Midascivil培训.ppt

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1、Midas/Civil 2006 培训,主讲人：王波,2010-8-20,路桥华南工程有限公司,Midas/Civil 2006 培训内容,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解 1，软件介绍 2，菜单详解 二，Midas/Civil 计算分析说明 1，常用单元介绍 2，常用边界条件介绍 3，移动荷载分析介绍三，Midas/Civil 静力分析 1，钢围堰力学分析 2，栈桥力学分析 3，柱模有限元分析四，Midas/Civil 屈曲分析 1，万能杆件搭架的稳定分析 2，满堂支架稳定性分析五，Midas/Civil 水化热分析 1，箱梁浇筑施工水化热分析 2，考虑管冷的基础水化热分析六，

2、Midas/Civil 施工阶段分析,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍,MIDAS系列软件是以有限元为理论基础开发的分析和设计软件。早在1989年韩国浦项集团成立CAD/CAE研发机构开始专门研发MIDAS系列软件，于2000年9月正式成立Information Technology Co.,Ltd.(简称MIDAS IT)。目前MIDAS系列软件包含建筑（Gen），桥梁(Civil)，岩土隧道(GTS)，机械(MEC)，基础(SDS)，有限元网格划分(FX+)等多种软件。,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Ci

3、vil 软件介绍及菜单详解,斜拉桥施工仿真分析,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,匝道弯桥应力分析,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,栈桥静力分析,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,柱模静力分析,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,(一)特点：,*提供菜单交互式、表格输入、导入CAD等灵活多样的建模功能。*提供刚构桥、板型桥、箱梁桥、顶推法桥梁、悬臂法桥梁、移动支架/满堂支架法桥梁、悬索桥、斜拉桥的

4、建模助手。*提供中国、美国、英国、德国、欧洲、日本、韩国等国家的材料和截面数据库，以及混凝土收缩和徐变规范和移动何在规范。*提供桁架、一般梁/边截面梁、平面应力/平面应变、只受拉/只受压、钩、索、板、实体单元等工程实际时所需的各种有限元模型。*提供静力分析、动力分析、静/动力弹塑性分析、几何非线形分析、优化索力、屈曲分析、移动荷载分析（影响线/影响面分析）、支座沉降分析、施工阶段分析、联合截面施工阶段分析等功能。*在后处理中，可以根据设计规范自动生成荷载组合，也可以添加和修改荷载组合。*可以输出各种反力、位移、内力和应力的图形、表格和文本。*可在进行结构分析后对多种形式的梁、柱截面进行设计和验

5、算。,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,（二）适用范围：,主要适用于桥梁结构、地下结构、工业建筑、大坝、港口等结构的分析与设计。特别是针对桥梁结构，MIDAS/Civil结合国内的规范与习惯，在建模、分析、后处理、设计等方面提供了很多的便利的功能，目前已为各大公路、铁路部门的设计院所采用。,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,Midas/Civil 2006界面,前处理,建模、加载,后处理,计算结果、RC设计、PSC设计等,求解,（三）分析框图：,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,（1）操作界面,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,1，设置操

6、作环境:2D或3D结构、单位体系等。2，定义材料和截面 定义截面:矩形、圆形、箱型、工字型、变截面等 定义材料的时间依存性并连接:混凝土、钢绞线、钢材等；设置材料收缩徐变特性。3，建立结构模型：定义节点、单元（梁单元、桁架单元、只受拉/压单元）、变截面组等。4，定义结构组、边界条件组和荷载组：主要是用于施工阶段分析中，按阶段激活响应的结 构、边界及荷载。5，输入边界条件：定义结构的外边界条件以及结构内部的连接。6，输入荷载：包括施工荷载、永久荷载、活荷载、温度荷载、车辆荷载、支座沉降、预应 力荷载等。7，输入钢束特性值：定义预应力钢束的特性的种类（15-7，15-9等）输入钢束形状：定义主梁预

