钢桥组合梁桥midas操作例题资料钢混组合梁Word文件下载.docx
- 文档编号:22589576
- 上传时间:2023-02-04
- 格式:DOCX
- 页数:73
- 大小:657.28KB
钢桥组合梁桥midas操作例题资料钢混组合梁Word文件下载.docx
《钢桥组合梁桥midas操作例题资料钢混组合梁Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钢桥组合梁桥midas操作例题资料钢混组合梁Word文件下载.docx(73页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
图2.3-1导入DXF文件
曲线桥梁可以通过导入CAD线形的方法建立单元节点。
在支撑线处、截面变化位置处、加载荷载位置(隔板、横梁等)划分节点。
在Cad中根据上述内容分图层,Civil程序可以根据图层将导入的内容分组。
应该注意导入Cad图形的绘制单位应与Civil一致。
可绘制辅助线(支撑线、加载点等)
一并或分批导入,便于后续操作
图2.3-2图层与结构组
2.4边界条件设置
2.4.1边界条件
由于主梁截面的偏心点选择的是中上部,而支座位于主梁的底部,因此需要在主梁的底部建立支座节点,并在支座节点上定义约束条件,并将支座节点与主梁节点通过弹性连接进行连接。
支座节点通过对主梁节点复制生成,节点号从110开始。
其中114、115、120、121、125、127属于临时支座节点;
其余为永久支座节点。
曲线上布置横向支座时,可选择“任意方向”,方向向量选择沿导入dxf文件中的“永久支撑线”节点方向。
图2.4-1支座节点
建立梁底约束:
边界>一般支承
图2.4-2一般支承定义
建立永久支座:
边界>弹性连接
图2.4-3永久支座弹性连接定义
建立临时支座梁底和梁顶约束:
图2.4-4临时支座梁底和梁顶约束定义
建立永久支座梁底和梁顶约束:
边界>刚性连接
填写主梁上节点作为主节点号,通过“窗口选择”拾取从属节点号
图2.4-5永久支座梁底和梁顶约束定义
图2.5-2静力荷载
2.6钢束钢筋
荷载>温度/预应力>钢束特性
图2.6-1钢束特性
荷载>温度/预应力>钢束形状
钢束N1~N5,y(m)坐标值分别为2,1,0,-1,-2;
在Civil中需要指定钢束在
组合截面中的位置。
施工阶段联合截面设置见2.9施工阶段
图2.6-2钢束形状及组合截面钢束位置
荷载>温度/预应力>钢束预应力
见2.5
特性>截面管理器>钢筋
混凝土板顶底布置两层钢筋,直径d16,保护层0.05m
图2.6-3钢筋布置
2.7移动荷载
大多数公路桥梁结构,汽车荷载是导致疲劳破坏的主要因素,在钢规5.5节中对车辆荷载作用下的疲劳验算进行了规定[1]。
疲劳荷载车辆的本质与汽车荷载相同,均属于移动车辆,其加载方式同汽车荷载。
抗疲劳验算可以对钢梁中任意位置,截面中任意点进行疲劳模型I和疲劳模型Ⅱ的验算。
疲劳模型Ⅲ需要做正交异性板的细部分析,进行纵横向验算,故应采用midasFEA进行验算。
设置车道、车辆等之前,选择中国规范。
荷载>移动荷载>移动荷载规范
图2.7-1选择移动荷载规范
2.7.1定义车道
图2.7-2车道对话框
车道定义时单元或节点必须依次排列,否则会出现车辆对开的情况导致移动荷载分析错误的结果。
对于桥梁跨度的输入,对于多跨连续梁,输入最大计算跨径,此主要用来确定车道荷载中集中力的大小,按最大跨径计算,偏安全考虑;
对于纵向折减系数的考虑,可以在车道单元后面的比例系数中定义即可,输入“1程”序自动根据规范折减。
荷载>移动荷载>交通车道线
2.7.2定义车辆
荷载>移动荷载>车辆
图2.7-3车道对话框
图2.7-4
车辆对话框
图2.7-5定义标准车辆荷载
图2.7-6定义疲劳荷载
2.7.3定义移动荷载工况
荷载>移动荷载>移动荷载工况
图2.7-7移动荷载工况对话框
图2.7-8定义移动荷载工况
移动荷载分析控制中,公路桥梁常用影响线加载方式,而铁路、轻轨、地铁常用所有点加在方式,加载数量决定移动荷载分析的精度。
结果可以选择仅输出最大值和最小值,或输出所有内力结果,以及是否输出应力。
计算选项中选择输出指定结构组的分析结果,默认输出所有构件的分析结果。
在较大模型分析时,通过此功能可节省计算求解时间和所用空间。
