Civil&FEA资料
midas Civil V 7.4.1 新增内容
midas Civil 2006 V 7.4.1新增内容说明
资料制作日期:2008.10.9 对应软件版本:Civil V 7.4.1
1. 前处理
(1) 联合截面变截面定义
模型 > 材料和截面特性 > 截面
增加了联合截面变截面定义功能,变截面联合截面在施工阶段联合截面定义中可以自 动生成标准联合形式,强化了联合截面类型的分析功能.
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(2) 导入数值截面定义联合截面功能
模型 > 材料和截面特性 > 截面
增加了联合截面类型(组合-PSC),可导入预先定义好的数值型梁截面,用于定义梁 部分截面为任意形状的联合截面,组合-PSC 截面也可以自动生成标准联合形式.
(3) 欧洲(Italy/UK) PSC 截面
模型 > 材料和截面特性 > 截面
增加了意大利/英国常用的截面数据,可在联合截面(组合-PSC)中导入,作为梁部 分截面.
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(4) 改善了截面特性调整系数功能
模型 > 材料和截面特性 > 截面
选择定义联合截面联合前/后截面特性调整系数——联合截面负弯矩区域不考虑混凝 土部分作用时,可通过截面特性调整系数来调整刚度; 同时可针对变截面 I/J 端定义不同的调整系数,强化变截面结构分析功能.
(5) 分别定义单元 I/J 端有效宽度系数
模型> 边界条件 > 有效宽度系数
可分别定义单元 I/J 端不同的有效宽度系数——能够更加准确的考虑有效宽度对变截 面结构的影响.
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(6) 定义非线性面弹性支承功能
模型> 边界条件 > 面弹性支承
增加了只受压,只受拉面弹性支承功能,加强建模方便性.
(7) 改善导入 DXF 文件功能
文件> 导入> Auto CAD DXF 文件
在 Auto CAD 中画封闭的三角形或矩形,导入至 Civil 直接生成板单元功能; 加强与 DXF File 文件的数据互换功能,提高建立板单元模型的方便性.
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(8) 文本格式输出截面有效宽度值
模型> 结构建模助手 > PSC 桥梁 > 有效宽度
自动计算有效宽度系数时,可输出各翼缘的实际宽度和有效宽度,通过对比输出的翼 缘实际宽度和有效宽度值,确认有效宽度系数结果是否正确; 增加了 AASHTO LRFD 规范的有效宽度计算方法.
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(9) 梁截面温度自动计算截面宽度(B)功能
荷载 > 温度荷载 > 粱截面温度
增加了定义梁截面温度时,自动计算 PSC 截面与联合截面宽度(B)的功能 改善了定义梁截面温度时,用户手动输入宽度的不方便性,更加准确地考虑 PSC 截面 与组合梁截面的梯度温度.
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(10) 分别定义施工阶段联合截面各部分构件理论厚度
荷载 > 施工阶段分析数据 > 施工阶段联合截面
分别定义施工阶段联合截面各部分的构件理论厚度,更加精确考虑联合截面的时间依 存特性;数据库中提供的标准截面类型,程序会自动计算各部分构件理论厚度
(11) 用于横向分布系数的车道比例系数
荷载> 移动荷载分析数据 > 车道
对单梁模型考虑移动荷载横向分布系数时,通过对各单元输入不同比例系数,定义桥 梁纵向变化的横向分布系数.
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(12) 铁路工程抗震设计规范反应谱函数(GB50111-2006)
荷载> 反应谱分析数据 > 反应谱函数
增加了铁路工程抗震设计规范中(GB50111-2006)反应谱函数,可按铁路工程抗震设 计规范(GB50111-2006)要求进行桥梁抗震分析.
(13) 最新铁路桥涵钢筋混凝土预应力混凝土结构设计规范材料特性
模型> 材料与截面特性 > 材料
增加了铁路桥涵钢筋混凝土预应力混凝土结构设计规范(TB 10002.3-2005)钢筋及 混凝土材料; 按铁路桥涵铁路桥涵钢筋混凝土预应力混凝土结构设计规范(TB 10002.3-2005)进 行桥梁设计及验算.
