MIDAS 培训资料第一章关于MIDAS/Civil1.1 midas 软件 /Civil 简介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In formation Tech no logy 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。

在计算机技术方面，MIDAS/Civil 所使用的是客体指向性计算机语言Visual C++，因此可以充分地使32bit 视窗环境的优点和特点得到发挥。

以用户为中心的输入输出功能使用的是精确而且直观的用户界面和尖端的电脑图形技术，从而为考虑施工阶段或者材料时间依存性的土木建筑物的建模和分析提供了很大的便利。

在结构设计方面，MIDAS/Civil 全面强化了实际工作中结构分析所需要的分析功能。

通过在已有的有限元库中加入索单元、钩单元、间隙单元等非线性要素，结合施工阶段、时间依存性、几何非线性等最新结构分析理论，从而计算出更加准确的和切合实际的分析结果。

建模技术采用的是自行开发的新概念CAD^式的建模技术，可以更加提高建模效率。

特别是由于拥有如桥梁建模助手等高效自动化建模功能，所以只要输入截面形 状、桥梁特点、预应力桥的钢束位置等基本数据，就可以自动建立桥梁模型以及施 工阶段的各种数据。

悬索桥完成系模型limo «*LI miu Ucft Hu ■栅配讪mp i曲xJki)icx^ 伽由»I*J MI涉也牺«!；* * z r i 占・.》：•■ A* 0 Ikils. K» * 4 * QC ：* x '崗at ~工I ?| T吕| T 忌总bP.*好出◎冃:y 內* -*?■-> jj ng* (UK IElUNWft■曲庐l・ A u W-.^S.I -i LwJ^IC~VI -I jriKnm^TfT ! 畀厂启恥为青潭大桥的抗震设计所进行的特征值分析费口啊1 2VM rc^huMHU urf 金MLk|叭i4龙*1. ■ ■ ■ ■ dPHlh*1力艷* 诵弟'(TTltllJ.u^WHMMMHIWVF!EpFiMiaA 卜卜氐®口rJ .i 拾汕 •幽卫专辞A #…___________________________________ 3 4 5 6 7 8 91011f B! 厂 Tt 广 DE 广 u r K F E广・F r.PT2 广DH6 urz 5T 3S 一 Htt J二r ?fi 斗 f tn raj j rxnt 「郦 JPftlSE .Mia辽聒耐砒乍帕悯15册11 艇和* F ・D3%卷心钿悝+«JM 后h 刘［・m 旦栈桥模型』耐.・勒占田丘鸟毋tfl 駆囲少见％舟妝［—］」戲&</■& flflu I■CliiLl -.tcW 鞠ir 」阿皿乜Mi 3山厨*出・・.. \ aM fftlf\M ill \ J册即W^I 彩啊就IJJ 锄筑）址5匕|罰吨）曜如童埠』IfitD 购讪畑的王芷卅廉他一肉冋力-寄.七汕#^-!13E U:五n.N lUC^RKLiQ, LEfi •尢比 114；旳 *| m- *墩柱静力分析1.2 MIDAS/Civil 的适用领域 MIDAS/Civil 的适用领域如下。

所有形式的桥梁分析与设计钢筋混凝土桥、钢桥、联合梁桥、预应力桥、悬索桥、斜张桥大体积混凝土的水化热分析桥台、桥墩、防波堤、地铁、其它基础建筑地下建筑的分析地铁、通信电缆管道、上下水处理设施、隧道发电站及工业设施结构设计 发电站、铁塔、压力容器、水塔等=£j*Uco fiLOTIfcaiu 7fc 6®Bu；rjHMI[JAtiUJdPML「fi r% 口NID.«J|iavil.杯 I1TOIE0Ppi.w>rjQr riT?斗曲HrtL 初却如4] 17rt15r-MI 拥代t*<MI 】缜剧ibSlLEJi3£Ci -Jil2 [ujULlta-JJU叫』2”L<gl■IM WW. J 4 3OTr»B J c m rtj> j r 如 r eft =] 「ws 』OJ*jJElfl£*flKOTTTTHl ---tflT Stw# *f I i«fl m帽为叭加IDJt-wn K ：aja? £1'#!!!!!ill[,|!!|艸刖 隔羈I肪：忌i杠H3W■* *HEFi a *闻咕OT DT ：-C-3J3其它国家基础建设结构设计飞机场、大坝、港湾等1.3MIDAS/Civil 的特点*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算。

