midas例题演示(预应力砼连续梁)

预应力混凝土梁的施工阶段分析概要：本例题使用一个简单的两跨连续梁模型（图1）来重点介绍MIDAS/Civil的施工阶段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法以及查看分析结果的方法等。主要包括分析预应力混凝土结构时定义钢束特性、钢束形状、输入预应力荷载、定义施工阶段等的方法，以及在分析结果中查看徐变和收缩、钢束预应力等引起的结构的应力和内力变化特性的步骤和方法。桥梁概况及一般截面使用的材料及其容许应力荷载预应力混凝土梁的分析顺序图1.分析模型桥梁概况及一般截面•分析模型为一个两跨连续梁，其钢束的布置如图2所示，分为两个阶段来施工。•桥梁形式：两跨连续的预应力混凝土梁•桥梁长度：L=2x30=60.0m图2.立面图和剖面图使用的材料及其容许应力荷载预应力混凝土梁的分析步骤1.设置操作环境2.定义材料和截面3.建立结构模型4.输入荷载恒荷载钢束特性和形状钢束预应力荷载5.定义施工阶段6.输入移动荷载数据7.运行结构分析8.查看结果步骤1.设置操作环境操作步骤①文件/新项目②文件/保存(预应力混凝土梁的施工阶段分析)③工具/单位体系④长度m;力tonf1243步骤2.1定义材料操作步骤①模型/材料和截面特性/材料②添加③类型混凝土;规范GB-civil(RC)④数据库40（与上部相同）⑤名称(钢束);类型用户定义;规范无⑥分析数据⑦弹性模量(2.1e7)1234步骤2.2定义截面操作步骤①模型/材料和截面特性/截面②添加③数据库/用户截面号(1);名称(Beam)④截面类型实腹长方形截面用户⑤H(3);B(2)⑥偏心中-下部213456步骤2.3定义材料的时间依存性并连接操作步骤①模型/材料和截面特性/时间依存性材料(徐变&收缩)②名称(徐变/收缩);设计标准CEB-FIP③28天材龄抗压强度(4000)④相对湿度(40~99)(70)⑤构件的理论厚度(1.2)⑥混凝土种类普通水泥(N,R)⑦开始收缩时的混凝土材龄(3)1243567步骤2.3定义材料的时间依存性并连接操作步骤①模型/材料和截面特性/时间依存性材料(抗压强度)②名称(抗压强度);类型设计规范强度发展规范CEB-FIP③混凝土28天抗压强度(S28)(4000)④混凝土类型(a)(N,R:0.25)1243步骤2.3定义材料的时间依存性并连接操作步骤①模型/材料和截面特性/时间依存材料连接②时间依存材料类型徐变/收缩徐变/收缩③强度进展抗压强度④选择指定的材料材料1:40选择的材料⑤13452步骤3.建立结构模型操作步骤①模型节点建立节点②坐标(0,0,0)③模型单元扩展单元④全选⑤扩展类型节点线单元⑥单元类型梁单元;材料1:40;截面1:Beam⑦生成形式复制和移动⑧复制和移动等间距dx,dy,dz(2,0,0)⑨复制次数(30)132456789步骤3.1定义结构组操作步骤①模型组定义结构租②定义结构组名称(S-G);后缀(1to2)③定义结构组名称(All)④单元号显示(on)⑤窗口选择(单元:1to18)⑥组结构组S_G1(拖&放)同上操作⑦窗口选择(单元:19to30)⑧组结构组S_G2(拖&放)⑨全选⑩组结构组All(拖&放)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，并利用组来定义施工阶段。•Drag&Drop1342569步骤3.2新建边界组操作步骤①模型组定义边界组②定义边界组名称(B-G);后缀(1to2)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，并利用组来定义施工阶段。