7、应力钢束形状 输入钢束预应力荷载：输入预应力钢束的张拉力，常按钢绞线强度的0.75倍计入。8，定义施工阶段：选择合适的结构组、边界组和荷载组定义施工阶段9，输入移动荷载数据：输入活荷载信息，包括汽车荷载和人群荷载。10，输入值沉降荷载数据：输入边界的支座沉降情况。,（2）一般分析步骤,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,（3）运行求解,skyline,Multi frontal,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,1，通过图形查看内力和应力2，定义荷载组合3，查看单项荷载下的内力4，查看荷载组合条件下的内力和应力5，RC设计计算结果、PSC设计计算结果等等,（4）后处理

8、,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,二，Midas/Civil 菜单详解,（1）菜单系统,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,（2）操作环境设定,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,（3）输入数据,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,（4）模型画面及视图,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，M

9、idas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,（5）选择功能及激活/钝化功能,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,群组选择,结构组、边界组荷载组及钢束组,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,（6）模型的建立,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍

10、及菜单详解,输入各向同性和正交各向异性材料的材料特性,由用户定义混凝土材料随时间的变化特性(徐变和收缩)函数,定义混凝土材料随时间的变化特性(徐变和收缩)。,定义混凝土材料的抗压强度或弹性模量随时间变化的曲线,将在时间依存材料(徐变/收缩)中定义的材料特性赋予已定义的材料。,修改各单元的理论厚度值或者体积与面积比。,为材料非线性分析定义塑性材料模型,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,输入线单元(桁架、只受拉、只受压、索、间隙、钩、梁单元)的截面数据,输入对线单元(桁架单元、只受拉单元、只受压单元、索单元、间隙单元、钩单元、梁单元)的截面特性的调整系数,输入PSC截面的钢筋和腹板钢

11、筋,将一些被定义为具有相同变截面(Tapered Section)特性的构件组成一个组,输入平面单元(平面应力单元，板单元)的厚度数据,用于非弹性时程分析,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,Midas/Civil中为进行各种结构分析而需要输入的荷载类型如下：1，静力荷载 2，移动荷载 3，动力荷载 4，温度荷载,静力荷载在按荷载工况进行结构分析时使用。,动力荷载在考虑反应谱或随时间变化的荷载条件进行反应谱分析或时程分析。,移动荷载适用于通

12、过影响线或影响面分析对车辆移动荷载工况进行结构分析。,温度荷载有两类，一类用于静力情况下的热应力分析；另一类用于水化热分析。,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,Midas/Civil中对静力荷载的输入分为以下两个步骤。1，使用荷载静力荷载工况菜单输入静力荷载工况；2，在荷载菜单使用各种静力荷载输入功能输入荷载数据。,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,Midas/Civil所提供的静力荷载的种类如下：,Midas/Civil的移动荷载将在计算原理中详细介绍。,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas

13、/Civil 软件介绍及菜单详解,（7）其他建模的功能,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,结构建模助手,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,（8）查看输入结果,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,（9）结构数据检查,检查并删除重复输入的单元：在数据输入过程中，如果在同一位置存在两个以上单元，检查并删除重叠的单元。,显示自由边：显示平面或实体类型单元中与相邻单元不连接的边缘,显示自由面：显示实体类型单元中与相邻单元不连接的面,检查单元坐标轴：根据视图方向，板单元垂直于单元坐标系z轴的两个面将显示两种不同的颜色。,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解

14、,（10）分析功能,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,约束桁架/平面应力/实体单元的旋转自由度：使用无旋转自由度的单元时，自动约束其转动自由度。,约束板的旋转自由度：约束板单元绕垂直于板平面轴向的旋转自由度,仅受拉/受压单元：根据收敛误差，在指定的迭代次数后，根据计算结果，考虑单元是否退出工作,应力计算中考虑截面刚度调整系数：应力计算时考虑在截面特性调整系数中调整后的截面特性值,在计算截面刚度时考虑钢筋（仅适用于PSC截面）：选择是否考虑钢筋对截面特性的影响。因为在PSC截面验算中的需要,主控数据：输入单元的自由度约束条件和非线性单元的分析条件,一，Midas/Civil 软件介