1.4分析框图1.5操作界面iftL 4 *±：金柚 *. k 氐一 •■匚• X*iL 5二!竺上 P * t * **■ A A £ 叫*~ Al~3 A £ b 巴厲斛曲为MU>A£C 试I 操作瓯團的构成和菜单茶块第二章 土木结构分析2.1 MIDAS/Civil 中的数值分析模型结构分析模型是由节点、单元及边界条件三要素所构成的。

其中，节点是用来 确定构件的位置；单元是用分析模型数据表达结构构件的元素，它是由连续的结构 构件按有限元法划分而成的；边界条件是用来表达所研究的对象结构与相邻的结构 之间的连接方式。

所谓的结构分析就是为了研究结构的力学性能，建立结构的数值分析模型，利 用假定的外部环境作用，对数学模型作理论性的实验分析的总过程。

在结构分析时，需要准确的表现结构的特性和结构所处的外部环境。

其中外部 环境主要就是指荷载因素。

可通过规范或者一些现有的统计资料得到。

但是，要想 把握好结构的特性，充分地了解结构的受力性能，则不是一件非常简单的事情。

它 将直接影响到结构的受力分析结果。

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但是，通常结构的形状是复杂的，而且很难精确地把握其材料的物理特性。

要想把结构的刚度(即变形能力)和质量精确地反映到计算结构模型上，将会花去很大的精力和时间，有时有可能带来事倍功半的效果。

因此，进行结构分析时，在不破坏整体结构特征的前提下，必须做到简化、调整计算结构的数学模型，使得用最少的投入，得到最佳的结果。

例如，对桥梁的主梁建立数学模型时，不使用板形单元(平面应力单元或板单元)，而采用线形单元(桁架单元或梁单元)时，不但缩短结构分析时间，而且更便于作结构设计。

所谓的有限元( Finite Element) 就是用分析模型数据表达结构构件特性的元素，它是由连续的结构构件按有限元法划分而成的。

它必须充分的反映结构受力特性，但通常很难做到用数学的方法完整地反映出实际结构固有的特性。

因此，作为用户必须充分地了解实际结构的受力性能，掌握好各种有限单元的力学特性，以便较好的选择有限单元，正确地做到结构分析和设计。

2.2 坐标系和节点MIDAS/Civil 软件使用如下几个坐标系系统。

.. 全局坐标系(Global Coordinate System).. 单元坐标系(Element Coordinate System).. 节点坐标系(Node local Coordinate System)全局坐标系是由X、Y、Z三轴满足右手螺旋法则的空间直角坐标系(Conventional Cartesian Coordinate System) ，用大写X、Y、Z 表示三个轴的方向。

通常利用该坐标系表达节点坐标、节点位移、节点反力及相关于节点的其它输入数据。

全局坐标系是用来确定所分析对象结构空间位置的坐标系统。

启动MIDAS/Civil 软件，在系统界面视窗区，将自动生成基准点(Refere nee Poi nt) 即全局坐标系的原点X=0 Y=0 Z=0和全局坐标系统。

其中Z轴的方向平行于重力加速度方向并与其反向。

因此利用软件建立结构的计算模型时，建议做到结构的垂直方向与全局坐标系的Z轴平行建模，将有利于结构分析。

单元坐标系也是由x、y、z三轴满足右手螺旋法则的空间直角坐标系统，可用小写x、y、z表示三个轴的方向。

通常利用该坐标系表达单元内力、单元应力及相关于单元的其它输入数据。

结构端部节点的约束(支撑)方向、弹簧支撑方向及节点的强制位移方向同全局坐标系的坐标轴方向不相吻合时，通常采用节点坐标系。

节点坐标系也是由x、y、z三轴满足右手螺旋法则的空间直角坐标系统，可用小写x、y、z表示三个轴的方向。