MidasCivil建模过程大全.docx
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MidasCivil建模过程大全
第一章Midas/Civil建模的一般过程
第一节建立模型
1
§1-1设定操作环境1
§1-2确定结构类型3
§1-3定义材料3
§1-4定义截面4
§1-5输入节点和单元5
§1-6输入边界条件8
§1-7输入荷载9
§1-8运行结构分析11
第二节结果查看11
§2-1查看反力11
§2-2查看变形和位移11
§2-3查看内力12
§2-4查看应力13
§2-5梁单元细部分析(BeamDetailAnalysis)
14
§2-6表格查看结果
16
第二章预应力混凝土梁的施工阶段分析
18
第一节概要
18
§桥梁概况及一般截面
18
§预应力混凝土梁的分析步骤19
§使用的材料及其容许应力20
§荷载21
第二节设置操作环境22
第三节定义材料和截面22
第四节建立结构模型
...26
§利用建立节点和扩展单元的功能来建立单元
.26
§定义结构组、边界条件组和荷载组26
§输入边界条件28
第五节输入荷载29
§建立静力荷载工况29
§输入恒荷载30
§输入钢束特性值30
§输入钢束形状31
§输入钢束预应力荷载34第六
节定义施工阶段35第七
节输入移动荷载数据40
§定义车道40
§输入车辆荷载41
§输入移动荷载工况。
42第
八节查看分析结果44
§利用图形查看应力和构件内力44
§定义荷载组合48
§利用荷载组合查看应力49
§查看钢束的分析结果52
§查看荷载组合条件下的内力55
第一章Midas/Civil建模的一般过程
本章通过对简支梁的建模分析,介绍MIDAS/Civil
内容如下:
1MIDAS/Civil的构成及运行模式
2视图(ViewPoint)和选择(Select)功能
3关于进行结构分析和查看结果的一些基本知识
4建模和分析步骤(输入材料和截面特性、建模、看结果)
第一节建立模型
§1-1设定操作环境
一、建立新项目(二新项目),命名项目名称,保存
二、定义单位体系:
kN(力),m(长度),其方法如下:
工具〉单位体系
长度选择‘m,力(Mass)选择‘kN'
点击I
的基本使用方法和一些基本功能。
包含的主要
(GCS,UCS,ECS等)
输入边界条件、输入荷载、结构分析、查
(■保存)。
也可使用窗口下端
的状态条来转换单
位体系。
图1.单位体系编辑窗
三、工具条定制:
本例题主要使用工具条图标菜单。
在主菜单选择工具>用户制定>工具条
在工具条选择栏钩选相应的工具条
也可以把鼠标移动到任
一工具条位置,单击鼠标
右键,在右键菜单中完成
工具条的定制
CustDHlze
Cammtndx
Ktybowd|Mtnu
IOptions|
Reset
loolbars
QMenuBar
□□□回□回口回□口
fiesetAll
Civil20116L冼标磨]L[模埜帝口]
….-.一口
『连很肋匠节点j中括騷莎血亦应尚#r蔽祐—踞鬲呆*响阖琬更兰鬲、
文件⑹^55
(1)视田世)程型I;⑷ffift(L)号祈也]结果腿设计式匸〕直谊(Q)XH(T)窃口迪)ffiatj(H)
\常用I铀刖捕抿'.<5/G-?