15、绍及菜单详解,P-Delta分析控制：输入结构进行P-Delta效应分析时的荷载工况和收敛控制条件,P-Delta分析荷载组合：选择P-Delta效应分析时用于构成几何刚度的荷载(组合)，输入荷载工况及相应的组合系数。一般选择作用在结构上的竖向恒载。,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,屈曲分析控制：输入结构屈曲分析的荷载工况及相关数据。,模态数量：输入需要计算的屈曲模态数量,控制参数：输入子空间迭代法的迭代次数和收敛误差,屈曲分析荷载组合：输入屈曲分析时的荷载工况(组合)和组合系数,屈曲分析荷载组合：用于屈曲分析的荷载（如自重）可变：考虑增减的荷载不变：不考虑增减的荷载,一，Mi

16、das/Civil 软件介绍及菜单详解,特征值分析控制：输入特征值分析的控制数据。,分析类型：选择特征值分析的方法。可供选择的方法有特征值向量的子空间迭代法和Lanczos法，以及多重Rith向量法(MR法)。,频率数量：输入要计算的特征值(自振周期)的数量，当输入的数量多于结构固有周期的数量时，分析信息中会有警告。,频率范围：设定要计算的结构自振频率的最小值和最大值,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,水化热分析控制数据输入,最终施工阶段：决定哪个施工阶段为最终施工阶段。,积分系数(时间离散系数)：输入热传导分析所需的时间离散系数,=0：前向差分=1/2：Crank-Nicols

17、on法=2/3：Galerkin法=1：后向差分,初始温度：输入热传导分析所需的结构初始温度。,单元应力输出位置：选择单元应力输出位置。单元中心、高斯点或节点,徐变和收缩：决定是否考虑徐变和收缩,徐变的计算方法有一般方法和有效系数法两种方法。选择一般时，按时间依存材料（徐变/收缩）里定义的曲线来计算。有效系数法为修正弹性模量来考虑徐变的一种近似计算方法。,使用等效材龄和温度：进行水化热分析时，选择是否使用等效材龄和温度,考虑自重：考虑自重时选择此项。,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,非线性分析控制：选择非线性分析计算方法和收敛控制条件,非线性类型：几何非线性：几何大位移非线性分

18、析。材料非线性：材料塑性静力分析。,计算方法：牛顿-拉夫孙方法、弧长法、位移控制法,收敛条件：通过对能量、位移及荷载的计算，控制步长内的收敛误差值。,非线性分析荷载工况：定义荷载加载时的子步骤及系数,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,施工阶段分析控制数据输入,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,求解器选择,运行,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,（11）结果查询,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,可依据规范自动生成荷载组合,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,折减连续梁桥内部支座的设计弯矩值的功能：参见公路规范JTG D62-2

19、004的4.2.4条，计算连续梁 中间支撑处的负弯矩时，可考虑支座宽度对弯矩折 减的影响。但折减后的弯矩不得小于未经折减的弯 矩的0.9倍。,程序对内部支座弯矩折减的考虑,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,-变形形状及数值确认功能（提供梁单元两节点间

20、的位移结果、云图及最大值）-构件内力图及数值确认功能（构件内力图、云图及最大值）-板及实体单元的应力分布及主应力云图确认功能(云图、最大值)-用户自定义图表（同时输出变形、构件内力、应力等不同种类的结果）-支座反力确认功能-动画输出变形、构件内力和应力变化过程-各梁单元详细分析结果的确认功能-有关移动荷载的影响线/影响面结果及数值确认功能(位移、构件内力、反力)-移动荷载引起的最大正弯矩等构件内力图确认功能-引起最大/最小结果的车辆位置追踪功能-动画输出各振型形状及屈曲形状功能-图形输出时程分析结果-图形输出各施工阶段结果-图形/动画输出各施工阶段钢束的拉力-图形输出施工阶段之后的外倾角-组合

21、板及实体单元某个位置的节点力作为构件内力输出（局部方向内力的和）,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，M

22、idas/Civil 软件介绍及菜单详解,等等,（12）设计功能,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,一，Midas/Civil 软件介绍及菜单详解,二，Midas/Civil 计算分析说明,一，常用单元介绍,桁架单元、梁单元/变截面梁单元、板单元、实体单元,二，Midas/Civil 计算分析说明,1，桁架单元（truss element）,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,桁架单元结果输