12步骤3.3新建荷载组操作步骤①模形组定义荷载组②定义荷载组名称(Selfweight)同上操作③定义荷载组名称(Tendon);后缀(1to2)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，并利用组来定义施工阶段。12步骤3.4输入边界条件操作步骤①单元号(关);节点号(开)②模型/边界条件/一般支撑③单选(节点:1)④边界组名称B-G1⑤选择添加⑥支撑条件类型Dy,Dz,Rx(开)同上操作⑦单选(节点:16)⑧边界组名称B-G1⑨选择添加⑩支撑条件类型Dx,Dy,Dz,Rx(开)11单选(节点:31)12边界组名称B-G213选择添加14支撑条件类型Dy,Dz,Rx(开)12564步骤4.输入荷载操作步骤①荷载/静力荷载工况②名称(恒荷载)③类型(施工阶段荷载)④名称(预应力1)⑤类型(施工阶段荷载)⑥名称(预应力2)⑦类型(施工阶段荷载)本例题针对恒荷载和预应力荷载进行施工阶段分析。移动荷载分析则需另行输入移动荷载数据。123步骤4.1输入恒荷载操作步骤①荷载/自重②荷载工况名称恒荷载③荷载组名称自重④自重系数Z(-1)使用自重功能输入恒荷载。1234步骤4.2输入钢束特性值操作步骤①荷载/预应力荷载/预应力钢束的特性值②预应力钢束的名称(钢束);预应力钢束的类型内部③材料2:钢束④预应力钢束总面积(0.0042997)⑤钢铰线公称直径15.2mm(0.6＂)⑥钢铰线股数(31)⑦钢束孔道直径(0.133);松弛系数(45)⑧预应力钢筋与孔道摩擦系数(0.3);孔道每米局部偏差摩擦系数(0.0066)⑨极限强度(190000);屈服强度(160000)⑩张拉方法后张法11锚具变形和钢筋内缩值开始点(0.006);结束点(0.006)12~11步骤4.3输入钢束形状操作步骤①荷载/预应力荷载/预应力钢束形状②钢束名称(Tendon1);钢束特性值tendon③窗口选择(单元:1to18)④钢束直线段开始点(0);结束点(0)⑤布置形状⑥1x(0),y(0),z(1.5),固定(关)⑦2x(12),y(0),z(0.2),固定(开),Ry(0),Rz(0)⑧3x(30),y(0),z(2.6),固定(开),Ry(0),Rz(0)⑨4x(36),y(0),z(1.8),固定(关)⑩钢束形状直线11钢束布置插入点(0,0,0)12假想x轴方向X首先输入第一跨的钢束形状。14~12步骤4.4输入钢束形状操作步骤①荷载/预应力荷载/预应力钢束形状②钢束名称(tendon2);钢束特性值tendon③窗口选择(单元:13to30)④钢束直线段开始点(0);结束点(0)⑤布置形状⑥1x(24),y(0),z(2),固定(关)⑦2x(30),y(0),z(2.8),固定(开),Ry(0),Rz(0)⑧3x(48),y(0),z(0.2),固定(开),Ry(0),Rz(0)⑨4x(60),y(0),z(1.5),固定(关)⑩钢束形状直线11钢束布置插入点(0,0,0)12假想x轴方向X首先输入第二跨的钢束形状。14~12下面按如下方法确认所输入的钢束的形状。操作步骤①单元号(关)②显示综合钢束形状(开)名称(开);点(开)2步骤4.5输入钢束预应力荷载操作步骤①荷载/预应力荷载/钢束预应力荷载②荷载工况名称预应力1;荷载组名称tendon1③钢束tendon1已选钢束④张拉力应力;先张拉开始点⑤开始点(133000);结束点(133000)⑥注浆:下(1)125643输入tendon1荷载步骤4.6输入钢束预应力荷载操作步骤①荷载/预应力荷载/钢束预应力荷载②荷载工况名称预应力2;荷载组名称tendon2③钢束tendon2已选钢束④张拉力应力;先张拉开始点⑤开始点(133000);结束点(133000)⑥注浆:下(1)125643输入tendon2荷载步骤5定义施工阶段操作步骤①施工阶段划分各施工阶段的结构组、边界组和荷载