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2. 分析
(1) 几何非线性累加模型最终内力转换为成桥几何刚度初始荷载
分析 > 施工阶段分析控制
几何非线性累加模型最终施工阶段内力转换为成桥阶段构件的几何刚度初始荷载,
(2) 索单元转换为等效桁架单元
分析 > 施工阶段分析控制
在成桥阶段利用最终施工阶段的索单元内力计算等效刚度,将索单元转换为具有等效 刚度的桁架单元,进行成桥阶段移动荷载,支座沉降等荷载的分析,比一般线性桁架 单元(未考虑内力对几何刚度的影响)更加精确.
(3) 施工阶段中适用初始内力
分析> 施工阶段分析控制
线性施工阶段分析过程中,考虑初始内力对几何刚度的影响,相应单元在施工阶段中 被激活的阶段开始考虑初始内力;从某特定阶段开始进行施工阶段分析时,可将前一 阶段内力作为当前阶段的初始内力.
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(4) 考虑只受拉/受压桁架单元极限拉力
模型> 单元 > 建立单元
可定义只受拉/受压桁架单元的极限拉/压力,间接考虑只受拉/受压桁架单元的材料 非线性.
(5) 砌体材料非线性分析功能
模型> 材料和截面特性 > 塑性材料
增加砌体材料的非线性分析功能(只适用于实体单元模型) 适用于古代拱桥砌体结构的非线性分析
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(6) 梁单元横向荷载作用下屈曲分析功能
分析 > 屈曲分析控制
考虑横向荷载作用下的梁单元屈曲分析,求解受弯,剪作用构件的弱轴方向的屈曲模 态,计算出更加精确的临界荷载系数.
Civil Civil (未考虑横向 (考虑横向 荷载) 荷载)
屈曲模态 1 屈曲模态 2 屈曲模态 3 屈曲模态 4 屈曲模态 5 屈曲模态 6 屈曲模态 7 屈曲模态 8 屈曲模态 9 屈曲模态 10
56.49929 57.61738 69.3207 70.54121 119.1424 119.7788 145.7739 146.4525 216.0261 228.6329
33.26758 57.6344 58.63127 70.61125 71.42605 71.79503 72.97477 100.135 106.5486 119.2809
(7) 最新铁路桥涵钢筋混凝土预应力混凝土结构设计规范钢筋松弛计算方法
荷载> 预应力荷载 > 钢束特性值
与 TB05 钢筋材料配合使用,增加铁路桥涵钢筋混凝土预应力混凝土结构设计规范(TB 10002.1-2005) 的预应力钢筋松弛损失计算方法.
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(8) 线性约束
模型> 边界条件> 线性约束
增加了线性约束功能,可定义多点支承类型 与刚性连接类似,可以输入加权位移值,还可以设置不同自由度之间的相互关系.
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3. 后处理
(1) 分别输出施工阶段联合截面各部分的内力/应力图
结果 > 内力 > 梁单元内力 结果 > 应力 > 梁单元应力
改善了原来只能通过表格查看施工阶段联合截面分析结果的不方便性.
(2) 输出一般连接(时程分析)的变形结果表格
结果 > 分析结果表格 > 时程分析 > 一般连接
输出时程分析下一般连接的变形结果,在一个表格中同时输出一般连接的变形结果与 内力结果.
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(3) 最新铁路桥涵设计基本规范荷载组合
结果> 荷载组合
自动生成适用于铁路桥涵设计基本规范(TB 10002.1-2005)的荷载组合
(4) 设计荷载组合包络类型
结果> 荷载组合
设计验算荷载组合类型中添加了包络选项,进行结构设计验算时,可大大减少荷载组 合的数量.