23、出,荷载工况/荷载组合：选择荷载工况或荷载组合,步骤：选择输出的步骤。可以选择非线性分析的荷载步骤、施工阶段分析的各步骤、水化热分析的各步骤。,选择内力：全部：显示所有桁架单元的内力。受拉：只显示只受拉构件的内力。受压：只显示只受压构件的内力。,应力结果输出同内力输出,二，Midas/Civil 计算分析说明,桁架单元使用注意事项,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,2，梁单元/变截面梁单元（beam element）,二，Midas/Civil 计算分析说明,梁单元结果输出梁单元内力：用等值线查看梁单元的内力,荷载工况/荷载组合：选择荷载工况或

24、荷载组合,步骤：选择输出的步骤。可以选择非线性分析的荷载步骤、施工阶段分析的各步骤。,内力：Fx：单元局部坐标系x轴方向的轴力。Fy：单元局部坐标系y轴方向的剪力。Fz：单元局部坐标系z轴方向的剪力。Mx：绕单元局部坐标系x轴方向的扭矩。My：绕单元局部坐标系y轴方向的弯矩。Mz：绕单元局部坐标系z轴方向的弯矩。,查看桁架内力：只有在内力中选择FX项时，该选项才会被 激活。选择该项时，将在图形中同时显示桁架的轴 力等值线图。,二，Midas/Civil 计算分析说明,梁单元结果输出梁单元内力图：查看梁单元的轴力图、弯矩图和剪力图。,荷载工况/荷载组合：选择荷载工况或荷载组合,步骤：选择输出的步

25、骤。可以选择非线性分析的荷载步骤、施工阶段分析的各步骤。,内力：Fx：单元局部坐标系x轴方向的轴力。Fy：单元局部坐标系y轴方向的剪力。Fz：单元局部坐标系z轴方向的剪力。Fyz：同时输出单元局部坐标系y、z轴方向的剪力。Mx：绕单元局部坐标系x轴方向的扭矩。My：绕单元局部坐标系y轴方向的弯矩。Mz：绕单元局部坐标系z轴方向的弯矩。Myz：同时输出绕单元局部坐标系y、z轴方向的弯矩。,Max/Min图：只有在选择时程荷载、移动荷载、包络荷载 工况或组合时，该项才会被激活。勾选此项时，将 同时显示最大和最小内力图。不选此项时，将显示 最大和最小值的绝对值中的较大值。,二，Midas/Civil

26、 计算分析说明,梁单元结果输出梁单元应力：用等值线查看梁单元(一般梁、变截面梁等)的应力,应力：Sax：在单元局部坐标系x轴方向,轴力产生的轴向应力。Ssy：在单元局部坐标系y轴方向,剪力Qy产生的剪应力。Ssz：在单元局部坐标系z轴方向,剪力Qz产生的剪应力。Sby：在单元坐标系y轴方向,使用弯矩Mz、截面数据Cyp、Cym计算的截面应力，输出的是两个数值中绝对值 的较大值。Sbz：在单元坐标系z轴方向,使用弯矩My、截面数据Czp、Czm计算的截面应力，输出的是两个数值中绝对值 的较大值。组合应力：轴力产生的应力加上两个方向弯矩产生的应力，计算位置是截面位置中的1、2、3、4点处的轴向应力

27、。最大值：在1、2、3、4位置中组合应力中绝对值的最大值所 在点的应力。1、2、3、4：()内y和z表示所处的位置，如1(-y,z)表示1号点位置在-y、+z位置。,梁单元应力图同于梁单元应力,二，Midas/Civil 计算分析说明,梁单元结果输出梁单元(PSC)：用图表的形式（Diagram）查看梁单元的应力,只有截面为PSC截面时才能在此输出应力。,截面位置:110：应力输出位置最大：输出10个输出位置中的最大值（注意:此时0比负值大）最小：输出10个输出位置中的最小值（注意:此时0比负值大）最大/最小：同时输出10个输出位置中的最大值和最小值。绝对最大值：10个输出位置中绝对值中的最大