冲击系数计算可以选择基频法和其他常用冲击系数计算方法。
本例题选基频1.51,是取特征值分析结果中第一阶频率。
分析>分析控制>移动荷载分析
图2.7-9移动荷载分析控制数据
2.8支座沉降
荷载>沉降/Misc>支座沉降组
荷载>沉降/Misc>支座沉降荷载工况
图2.8-1
定义支座沉降
2.9定义施工阶段
荷载>施工阶段>定义施工阶段
图2.9-1定义施工阶段
根据表2.9.1激活钝化结构组、边界组和荷载组。
提示:
提前整理好各组,边界组还应该包含边界所在节点。
表2.9.1施工阶段
荷载>施工阶段>施工阶段联合截面
钢混组合梁随着施工阶段的变化,逐一架设钢箱和浇筑混凝土板,组合截面并不是
一次性形成的,需要定义施工阶段联合截面,即指定哪个施工阶段形成哪个截面。
图2.9-2
定义施工阶段联合截面
3结合规范和CivilDesigner进行设计
Civil程序建模完成后,可执行分析并查看分析结果。
结合组合梁规范进行设计需将分析结果导入CivilDesigner程序。
选择规范,设置设计参数,进行设计并查看结果。
分析>运行分析
PSC/设计>CDN>创建新项目
图3-1分析结果导入设计平台
3.1CDN程序设置
选择组合梁规范,勾选设计选项设计>规范>设计规范设计>规范>设置
图3.1-1设计规范设置
设计>构件>跨度
设计>构件>有效截面计算有效截面与抗倾覆验算需要提前设置跨度信息。
选择单元后,程序自动识别支承条件计算跨度。
公路钢混组合桥梁设计与施工规范》(JTG/TD64-01-2015)桥梁设计需要设置有效截面,混凝土桥面板的有效宽度按照第5.3条实现,钢梁的有效宽度按照JTGD64-2015中第5.1.7条~第5.1.9条实现。
进行设计时均采用CDN生成的有效截面宽度及其特性,在工作树“边界>有效截面”表格中给出了叠合前、叠合后未开裂、叠合后开裂3种有效截面特性值。
叠合前有效截面含“毛截面”、“上部局稳剪力滞、下部剪力滞有效截面”、“上部剪力滞、下部局稳剪力滞有效截面”。
叠合后有效截面含“毛截面”、“上部剪力滞、下部剪力滞有效截面”、“上部剪力滞、下部局稳剪力滞有效截面”。
无论用
户是否将其添加至边界组,执行设计时程序自动按照规范选用对应的截面进行验算
图3.1-2跨度信息
对话框中,截面类型:
结构的截面类型选项;
剪力连接件的距离b0:
外侧剪力连接件中心间的距离;
比例系数:
对于计算出来的有效宽度乘于比例系数。
有效宽度乘于比例系数结果如果大于全宽的部分取全宽;
考虑截面偏心:
是否考虑截面偏心。
图3.1-3跨度信息
图3.1-4有效截面特性值
设计>荷载组合>生成荷载组合可自动生成,类型主要有基本组合、频遇组合、准永久组合、挠度组合、倾覆组合、疲劳组合。
图3.1-5荷载组合
设计>设计变量>参数
工作树>模型>参数(勾选显示)
图3.1-6构件参数设置及显示
图3.1-7构件列表
设计>设计变量>倾覆
工作树>模型>倾覆轴(勾选显示)
点击自动生成,程序自动读取支座边界,自动生成空间倾覆轴线,用户也可添加。
根据规范选取正交、斜桥及弯桥移动荷载计算方式。
工作树中有倾覆轴线节点,勾选可显示。
图3.1-8倾覆设置及倾覆轴
设计>设计变量>疲劳设置疲劳细节参数。
图3.1-9疲劳细节设置
设计>运行设计
图3.1-10
执行设计
3.2规范条款及验算原理
3.2.1短暂状况抗弯验算
《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》(JTG/TD64-01-2015)7.2.1规定,抗弯验算应符合下列规定:
1计算组合梁抗弯承载力时,应考虑施工方法及顺序的影响,并应对施
工过程进行抗弯验算,施工阶段作用组合效应应符合现行《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60)的规定。
2组合梁截面抗弯承载力应采用线弹性方法进行计算,以截面上任意一点达到材料强度设计值作为抗弯承载力的标志,并应符合下列规定:
Md,i
i=ⅠWeff,i
7.2.1-1)
0(7.2.1-2)
式中:
i—变量,标示不同的应力计算阶段;
其中,i=Ⅰ标示未形成组合梁截面(钢梁)的应力计算阶段,i=Ⅱ表示形成组合梁截面之后的应力计算阶段;
Md,i—对应不同应力计算阶段,作用于钢梁或组合梁截面的弯矩设计值(N·
mm);