tKSfi制摭洁1^口[鬥薦画app曆多口丿
L2U
眾单I走将爼工It网结恸抽f
.主成分工具条
*■«£
*L-
■+匹反应谱为萨魏矗
*宀吋崔纟胖数J8
*轨習动芮卷芦折
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*w姐合離面幷新食据
*舌水世热分萨麹据
1凹非議桂分萨礬据
+绘SS3BI轴戮捋
*□拮昱
*也役计
*压查月
对象选择工具条
|»
—h.曲舍比口」.••:
酣二口,
加世色抵帘助,请按卜1键
G:
00;0
|tcnf二|m十
状态栏
图3.默认操作界面组成
次成分工具
屏幕命令按钮
视点命令按钮
ji^zjd
动态屏幕命令
主成分工具条与次成分工具条都集成了许多常用的工具按钮,根据须要可很快地实现切换。
§1-2确定结构类型
Midas/Civile是为分析三维空间结构而开发的,而在以前的力学课中采用的都是把空间结构简化为平面结构来计算的,故对于二维平面内的结构需约束不需要的自由度。
对此可通过选择结构类
型简单地处理。
本例题的模型处于整体坐标系(GlobalCoordinateSystem,GCS)的X-Z平面,故可
将结构指定为二维结构(X-ZPlane)。
X方向表示为杆系单元的长度方向,Z方向为竖直方向。
模型〉结构类型选
择“X-Z平面”
点击―匕―I
图4.确定结构类型
§1-3定义材料使用CIVIL数据库中内含的材料
Q235来定义材料。
点击材料(次成分工具条->特性)
点击U…1确认一般的材料号为
也可不使用图标菜单
而使用关联菜单的材
‘1'(参考图5)在类型栏中选择
料和截面特性>材料来
'钢材’在钢材的规范栏中选择
输入。
关联菜单可通过
‘GB03(S)'在数据库中选择
在模型窗口点击鼠标
‘Q235点击——1
右键调岀。
材料号:
设计类型
材14类型
*各命同性
弹性複量
2.0600a+008
Q,3
线膨胀丟数:
客重:
「便用瞪垦悪JE:
洲土
弹性模星
泊握比:
容重:
厂連用疋量楚,罠:
热特性值
比热:
热传导率
1.2000e-005
7698
0_0000e+000
QQQQQftQQQ
NOME
kN/m'2
1/LC]
WmP3/e
kN/m*2
1/LCJ
kN/m*3
kN/m^/g
kr+g/HT*[c]
确认
取消
适用⑥|
使用内含的数据库时,不需另行指定材料的名称,数据库中的名称会被自动输入。
材料类型中包括钢材、混凝土、组合材料(SRC)、用户定义等4种类型,包含的规范有
GB,ASTM,JIS,DIN,BS,
EN,KS等。
图5.输入材料数据
§1-4定义截面
点击特性值/1截面(次成分工具条->特性)
点击Ei!
_l__l
在类型栏中选择:
数据库/用户
截面编号:
1截面形状:
工字
形截面在数据库中选择:
GB-
YB截面:
HM594x302x14/23
上土确认
图6.输入截面数据
§1-5输入节点和单元
先简单介绍一下鼠标编辑功能。
在建立、复制节点和单元或者输入荷载等建模过程中,需输
入坐标、距离、节点或单元的编号等数据,此时可使用鼠标点击输入的方式来代替传统的键盘输入方式。
用鼠标点击一下输入栏,其变为草绿色时,即可使用鼠标编辑功能。
为使用鼠标编辑功能需将捕捉功能激活,根据需要也可定义用户坐标系(User-definedCoordi
nateSystem,UCS)。
点栅格是为了方便建模而在UCS勺x-y平面内显示的虚拟参照点。
激活点栅格捕捉功能,鼠标就
会捕捉距离其最近的参照点。
一、建立节点
匚.1正面,圜点格(开),爾捕捉点(开)
H捕捉节点(开),E3捕捉单元(开)
模型/用户坐标系统/dX-Z平面
坐标>原点(0,0,0)
口莎冈
旋转角度>角度(0)
1DQElxq弋号[\逼甘庄讯出疵解创国回少电内曲宫•也*」;芝岳
桦Sts\¥”4.•"龟毎31中口|
|wisitr
邱蜡构升折
环境设宜
楓型
EJ&t-JR®甲褂BEJ悴0幻皑&■©■&■$■■丑,a--’^--f^F&-,&■'&■-EI&-&■
爼合牡面珀杆热15
水恍热号护票据丰劉性分折眾据立工阶険吳折数据
圈+
处于开启状态的捕捉功能
已命名的平面
由当前VCS设定UCE
1
已命名的UCS
;-T平丽
1-2平面Y-Z平面|
三点
1三帶
坐标
原点:
|4aDm
能转角度
角度:
F耳[^«(]
勵型sum
■淫悵助〒巧点5!