28、值,应力:Sig-xx(仅轴力)：输出轴力引起的单元坐标系x轴方向的应力。Sig-xx(弯矩-y)：绕单元坐标系y轴的弯矩引起的单元坐标系x轴方向的应力。Sig-xx(弯矩-z)：绕单元坐标系z轴的弯矩引起的单元坐标系x轴方向的应力。Sig-xx(仅竖筋)：腹板竖筋引起的单元坐标系x轴方向的应力。Sig-xx(合计)：单元坐标系x轴方向的应力之和(上面四个sigma_xx项之和)。Sig-zz(竖筋)：腹板竖筋引起的单元坐标系z轴方向的正应力。Sig-xz(剪力-包含竖筋)：剪力和腹板竖筋引起的剪应力之和。Sig-xz(扭矩)：扭矩引起的剪应力。Sig-xz(仅竖筋)：腹板竖筋引起的剪应力。S

29、ig-Is(主拉不含扭矩):不包含扭转引起的剪应力的主应力。Sig-Is(主拉包含剪扭)：考虑了扭转和剪力引起的剪应力的主应力。Sig-Ps1(大)：最大主应力（一般为主拉应力），包含扭矩引起的剪应力。Sig-Ps2(小)：最小主应力（一般为主压应力），包含扭矩引起的剪应力。,二，Midas/Civil 计算分析说明,梁单元细部分析:通过梁的细部分析，生成梁的变形形状、剪力图(SFD)、弯矩图(BMD)，并给出截面的应力分布图。,截面表单：在梁单元细部分析中选择输出内容截面应力：在梁单元细部分析对话栏内选择某一应力分量及相 应的构件内力分量并单击，则在截面表单中显示相 应应力分量。应力分量：v

30、on-Mises 应力、Tresca 应力、Princ(max):最大主应力、Princ(min):最小主应力。输出上述应力所需的构件内力分量：Fx：单元局部坐标系x轴方向的轴力。Fy：单元局部坐标系y轴方向的剪力。Fz：单元局部坐标系z轴方向的剪力。Mx：绕单元局部坐标系x轴的扭矩。My：绕单元局部坐标系z轴的弯矩。Mz：绕单元局部坐标系y轴的弯矩。,二，Midas/Civil 计算分析说明,梁单元使用注意事项,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,3，板单元（plate element）,二，Midas

31、/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,板单元结果输出板单元内力,单元坐标系：输出板单元局部坐标系下的单位宽度内力分布。,用户：选择用户坐标系，程序将输出用户坐标系方向的各单元 的单位宽度的内力。未定义时，默认使用整体坐标系。,各单元节点：分别输出各单元的节点内力(单位宽度的内力)。节点平均值：使用绕节点平均法计算各节点的内力和应力值,即取各单元在共享节点的平均值。只取被激活单元的节点平均值：仅输出当前被激活的单元的节 点平均值。,荷载工况/荷载组合：选择荷载工况或荷载组合,步骤：

32、选择输出的步骤。可以选择非线性分析的荷载步骤、施工阶段分析的各步骤。,输出UCS轴：勾选时输出用户定义的用户坐标系的坐标轴。（仅在打印或打印预览时显示）,二，Midas/Civil 计算分析说明,Fxx：作用在与局部坐标系或用户坐标系x轴垂直平面内，单元局部坐标系或用户 坐标系x轴方向上单位宽度轴力。Fyy：作用在与局部坐标系或用户坐标系y轴垂直平面内，单元局部坐标系或用户 坐标系y轴方向上单位宽度轴力。Fxy：单元局部坐标系或用户坐标系的x-y平面内(平面内受剪)单位宽度剪力(Fxy=Fyx)。Fmax：单位宽度最大主轴力。Fmin：单位宽度最小主轴力。FMax：单位宽度绝对值最大的轴力。M

