[midas施工阶段分析.doc

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。 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 = 2@30 = 60.0 m 区 分 钢束坐标 x (m) 0 12 24 30 36 48 60 钢束1 z (m) 1.5 0.2 2.6 1.8 钢束2 z (m) 2.0 2.8 0.2 1.5 图2. 立面图和剖面图 预应力混凝土梁的分析步骤 预应力混凝土梁的分析步骤如下。 定义材料和截面 建立结构模型 输入荷载 恒荷载 钢束特性和形状 钢束预应力荷载 定义施工阶段 输入移动荷载数据 运行结构分析 查看结果 使用的材料及其容许应力 混凝土 设计强度： 初期抗压强度： 弹性模量：Ec=3,000Wc1.5 √fck+ 70,000 = 3.07×105kgf/cm2 容许应力： 容许应力 预应力作用后（瞬间） 预应力损失发生后（最终） 抗 拉 抗 压 预应力钢束 (KSD 7002 SWPC 7B-Φ15.2mm (0.6?strand) 屈服强度： → 抗拉强度： → 截面面积： 弹性模量： 张 拉 力： fpi=0.7fpu=133kgf/mm2 锚固装置滑动： 磨擦系数： 容许应力 张拉时的最大应力 锚固瞬间() 应力损失后使用状态 荷载 恒荷载 自重 在程序中按自重输入 预应力 钢束(φ15.2 mm×31 (φ0.6?- 31)) 截面面积 : Au = 1.387 × 31 = 42.997 cm2 孔道直径 : 133 mm 张拉力 : 抗拉强度的70% fpj = 0.7 fpu = 13,300 kgf/cm2 Pi = Au × fpj = 405.8 tonf 张拉后的瞬间损失（程序自动计算） 摩擦损失 : , 锚固装置滑动引起的损失 : 弹性收缩引起的损失 : 损失量 最终损失（程序自动计算） 钢束的松弛（Relaxation） 徐变和收缩引起的损失 徐变和收缩 条件 水泥 : 普通硅酸盐水泥 长期荷载作用时混凝土的材龄 : 5天 混凝土与大气接触时的材龄 : 3天 相对湿度 : 大气或养护温度 : 适用规范 : CEB-FIP 徐变系数 : 程序计算 混凝土收缩变形率 : 程序计算 活荷载 适用规范：城市桥梁设计荷载规范 荷载种类：C-AL C-AD(20) 设置操作环境 打开新文件(新项目)，以 ‘PSC beam’ 为名保存(保存)。 将单位体系设置为 ‘tonf’和‘m’。该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。 File / New Project File / Save ( PSC beam ) Tools / Unit System ? Length m ; Forcetonf ? 图3. 设置单位体系 定义材料和截面 下面定义PSC beam所使用的混凝土和钢束的材料特性。 Model / Properties / Material TypeConcrete ; StandardKS-civil(RC) DBC400 ? ? Name ( Tendon ) ; TypeUser Defined ; StandardNone Analysis Data Modulus of Elasticity (2.1e7) ? 图4. 定义材料对话框 定义截面 PSC beam的截面使用比较简单的矩形截面来定义。 Model / Properties / Section DB/User Section ID ( 1 ) ; Name (Beam) Section TypeSolid Rectangle User H ( 3 ) ; B ( 2 ) OffsetCenter-Bottom ? 图5. 定义截面的对话框 定义材料的时间依存性并连接