Weff,i—对应不同应力计算阶段,钢梁或组合梁截面的抗弯模量(mm3);
f—钢筋、钢梁或混凝土的强度设计值(MPa)。
3计算组合梁抗弯承载力时应考虑混凝土板剪力滞效应的影响。
4计算组合梁负弯矩区抗弯承载力时,如考虑混凝土开裂的影响,应不计负弯矩区混凝土的抗拉贡献,但应计入混凝土板翼缘有效宽度内纵向钢筋的作用。
针对规范,程序计算步骤及原理如下:
1、获取参数值γ0:
根据“设置”界面确定安全等级,从而确定γ0值。
Zi:
从截面中应力点对话框表格中获取8点位置:
混凝土板4点(C1,C2,C3,C4),钢梁4点(S1,S2,S3,S4):
图3.2.1-1应力点
内力值:
获取Civil中叠合前各施工阶段加载荷载工况弯矩My1值与轴力
P1。
My2值与轴力
获取Civil中叠合后各施工阶段加载荷载工况弯矩P2(不包括My1及P1)。
有效截面特性值(Ae、Iyy,e、Izz,e、ez、ey等):
当施工阶段为叠合前时,计算σb及σ。
t
NdMydzi
iA0Iyy
当σ<
t0、σb≥0时,采用“上部局稳剪力滞、下部剪力滞”有效截面特性值。
当σ≥t0、σb<
0时,采用“上部剪力滞、下部局稳剪力滞”有效截面特性值。
其余情况,采用毛截面特性值。
当施工阶段为叠合后时,计算σb。
σb=(σ3+σ)4/2;
(σ3、σ4直接获取civil中对应施工阶段总应力值)
当σb≥0时,采用“上部剪力滞、下部剪力滞”有效截面。
当σb<
0时,采用“上部剪力滞、下部局稳剪力滞”有效截面。
当桥面板计算类型为“预应力-B类”时,需要考虑开裂截面,根据计算位置,判断是否落在中支座两侧0.15L(截面可设置此数值)范围内。
(L为梁的跨径,从跨度信息中获取),0.15L(截面可设置此数值)范围内时,获取叠合后开裂截面特性值,其他位置,获取叠合后未开裂截面特性值。
f值:
混凝土桥面板,根据材料类型,直接获取fcd及ftd值。
钢梁,根据截面tf1(或t1)以及tf2(或t2),从内部材料库中获取对应的fd值。
2、计算原理
施工阶段为叠合前时,计算方法同JTGD64-2015,不再赘述。
施工阶段为叠合后时,施工阶段中各工况应力计算方法同持久状况抗弯验算,见3.2.2.
3.2.2持久状况抗弯验算
规范条款及参数获取同3.2.1短暂状况抗弯验算
1、荷载组合中各工况应力计算方法:
温度作用、收缩、徐变(从civil中获取以下公式中各部分应力,然后根据有效截面特性值折减计算):
混凝土桥面板:
m=n1[AP0
nLA0L
M0
I0L
c
y0cL]
P0
Ac
钢梁:
其他工况:
(从civil
性值折减计算)
混凝土桥面板及钢梁:
2、总应力值计算:
i—应力计算点位,
及钢梁4个点
A0L
s
y0L
中获取各工况应力,然后根据有效截面特
ni
zi-ez,c/Ieff,yy,n
zi/Iyy,n
z,c
ΣimiΣini
联合前为钢梁4个点,联合后为混凝土板4个点以
σi—该荷载组合下所有工况*系数计算之和。
γi—荷载组合系数。
3、分别获取混凝土板及钢梁的4个点中最大、最小σ值钢梁:
σmax=maxσiσmin=minσi混凝土板:
σmax=maxσiσmin=minσi
4、结论
当γ0*|mσax|≤d,fγ0*|mσin|≤df时,验算结果OK,否则NG
混凝土板:
σmax≤0时,γ0*|mσax|≤fc,d验算结果OK,否则NG
σmin≤0时,γ0*|mσin|≤fc,d验算结果OK,否则NG。
σmax>
0时,γ0*|mσax|≤ft,d验算结果OK,否则NGσmin>
0时,γ0*|mσin|≤ft,d验算结果OK,否则NG。
3.2.3持久状况竖向抗剪验算
规范7.2.2组合梁的竖向抗剪承载力应按下列原则计算:
1组合梁竖向抗剪验算应按下式计算:
7.2.2-
Vvu=fvdAw
1)
7.2.2-2)
Vvd—组合梁的竖向剪力设计值(N);
Vvu—组合梁的竖向抗剪承载力(N);
Aw—钢梁腹板的截面面积(mm2);
fvd—钢梁腹板的抗剪强度设计值(MPa)。
1.1fd
2组合梁承受弯矩和剪力共同作用时,应考虑两者耦合的影响,腹板最大折算应力应按下式验算:
7.2.2-3)
σ、τ—钢梁腹板同一点上同时产生的正应力、剪应力(MPa);
fd—钢材抗拉强度设计值(MPa);
1、参数取值,除以下说明外,其余参考3.2.1.