33、xx：作用在与局部坐标系或用户坐标系x轴垂直平面内，绕y轴旋转的单位宽度弯 矩(绕局部坐标系y轴的平面外弯矩)。Myy：作用在与局部坐标系或用户坐标系y轴垂直平面内，绕x轴旋转的单位宽度弯 矩(绕局部坐标系x轴的平面外弯矩)。Mxy：作用在与局部坐标系或用户坐标系x轴垂直平面内，绕x轴旋转的单位宽度扭 矩(Mxy=Myx)。Mmax：单位宽度的最大主弯矩。Mmin：单位宽度的最大小弯矩。MMax：单位宽度的绝对值最大的弯矩(Mmax和Mmin中的较大值)。Vxx：作用在与局部坐标系或用户坐标系x轴垂直平面内，沿单元局部坐标系或用户 坐标系z轴(厚度)方向上单位宽度的剪力。Vyy：作用在与局部坐

34、标系或用户坐标系y轴垂直平面内，沿单元局部坐标系或用户 坐标系z轴(厚度)方向上单位宽度的剪力。VMax：单位宽度的绝对值最大的弯矩(Vxx和Vyy中的较大值)。Fvector：在板单元中心处表示最大和最小主轴力的方向(向量)及最大最小值。Mvector：在板单元中心处表示最大和最小主弯矩的方向(向量)及最大最小值。系数：当选择Fvector或Mvector时，向量的显示比例。,二，Midas/Civil 计算分析说明,板单元结果输出板剖断面内力图,剖断面：定义剖断面名称：输入剖断面的名称。P0、P1、P2：参照提示图形输入三点坐标。,输出选项：选择内力图形输出的方向。法向：内力图形按板的法向

35、输出。平面内：内力图形在板的平面内输出。显示系数：在模型窗口中显示的内力大小比例。反转：反向显示内力图形。图形：按图形形式显示剖断面上的分析结果。可设定剖断 面图形文件的显示方式并定义图形横轴。,二，Midas/Civil 计算分析说明,板单元结果输出板单元应力,板顶：显示板单元顶面处的应力。顶面指单元局部坐标系z方向 上缘。板底：显示板单元底面处的应力。底面指单元局部坐标系z方向 下缘。板顶、板底：同时显示顶面和底面处的应力。板单元厚度方向的 应力按线性内插取得。绝对值最大：仅显示顶面和底面处的应力的绝对值中最大值,在单元坐标系中 Sig-xx：在单元坐标系x方向的轴向应力(垂直于局部坐标系

36、y-z平面)Sig-yy：在单元坐标系y方向的轴向应力(垂直于局部坐标系x-z平面)Sig-xy：单元坐标系x-y平面内的剪应力(平面内剪应力)在用户坐标中(当未定义用户坐标系时为整体坐标系)Sig-xx：用户坐标系X轴方向的轴向应力。Sig-yy：用户坐标系Y轴方向的轴向应力。Sig-zz：用户坐标系Z轴方向的轴向应力。Sig-xy：用户坐标系X-Y平面内的剪应力。Sig-yz：用户坐标系Y-Z平面内的剪应力。Sig-xz：用户坐标系X-Z平面内的剪应力。Sig-Max：最大主应力。Sig-Min：最小主应力。Sig-eff：有效应力(von-Mises 应力)。Max-Shear：最大剪应

37、力,二，Midas/Civil 计算分析说明,板单元使用注意事项,二，Midas/Civil 计算分析说明,4，实体单元（solid element）,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,实体单元结果输出实体单元应力,在单元坐标系中Sig-xx：在单元局部坐标系x轴方向的轴向应力(垂直于局部坐标系y-z平面)。Sig-yy：在单元局部坐标系y轴方向的轴向应力(垂直于局部坐标系x-z平面)。Sig-zz：在单元局部坐标系z轴方向的轴向应力(垂直于局部坐标系x-y平面)。Sig-xy：单元局部坐标系x-y平面内的剪应力(平面内剪应力)。Sig-yz：

38、单元局部坐标系y-z平面内的剪应力(平面内剪应力)。Sig-xz：单元局部坐标系x-z平面内的剪应力(平面内剪应力)。向量：用矢量显示最大和最小主应力。向量系数：输入矢量图的绘制比例。在用户坐标系中Sig-XX：用户坐标系X轴方向的轴向应力。Sig-YY：用户坐标系Y轴方向的轴向应力。Sig-ZZ：用户坐标系Z轴方向的轴向应力。Sig-XY：用户坐标系X-Y平面内的剪应力。Sig-YZ：用户坐标系Y-Z平面内的剪应力。Sig-XZ：用户坐标系X-Z平面内的剪应力。Sig-P1：第一主轴方向的主应力。Sig-P2：第二主轴方向的主应力。Sig-P3：第三主轴方向的主应力。Max-Shear：最大

