);结束点(139500)定义对钢束孔道注浆的施工阶段。注浆前的应力按实际截面计算，注浆后按组合成的截面来计算。在注浆中输入了1意味着在张拉钢束之后的施工阶段注浆。注浆:下(1)定义对钢束孔道注浆的施工阶段。注浆前的应力按实际截面计算，注浆后按组合成的截面来计算。在注浆中输入了1意味着在张拉钢束之后的施工阶段注浆。图21.输入预应力荷载

输入钢束2的预应力荷载。荷载/预应力荷载/钢束预应力荷载荷载工况名称>Prestress2;荷载组名称>Prestress2钢束>Strand2已选择钢束张拉力>应力;先张拉>开始点开始点(139500);结束点(139500)注浆:下(1)图22.输入预应力荷载定义施工阶段本例题的施工阶段如表1所示。表1.各施工阶段的构造组、边界组和荷载组施工阶段持续时间(天)构造组边界组荷载组激活钝化激活钝化激活钝化CS120Structure1Boundary1SelfweightPrestress1CS220Structure2Boundary2Prestress2CS33650荷载/施工阶段分析数据/定义施工阶段图23.施工阶段输入窗口施工阶段分析模型的阶段是由基本、施工阶段、最后阶段(PostCS)构成的。基本阶段是对单元进行添加或删除、定义材料、截面、荷载和边界条件的阶段，能够说与实际施工阶段分析无关，且上述工作只能在基本阶段进行。施工阶段是进行实际施工阶段分析的阶段，在这里能够更改荷载状况和边界条件。最后阶段(PostCS)是对除施工阶段荷载以外的其它荷载进行分析的阶段，在该阶段能够将普通荷载的分析成果和施工阶段分析的成果进行组合。最后阶段能够被定义为施工阶段中的任一阶段。

下面定义施工阶段1(CS1)。荷载/施工阶段分析数据/定义施工阶段名称(CS1);持续时间(20)保存成果>施工阶段(开);施工环节(开)单元组列表>Structure1激活>材龄(5);边界组列表>Boundary1激活>支承条件/弹性支承位置>变形后;荷载组列表>Selfweight,prestress1激活>激活时间>开始;

图24.定义施工阶段1(CS1)

定义施工阶段2(CS2)。荷载/施工阶段分析数据/定义施工阶段名称(CS2);持续时间(20)保存成果>施工阶段(开);施工环节(on)单元组列表>Structure2激活>材龄(5);边界组列表>Boundary2激活>支承条件/弹性支承位置>变形后;荷载组列表>prestress2激活>激活时间>开始;

图25.定义施工阶段2(CS2)

下面定义施工阶段3(CS3)。在施工阶段3中构造体系、边界条件、荷载没有变化，只是进行持续时间为3650天的时间依存性分析。荷载/施工阶段分析数据/定义施工阶段名称(CS3);持续时间(3650)保存成果>施工阶段(开);施工环节(开)添加子环节>自动生成>环节数(29)

图26.定义施工阶段3(CS3)

完毕建模和定义施工阶段后，在施工阶段分析选项中选择与否考虑材料的时间依存特性和弹性收缩引发的钢束应力损失，并指定分析徐变时的收敛条件和迭代次数。最后阶段可指定为任一阶段，通过选择其它阶段来指定。分析/施工阶段分析控制最后阶段可指定为任一阶段，通过选择其它阶段来指定。最后施工阶段>最后施工阶段

分析选项>考虑时间依存效果(开)时间依存效果徐变和收缩(开);类型>徐变和收缩徐变分析时的收敛控制迭代次数(5);收敛误差()选择“自动分割时间”的话，程序会对持续一定时间以上的施工阶段，在内部自动生成时间环节选择“自动分割时间”的话，程序会对持续一定时间以上的施工阶段，在内部自动生成时间环节来考虑长久荷载的效果。钢束预应力损失(徐变和收缩)(开)抗压强度的变化(开)钢束预应力损失(弹性收缩)(开)