组步骤5.1定义施工阶段1(CS1)操作步骤①荷载/施工阶段分析数据/定义施工阶段②名称(CS1);持续时间(20)③保存结果施工阶段(on);施工步骤(on)④添加子步骤自动生成步骤数(5)单元⑤组列表S-G1⑥激活材龄(5);边界⑦组列表B-G1⑧激活支撑条件/弹性支撑位置变形后;荷载⑨组列表自重,tendon1⑩激活激活时间开始;12364578910步骤5.2定义施工阶段2(CS2)操作步骤①荷载/施工阶段分析数据/定义施工阶段②名称(CS2);持续时间(20)③保存结果施工阶段(on);施工步骤(on)④添加子步骤自动生成步骤数(5)单元⑤组列表S-G2⑥激活材龄(5);边界⑦组列表B-G2⑧激活支撑条件/弹性支撑位置变形后;荷载⑨组列表tendon2⑩激活激活时间开始;12345678910步骤5.3定义施工阶段3(CS3)操作步骤①荷载/施工阶段分析数据/定义施工阶段②名称(CS3);持续时间(1000)③保存结果施工阶段(on);施工步骤(on)④添加子步骤自动生成步骤数(15)1234步骤5.4施工阶段分析控制操作步骤①分析/施工阶段分析控制②最终施工阶段最后施工阶段③分析选项考虑时间依存效果(开)时间依存效果④徐变和收缩(开);类型徐变和收缩徐变分析时得收敛控制⑤迭代次数(5);收敛误差(0.01)⑥自动分割时间(开)⑦钢束预应力损失(徐变和渐变)(开)⑧抗压强度的变化(开)⑨钢束预应力损失(弹性收缩)(开)完成建模和定义施工阶段后，在施工阶段分析选项中选择是否考虑材料的时间依存特性和弹性收缩引起的钢束应力损失，并指定分析徐变时的收敛条件和迭代次数。123456798步骤6输入移动荷载数据操作步骤①荷载/移动荷载分析数据/车道②车道名称(Lane1)③车道荷载的分布车道单元④车辆移动方向往返⑤偏心距离(0)⑥桥梁跨度(30)⑦选择两点(1,31)1234576步骤6.1输入车辆荷载操作步骤①荷载/移动荷载分析数据/车辆②车辆添加标准车辆③标准车辆荷载规范名称中国城市桥梁荷载(CJJ77-98)同上操作④车辆荷载名称C-AL;C-AD(20)输入数据库中内含的标准车辆荷载C-AL和C-AD(20))123步骤6.2输入移动荷载工况操作步骤①荷载/移动荷载数据分析/移动荷载工况②荷载工况(MovingLoad)③子荷载工况车辆组VL:C-AL④可以加载的最少车道数(0)⑤可以加载的最大车道数(1)⑥车道列表Lane1选择的车道列表Lane1⑦子荷载工况⑧车辆组VL:C-AD(20)⑨可以加载的最少车道数(0)⑩可以加载的最大车道数(1)11车道列表Lane1选择的车道列表Lane11234567891011步骤7运行结构分析操作步骤①分析/运行分析建模、定义施工阶段全部输入结束后，运行结构分析步骤8定义荷载组合操作步骤①阶段PostCS②结果/荷载组合③激活(开);名称(Com1);类型相加④荷载工况合计(CS);系数(1.0)⑤荷载工况移动荷载(MV);系数(1.0)同上操作⑥激活(开);名称(Com2);类型添加⑦荷载工况自重(CS);系数(1.3)⑧荷载工况钢束二次应力(CS);系数(1.0)⑨荷载工况徐变收缩二次应力(CS);系数(1.3)⑩荷载工况移动荷载(MV);系数(2.15)对于未定义成为施工阶段荷载的其他荷载，将在最后施工阶段进行结构分析，并对其结果进行组合。在这里将与移动荷载的分析结果进行组合，查看其容许应力(Com1)，而且会定义施工阶段荷载的分项系数来查看其极限强度(Com2)。2345步骤9查看分析结果操作步骤①阶段CS1②结果/桥梁内力图③荷载工况/荷载组合CS:合计(开);步骤列表最后④图形类型应力;x轴刻度距离⑤桥梁单元组All⑥组合⑦组合(开);3(+y,-z)⑧容许应力线画容许应力线(开)⑨抗拉(320)对于MIDAS/Civ