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4. 设计
(1) 铁路桥涵钢筋混凝土预应力混凝土结构设计规范设计验算
设计 > RC 设计 > RC 梁设计 设计 > PSC 设计 > PSC 梁设计
设计 > RC 设计 > RC 柱设计 设计 > PSC 设计 > PSC 柱设计
增加了铁路桥涵钢筋混凝土预应力混凝土结构设计规范(TB 10002.3-2005)设计验算 功能以及 GB 50111-2006 规定的墩柱验算功能;所有验算内容都可以输出包含详细计 算过程的计算书.
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5. 其他
(1) 将杆系单元转换为板/实体单元在 FEA 中直接建立板/实体几何模型
文件 > 导出 > 杆单元模型转换为实体单元模型 文件 > 导出 > 杆单元模型转换为板单元模型
将 Civil 中的杆系单元转换为实体或板,导入到高端仿真分析程序 MIDAS/FEA 中直接 生成实体单元或板单元模型,并可同时将预应力钢束转换为桁架单元.
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midas FEA 在桥梁工程中的应用
midas FEA在桥梁工程中的应用
资料制作日期:2008.10.13 对应软件版本: FEA 1.0
随着桥梁工程技术的发展,对于有限元分析得要求也越来越高端,诸如:遇到"宽桥,异型桥, 锚固端等复杂结构的受力状态","桥有裂缝了还能不能用,若要加固需要怎样加固?"等问题的时 候,现有的三维杆系有限元软件远远不能达到计算需求. midas FEA是"目前唯一全部中文化的土木专用非线性及细部分析软件",它的几何建模和网格划 分技术采用了在土木领域中已经被广泛应用的前后处理软件midas FX+的核心技术,同时融入了MID AS强大的线性,非线性分析内核,并与荷兰TNO DIANA公司进行了技术合作,是一款专门适用于 土木领域的高端非线性分析和细部分析软件. 下面针对midas FEA在桥梁工程中的应用进行说明,并通过预应力钢筋混凝土箱梁桥例题详细介 绍midas FEA预应力钢筋混凝土裂缝模拟:
1. Midas FEA在桥梁工程中的应用
(5) 详细分析
锚固区域的设计
弯桥的翘曲应力验算
受力复杂区域验算
多支座反力的准确计算
横向分析
全桥仿真
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midas FEA 在桥梁工程中的应用
(2) 特征值分析(自振周期,线性屈曲)
局部失稳 (3) 时程分析(反应谱分析,时程分析)
详细的扭转模态
整体式桥梁抗震时的整体联动效果 (4) 材料非线性/几何非线性分析 (5) 界面单元 计算钢混叠合梁的剪力钉数量 模拟混凝土的离散裂缝(弯曲裂缝),膨胀裂缝(剪切裂缝 计算钢筋和混凝土之间的粘结滑移 计算钢板加固方案中钢板与混凝土的粘接特性 模拟混凝土与混凝土之间冷缝 (6) 钢筋单元 桁架+混凝土单元:完全耦合无相对位移 桁架+界面+混凝土单元:完全耦合有相对位移 钢筋单元+母单元(嵌入式钢筋):不必耦合由实体节点应变映射到钢筋单元节点 上,可考虑摩擦损失,钢筋回缩损失,弹性变形损失,收缩和徐变损失.
嵌入式钢筋
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midas FEA 在桥梁工程中的应用
(7) 裂缝模型 钢筋混凝土结构的裂缝分析(极限承载力计算) 结构的详细分析 钢束锚固区在使用状态下的安全性验算 模拟螺旋筋和箍筋的约束作用下或钢管等约束作用下混凝土强度的提高 (8) 接触分析 钢梁的螺栓,铆钉连接 拱桥吊杆与销拴的接触 主缆与鞍座的接触 (9) 疲劳分析
生命周期
损伤度
钢桥的疲劳分析 (10) 热传递分析(火灾分析等)
浇注式沥青铺装 (11) 水化热分析 高温沥青浇注分析 地铁火灾分析 大体积混凝土裂缝分析 (12) CFD 分析 桥梁断面快速优化 计算三分力系数 桥梁抗风稳定性
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