图27.指定施工阶段分析选项

输入移动荷载数据在施工阶段分析中，对于没有将类型定义为施工阶段荷载的普通静力荷载或移动荷载的分析成果，可在最后阶段进行查看。本例题将在最后阶段查看对于移动荷载的分析成果。荷载/移动荷载分析数据/移动荷载规范/china荷载/移动荷载分析数据/车道车道名称(Lane)该项为移动荷载加载方向的选项。车道荷载的分布>该项为移动荷载加载方向的选项。车辆移动方向>来回(开)

偏心距离(0)输入数据时也可输入数式。桥梁跨度(30)

输入数据时也可输入数式。选择>两点(1,31)跨度始点:单元1(开)

图28.定义车道

输入车辆荷载输入数据库中的原则车辆荷载CH-CD。荷载/移动荷载分析数据/车辆原则车辆荷载数据库中未包含的荷载可通过顾客定义来输入。车辆>添加原则原则车辆荷载数据库中未包含的荷载可通过顾客定义来输入。原则车辆荷载>规范名称>公路工程技术原则(JTGB01-)车辆荷载名称>CH-CD图29.输入车辆荷载

下面输入移动荷载工况。荷载/移动荷载数据分析/移动荷载工况荷载工况(MovingLoad)子荷载工况>车辆组>VL:CH-CD能够加载的最少车道数(1)能够加载的最大车道数(1)车道列表>Lane选择的车道列表>Lane图30.移动荷载工况的输入窗口图31.定义移动荷载工况

移动荷载分析控制分析/移动荷载分析控制加载位置>影响线加载

每个线单元上影响线点数量（3）计算位置>杆系单元>内力（最大值＋目前其它内力）(开)，应力（开）计算选项>反力，位移，内力（全部）（开）汽车荷载等级>公路-I级冲击系数>规范类型(JTGD60-),构造基频办法（顾客输入），f[Hz]图32.移动荷载分析选项

运行构造分析建模、定义施工阶段、移动荷载数据全部输入结束后，运行构造分析。分析/运行分析

查看分析成果对于MIDAS/Civil参考联机协助的“阶段/参考联机协助的“阶段/环节时程图形”。参考联机协助的“桥梁内力图”。运用图形查看应力和构件内力运用桥梁内力图查看施工阶段1(CS1)截面下缘的应力。阶段>CS1成果/桥梁内力图环节列表>LastStep;累计是对于恒荷载、施工荷载、徐变和收缩、钢束等分析成果的和。荷载工况/荷载组合>CS:累计(开累计是对于恒荷载、施工荷载、徐变和收缩、钢束等分析成果的和。图形类型>应力;x轴刻度>距离桥梁单元组>All组合组合(开);3(+y,-z)允许应力线>画允许应力线(开)抗拉(320)

图33.施工阶段1(CS1)中下缘应力曲线

运用桥梁内力图查看在各施工阶段所发生的最大、最小应力。阶段>Min/Max成果/桥梁内力图荷载工况/荷载组合>CSmax：累计图形类型>应力;X轴刻度>距离桥梁单元组>All组合组合(开);2(+y,+z)允许应力线>画允许应力线(关)

阶段>Min/Max成果/桥梁主梁内力图荷载工况/荷载组合>CSmin：累计图形类型>应力;X轴刻度>距离桥梁单元组>All组合组合(开);2(+y,+z)允许应力线>画允许应力线(关)

想具体查看应力曲线的某一特定区域的成果时，只要点击鼠标右键选择缩小框选该区域就可将其放大。点击鼠标右键选择恢复到初始画面即可回到原来状态。dragdrag图34.在整个施工阶段发生的最大、最小应力图

下面查看由徐变和收缩引发的弯矩。由徐变和收缩引发的弯矩按一次应力和二次应力分别输出。由于徐变系数和收缩促使构造发生变形的力叫一次应力。而当构造处在超静定状态时，构造会产生约束上述变形的约束力，这种力叫二次应力。阶段>CS3成果/桥梁内力图环节列表>LastStep荷载工况/荷载组合>CS:徐变一次CS：收缩一次图形类型>内力;X轴刻度>距离桥梁单元组>All内力>My选项>目前施工阶段-环节