39、剪应力(Tresca应力)。Sig-EFF：有效应力(von-Mises 应力)。Sig-Pmax：显示Sig-P1、Sig-P2和Sig-P3三者绝对值中的最大值。,二，Midas/Civil 计算分析说明,实体单元使用注意事项,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，常用边界介绍,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,弹性连接是一种具有6自由度，类似于梁单元的弹簧单元，弹性

40、连接由两个节点构成，构成弹性连接的两个节点作用相当，它们之间的节点相对变形由弹性连接的刚度决定。当弹性连接刚度选择为“刚性”时，其弹性连接刚度不是无穷大，而是整个模型中最大刚度的100,000倍。,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,刚性连接是节点自由度耦合的一种方式，通过建立节点之间的自由度耦合方程，使得主节点与从节点始终保持位移之间的约束关系。一个刚性连接由一个主节点，一个或多个从属节点构成，主从节点间的相对位移由刚性连接的约束内容决定。如果约束内容只有平动自由度，则主从节点间无相对位移，如果约束内容

41、既有平动自由度也有转动自由度，则主从节点因发生相同的转动位移而导致主从节点间有相对平动位移。,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,三，移动荷载分析,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil

42、 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,二，Midas/Civil 计算分析说明,移动荷载分析功能,选择移动荷载规范,定义移动荷载分析时的车道位置,定义移动荷载分析的车道面,进行影响面分析时，当需要了解车道面范围以外的其他板单元的影响面分析结果时，选择相应板单元。,选择要输出移动荷载引起的同时发生的支点反力的节点组。,定义车辆荷载,输入移动荷载分析所需的车辆荷载组。,用建立的车辆荷载和车道生成移动荷载工况。,二

43、，Midas/Civil 计算分析说明,1,2,3,4,6,5,二，Midas/Civil 计算分析说明,移动荷载分析控制数据输入,荷载控制选项设定车辆/列车荷载的加载位置:影响线加载、所有点：,桥梁等级（JTG B012003）：公路I级、公路II级。,冲击系数：根据选择的桥梁形式(公路桥梁、城市桥梁和铁路桥梁)，决定冲击系数,计算选项：选择输出反力、位移和内力的节点和单元。,二，Midas/Civil 计算分析说明,移动分析结果输出,1，各种单元Max/min的内力及应力。,2，影响线：查看任意支承点的反力影响线；输出指定节点位移的影响线；校核桁架单元内力影响线;校核梁单元内力影响线；,3

44、，影响面：查看任意支承点的反力影响面；输出指定节点位移的影响面；校核桁架单元内力影响面;,4，移动荷载追踪器：追踪和显示导致节点产生最大/最小支承反力 的车辆荷载条件；追踪和显示导致节点产生最大/最小位移的车 辆荷载条件；追踪和显示导致桁架单元产生最大/最小内力 的车辆荷载条件;,举例说明移动荷载分析,三，Midas/Civil 静力分析,三，Midas/Civil 静力分析,算例：1，钢围堰力学分析 2，栈桥力学分析 3，柱模有限元分析,二类稳定问题：分支点失稳（线性屈曲分析、特征值屈曲分析）,极值点失稳（非线性屈曲分析）,结构弹性稳定分析属于第一类失稳问题，其目的就是要求解临界荷载值，在m

45、idas/civil中对于的功能既是线性屈曲分析。主要用来求解有桁架、梁单元、板单元构成的结构临界荷载系数（Critical Load Factor）和分析对应的屈曲模态（Buckling Mode Shape）。,结构在荷载作用下由于材料的弹性性能而发生变形，若变形后结构上的荷载保持平衡，这种状态称为弹性平衡。如果结构在平衡状态时，受到扰动而偏离平衡位置，当扰动撤出后仍能恢复到原来平衡状态的，这种平衡状态称为稳定平衡状态。反之，如果受到扰动之后而偏离平衡位置，即使扰动消除了，结构仍不能恢复到原来的平衡状态，而结构在新的状态下平衡，则原来的平衡状态就称为不稳定平衡状态。,四，Midas/Civ