zi、yi:
从截面中应力点对话框表格中获取6点位置:
(S5,S6,
S7,S8,S9,S10):
中获取内力值:
从Civil
获取Civil中叠合前各施工阶段加载荷载工况弯矩Mx1值与轴力Pz1(Fz)值。
获取Civil叠合后各施工阶段加载荷载工况弯矩Mx2值(不包括Mx1,也不包括温度、收缩、徐变工况的内力)与轴力Pz2(Fz)(不包括Pz1,也不包括温度、收缩、徐变工况的内力)。
根据10个成分(Fx-min、Fx-max、Fz-min、Fz-max、Mx-min、Mx-max、My-min、My-max、Mz-min、Mz-max),分别获取每个组成同时发生的内力组。
2、承载力计算
计算σ:
i
各工况应力计算方法:
先按照“3.2.2持久状况抗弯验算”中应力折减计算方法计算S1、S2、S3、S4点的应力σm及σn。
然后需要用S1、S2、S3、S4点的应力,根据距离质心的距离插值计算腹板位置S5、S6、S7、S8、S9、S10的应力σm及σn。
总应力值计算:
Σimi
ini
i为应力计算点位,钢梁腹板6个点。
i为该荷载组合所有工况*系数计算之和。
γi为荷载组合系数。
计算τ:
按照下面公式计算S5、S6、S7、S8、S9、S10点的应力(取对应有效截面特性值参数):
I字钢梁及槽型钢梁时,采用开口截面公式计算,箱型钢
梁时,采用闭口截面公式计算:
开口截面:
ⅡViSi=ⅠItw
闭口截面:
ViS+Ti
i=ⅠItwKt
V=Pz1或Pz2。
(叠合前或叠合后有效截面的内力值,注意此两部分内力需要乘以各自工况的组合系数)S,内部计算。
tw,从截面中根据验算位置获取对应的腹板厚度值。
I,根据判断,获取对应特性值。
Ti=Mx1或Mx2,(叠合前或叠合后有效截面的内力值,注意此两部分内力需要乘以各自工况的组合系数)。
Kt=2Am*tmin(Am为截面内闭合截面面积,参考PSC截面单箱单室计算。
tmin为截面最小厚度,包括闭合的顶板、底板、腹板最小厚度,参照参考PSC截面单箱单室计算。
)?
总剪应力值计算:
Σi
计算抗剪承载力Vvu:
Aw:
程序内部计算钢梁腹板的截面面积。
计算正应力和剪应力共同作用比值f:
fi=max
//i
5~10
3、结论
当γ0Vvd≤Vvd∪f≤1.1时,验算结果OK,否则NG
3.2.4持久状况纵向抗剪验算
纵向抗减验算主要参考规范条款是6.3.1~6.3.4和7.2.3.针对规范,程序计算步骤及原理如下:
1、参数取值
从Civil中获取内力值:
获取Civil荷载组合下轴力Pz(Fz)。
根据4个成分(Fz-min、Fz-max、Mz-min、Mz-max),分别获取每个组成同时发生的内力组。
纵向抗剪计算类型Cs:
构件参数中获取Cs=b-b,c-d,d-d。
纵向抗剪截面在垂直于主梁方向上的长度值bf:
构件参数中获取钢筋面积At、Ab、Abh:
从构件截面对话框抗剪钢筋信息中取。
S值,内部计算。
有效截面特性值Iyy:
计算σb。
σb(=σ3+σ)4/2;
(σ3、σ4直接获取civil中对应荷载组合总应力值)
当σb≥时0,采用“上部剪力滞、下部剪力滞”有效截面。
当σb<
0时,采用“上部剪力滞、下部局稳剪力滞”截面。
当桥面板计算类型为“预应力-B类”时,需要考虑开裂截面,
根据计算位置,判断是否落在中支座两侧0.15L(截面可设置此数值)范围内。
(L为梁的跨径,从跨度信息中获取),0.15L(截面可设置此数值)范围内时,获取叠合后开裂截面特性值,其他位置,获取叠合后未开裂截面特性值。
be1、be2、beff:
be1=beff1
b0从有效截面界面参数获取。
beff1为混凝土板有效宽度,从有效截面中获取。
be2=beff2。
beff2为混凝土板有效宽度,从有效截面中获取。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 组合 midas 操作 例题 资料