图35.由徐变和收缩引发的弯矩

定义荷载组合对于未定义成为施工阶段荷载的其它荷载，将在最后施工阶段进行构造分析，并对其成果进行组合。在这里将与移动荷载的分析成果进行组合，查看其允许应力(Com1)，并且会定义施工阶段荷载的分项系数来查看其极限强度(Com2)。荷载组合的定义环节以下。在本例题中，对于荷载组合重新生成有两种：一种是普通自动荷载组合，另一种是混凝土的自动荷载组合。普通自动荷载组合荷载组合的定义和删除只能在基本阶段和最后阶段进行，故需将阶段转换为最后阶段。阶段>PostCS

荷载组合的定义和删除只能在基本阶段和最后阶段进行，故需将阶段转换为最后阶段。成果/荷载组合 激活(开);名称(gLCB1);类型>相加荷载工况>累计(CS);系数()钢束二次(CS);系数()徐变二次(CS):系数收缩二次(CS):系数激活(开);名称(gLCB2);类型>相加荷载工况>累计(CS);系数()钢束二次(CS);系数()徐变二次(CS):系数收缩二次(CS):系数Movingload:系数图36.定义荷载组合(普通)

混凝土的自动荷载组合荷载组合的定义和删除只能在基本阶段和最后阶段进行，故需将阶段转换为最后阶段。阶段>PostCS

荷载组合的定义和删除只能在基本阶段和最后阶段进行，故需将阶段转换为最后阶段。成果/荷载组合>混凝土设计>自动生成(A)… 图37.定义荷载组合(自动)

运用荷载组合查看应力查看梁单元应力(PSC)施工阶段主应力图和荷载组合下的应力正应力包络图。查看施工阶段主应力图阶段>CS3成果/应力>梁单元应力(PSC)荷载工况/荷载组合>CS:累计；环节:最后截面位置:1(开)应力:Sig-xx填充类型:线涂色(开)显示类型：等值线(开)

图38.施工阶段主应力图

查看施工阶段主应力图阶段>PostCS成果/应力>梁单元应力(PSC)荷载工况/荷载组合>CBall:glCB1Max/Min图(开)截面位置:1(开)应力:Sig-xx填充类型:线涂色(开)显示类型：等值线(开)

图39.施工阶段应力包络图

在最后施工阶段查看施工阶段分析成果和移动荷载分析成果叠加起来的应力图形。阶段>PostCS成果/桥梁内力图荷载工况/荷载组合>CBall:gLCB2图形类型>应力;X-轴刻度>距离桥梁单元组>All内力-sbz(开)允许应力线>画允许应力线(关)

图40.施工阶段荷载和移动荷载叠加的应力图

运用阶段/环节时程图形来查看受正、负弯矩的部位在各施工阶段的应力变化。阶段/环节时程图形在模型窗口并处在施工阶段才干被激活。模型窗口阶段/环节时程图形在模型窗口并处在施工阶段才干被激活。成果/阶段/环节时程图形定义函数>梁单元内力/应力梁单元内力/应力>名称(正弯矩端);单元号(10);应力点>J-节点;输出分量>弯曲应力(-z)包含轴向应力(on)

梁单元内力/应力>名称(负弯矩端);单元号(15);应力点>J-节点;输出分量>弯曲应力(+z)包含轴向应力(开)

模式>多个函数;环节选项>全部环节；X-轴>阶段环节选择输出的函数>正弯矩端(开);负弯矩端(开)荷载工况/荷载组合>累计图形标题(StressHistory)图41.特定位置随施工阶段的应力变化图形

在阶段/环节时程图形上点击鼠标右键会出现关联菜单，运用关联菜单的以文本格式保存图表可将各施工阶段的应力变化成果以文本形式保存。以文本格式保存图表文献名(N)(StressHistory)

图42.生成应力变化图形的文本文献

运用表格查看应力运用表格查看施工阶段分析的成果时，可