元特1忙|广异蚣舟P>P芍盐紳嘻甲訓触世响世石漁
T卩2帀工药二>
」直1也匡易糊回工愛*<>•=:
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Civil2LU6-(D:
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厂關活VCS平面厂修改视垢
保存当前畔I确认如]适用®I关闭©]
|»
£谑査主帮助..出按F1睦无IU:
2.5,1,□&2.5,0,1側二I|rnT
图7.各种被激活的捕捉功能图标以及UCS
本例采用先建立节点后再利用这些节点建立单元的方法来建模。
节点号(开),図单元号(开)
J]
模型/节点/建立节点
坐标(0,0,0)
..Eement的1/2ah1
被激活时,鼠标
捕捉功能
it
单元的中点,另外也可将
其设置为1/3或1/5。
丨爼t^(E)«fS(D弭国世)IfiaUH)
俪血琴里®设i十脸)腹式dSiKij?
工目CD旨口创般1也
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『求用■gg观因強制劇J;建换助竽码丨单记特性边界修址阶段raft糕动:
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口皿日丄9-丄目曳
E乡/fP国図疵郦用①回少电耳苗1®齢”氢.,呻竺
超托薫单P
题型由口
>X
|*7?
曲貝盘N艇
丄
P在交叉点対老軽元
节直M导医
P在交叉点対老童元
[适用⑥'关闭口
图8.在原点(0,0,0)建立节点
将建立的节点复制到梁单元的各节点位置。
(将12m长的梁单元分割成6等分)
节点/
移动和复制
仝J单选(节点:
1)
移动和复制>等间距
输入dx,dy,dz等两节
点间距离时可使用鼠
标编辑功能通过连续点
dx,dy,dz(2,0,0)
复制次数(6)
击相
广任盘诃距
r鑫动龜I
9X
应节点来方便地输入。
点栅格间距的默认值为
m可以此确认复制的节点间
的距离是否正确。
点栅格的间距可在模型>
定义轴网>定义点格中调
6@2=12m
图9.复制节点
二、建立单元
在“捕捉点”被激活的状态下利用“建立单元”功能输入梁单元。
钩选“交叉分割”选项,
则即使直接连接单元的起点(节点1)和终点(节点7),在各节点处还是
会自动分割而生成6个单元。
I#
单元/建立
单元类型>一般梁/变截面梁
材料>1:
Q235;截面>1:
HMHM594x302x14/23
交叉分割>节点(开);节点连接(1,7)
若“交叉分割”不钩选时连接1
和7节点,则其它节点尽管位置上
与新建单元重合,但两者间却无
联系
如在节点2上作用一集中
力^荷载却不能传给单元。
常用|捕圈*«¥u巧肪阳趙囲?
*#密话-|:
~agab^节£舄”性边防駅濮推动沉躍胳果琬圈诈面査邇L加邀妙I□了国MX£山孑个2屯扣孑戒区盘逍护丁診
j_Da;Hd母实
r寿考点
厂尊考向里
节•占单元I边界乗件筍暈養豊
4HSUfiD
'£•诈區
卜X
入的梁单元的实际形状
图10.输入梁单元
§1-6输入边界条件
使用一般支承输入边界条件,为简支梁。
即将节点1的Dx,Dz自由度约束,把节点7的Dz自由度约束,使其成
因为已将结构类型定义为了
X-Z平面,故不需对Dy,Rx,Rz自由度再做约束。
MIDAS/CIVIL是
被约束的自由度其三
如图11所示,这6个自由度在模型中是由6个三角形按顺序组成的6边形表现的,
Dx代表节点坐标系(未定义节点坐标系时为整体坐标系)x轴方向的位移自由度,并按顺时针方向分别代
单选(节点:
7)
选择>添加
卜X
*...
|TK支哥
MI附
厂S-ALL
血厂时「
r
*舷
书点±7f辺界畢弊.^5#诘丸
迪甬応1
*11-
支承養萍芙堂〔局部方冃;
角形颜色会变成绿色,以便区分。
図单兀号(关)
边界条件/一般支撑
单选(节点:
1)
选择>添加
支撑条件类型>Dx(开),Dz(开)
表y、z方向位移及绕x、y
常冋支撑条件类型i>DZ1(■开)*盖(严)于方点車元特性議Q阶段茴载秸动血络巴矽辭惓帼査询才甘盘学g|7l^Ge曲用“吨冋严*錚呵ici"
、z轴的转动位移。
图11.输入边界条件
§1-7输入荷载
输入节点荷载、梁单元荷载、压力荷载等荷载前,需先定义静力荷载工况。
荷载/也L名称:
活荷载(取个意义
清楚的名称)类型:
活荷载(选择对
应的类型)
荷载类型可选择用户自
定义,建议选择既有类型,以便后处理中按
《公路桥规》进行荷载的自动组合。
图12.定义荷载工况
在简支梁中央(节点4)输入大小为15kN的节点荷载。
荷载/节点荷载
一单选(节点:
4)
荷载工况名称>活荷载;选择〉添加;FZ(-1)
节点荷载的方向为GCS的Z
轴的反方向,故在FZ输入栏中输入‘-1'。
荷载的加载方向按’+,-'号来输入
;第用|韩翔删丨ucsg更图往割at活r「逢欖助手
!