46、il 屈曲分析,四，Midas/Civil 屈曲分析,通过对 进行特征值分析求得的解有特征值和特征向量，特征值就是临界荷载系数，特征向量是对应于临界荷载系数的屈曲模态。临界荷载可以用已知的初始值和临界荷载系数的乘积计算得到。得到的临界荷载系数和及相应的屈曲模态意味着所输入的临界荷载（该模态下初始值和临界荷载系数的乘积）作用到结构时，结构就会发生于屈曲模态相同形态的屈曲。例如，当初始荷载为10的结构进行屈曲分析时，求得临界荷载系数为5，这表明该结构物受50的荷载时发生屈曲。,四，Midas/Civil 屈曲分析,MIDAS/Civil做屈曲分析的步骤如下:结构做屈曲分析时需要构成几何刚度。为了构

47、成几何刚度，需要静力分析的内力结果。所以，应该建立屈曲分析所需的荷载工况。在分析屈曲分析控制中输入屈曲模态的数量和分析的收敛条件。运行分析运行结构分析或点击图标菜单 运行结构分析。结构分析结束之后，可以在结果屈曲模态或结果分析结果表格屈曲模态中查看各模态和临界荷载系数。输入自重（不变）和2期荷载（可变）后进行屈曲分析。分析结果输出的特征值变成屈曲荷载系数，屈曲荷载系数乘以2期荷载（可变）加上自重等于屈曲荷载值。,算例：1，万能杆件搭架的稳定分析 2，满堂支架稳定性分析,四，Midas/Civil 屈曲分析,五，Midas/Civil 水化热分析,大体积混凝土水化热产生的温度应力会使结构发生裂缝

48、，不仅会降低结构的耐久性，而且也会影响结构的稳定性。浇筑大体积混凝土时为了有效地控制裂缝需要改善温度和应力的分布，所以需要进行水化热分析。,水化热分析大体上可分为反映水泥水化过程中发生的发热、对流、传导等现象的热传递（heat transfer）分析以及反映温度、材龄引起的弹性模量的变化、收缩和徐变现象的热应力（thermal stress）分析。,箱梁热应力分布图,基础温度场云图,通过热传递分析可以得到大体积混凝土施工过程的温度场分布情况，而通过热应力分析则可以得到结构水化热下的热应力分布情况。,理论知识点：,五，Midas/Civil 水化热分析,热传递分析的注意事项：,1，单元：水化热分

49、析里只有实体单元（solid element）和桁架单元（struss element）可用于热传递。,2，初始温度：混凝土浇筑时，水、水泥和骨材的平均温度，也即进行水化热分析的初始条件。,3，固定温度：是热传递分析 的边界条件，对应于上述的第一类边界条件。,4，对流：水化热分析里考虑与外部热交换的自由对流和考虑水管冷却的强制对流。自由对流里环境温度是混凝土浇筑后养生阶段的环境温度，即上述的第三类边界条件。水管冷却是在混凝土结构内部埋设管道，通过循环管道内的低温流体进行热交换来降低水化热引起的温度上升。,5，热源（heat source）：模拟水化过程发生的热量。,在热传递分析里主要计算水泥的

50、水化过程中发热、传导、对流等引起的随时间变化的接点温度。混凝土的热传导率一般是1.213.11。水化热分析里应用的热传递单元和可用的荷载/边界条件如下所示：,6，管冷（pipe cooling）：流体和管道表面之间对流引起的热交换。,五，Midas/Civil 水化热分析,热应力分析的注意事项：,综合考虑热传递分析得到的节点温度的分布、随时间和温度变化的材料特性、随时间变化的收缩、随时间和应力变化的徐变等因素来计算大体积混凝土各个阶段的应力。,1，荷载：水化热分析里可以使用的荷载是自重和预应力。分析里包含的所有单元都有自重，在生成单元的同时就产生。,2，温度和时间变化引起的等价材龄和积算温度：