乓力网滅圖:
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琦悝iafli'Uifi险is坐曲扯H国闯
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图13.输入节点荷载
选择FXYZ可同时查看水平反力和竖向反力。
选择数值可在窗口显示结果的大小,选择图例可在窗口右侧查看最大
、最小值。
如要在模型窗口显示施
g
加的荷载,可点击
显
图例
在荷载表单选择相
示,
应荷载类型(这里选择节点荷载)和荷载值即可。
快速查询
§1-8运行结构分析
建立简支梁单元、输入边界条件和荷载后,即可运行结构分析。
分析/□运行分析
第二节结果查看
§2-1查看反力查看反力的步骤如下。
由结果可以看出分析结果与
手算的结果一致。
结果/反力/反力/弯矩
荷载工况/荷载组合>ST:
活荷载;反力>FXYZ显示类型>数值(开);图例(开)
图13.查看反力
§2-2查看变形和位移
J节点号(关)
结果/位移/变形形状
荷载工况/组合>ST:
活荷载
成分>DXYZ(DXYZ=
组成>变形
(开)
;变形前(开)图例(开)
DZ)
DXDY
数值>B]
t(小数点(3);
指数型(开))最大值最小
选择
的
值〉最大绝对值
;显示范围(%)
(1)
最大和最小值
话,在显示范围内
(%)
的结果就会在画面显示
-林用
:
vZHmW卜驚国莎口?
1冷
.■■W透杲1:
“Ji划款F丽Si4
补辛墻1*<:
耕乞护VLl隹¥:
'匕〉»|
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蛊至国&擬朋田<§^倉曲氐电窟◎酉•盘4=
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卓■
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STl
rd4S3
单元坐标
系
©caeffij或¥小£妙
图14.查看变形形状
§2-3查看内力
构件内力根据相应单元的单元坐标系输出。
首先确认单元坐标系,并查看弯矩。
图15中My为弯
矩,Fz为剪力,Fx为轴力。
■-■■显示>荷载>荷载值,节点荷载(关)
单元>局部坐标轴(开)
:
了戸祜口:
坯Q抵用加111工'NKIU汁百⑹滴豪宦册十d1R式口J舌河回T*辽!
团H抄袍助也~ff~
.占迥.初始画癩朋H;「匕拴1尹辱隐藏臬开)11.占草基村吐煌显「^址阶侵|徭砥胞迟俸爲杲崛欣,'影罚血師乏咆卩电•咕盘乜卜巴£X遷]”卫事匕綽*』
:
Dc#Q&国|;舟甘上田巴疵咽旳国因曲屯乐掛迦纟”盘”,;占旦I
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15点r
+■>*X6-hK传性伯
4国Uti;
*t戡面I
±j±5»-2
-t-静力砒t
0W^WfcTiE1LSI;)
+⑺tt.^rCfcXi®2LtiJuft.J
图15.确认单元坐标系
F面查看弯矩。
结果/内力/Q梁单元内力图
荷载工况/荷载组合>ST:
活荷载;内力>My
显示选项>5点(开);线涂色(开);系数⑴
显示类型>等值线图(开);图例(开)
图16.查看弯矩查看弯矩
后查看剪力。
结果/内力/□梁单元内力图荷载组合/荷载工
况>ST:
活荷载;内力>Fz显示选项>5点
(开);线涂色(开);系数
(1)
显示类型>等值线图(开);数值(开)
图例(开)
数值>_I
小数点(3);指数型(关)
最大值最小值>最大绝对值(开);显示范围(%)
(1)
亶用|瑁劇11紀IJC5A3C5arasiw険;廿空助工节卢单元旨愕谭界禺詈MF応芯&勺ilM律果|■口曼廉利方附
IDER矗甘0国&心闸国⑪画"屯吃獨曲
和孔卿fl
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拓:
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