01Midas Civil应用—变截面预应力连续箱梁1、三跨预应力混凝土连续箱梁建模及分析(1)基本概况一座三跨预应力混凝土连续箱梁桥桥梁长度:L=30m+50m+30m=110m,为钢筋混凝土结构;预应力布置形式:T构部分配置顶板预应力,边跨配置底板预应力。
材料特性混凝土:主梁采用C50混凝土,桥墩C40混凝土;钢材:预应力采用“Strand1860”;荷载:自重,程序自动计算;恒荷载:自重;预应力:钢束(φs15.2mm×37);截面积:Au=5180mm2,孔道直径:80mm;预应力与管道摩擦系数:0.17;张拉控制应力:1395MPa;移动荷载:适用规范:公路工程技术标准(JTG B01-2003)荷载种类:公路I级,车道荷载,即CH-CD。
(2)Midas Civil 连续梁桥分析步骤三跨预应力混凝土连续箱梁分析步骤如下:①设置操作环境及项目信息②定义材料和截面③建立结构三维模型④输入静力荷载⑤输入移动荷载数据⑥输入荷载组合⑦运行结构分析⑧查看分析结果(3)设置操作环境及项目信息打开【工具】/【单位系】/将单位体系设为KN,mm。
该单位可以根据输入数据的种类任意转换。
打开【文件】 /【项目信息】/完善基本信息。
(4)定义材料和截面。
打开【特性】/【截面特性值】/【截面】/【添加】/【设计截面】/【截面类型:单箱单室】,截面号:1,名称:跨中;定义PSC截面钢筋。
打开【特性】/【截面特性值】/【截面管理器】/【钢筋】;添加纵向钢筋:1、类型直线,板顶,Z:0.06m,数量65根,间距0.14m,直径:φ16mm;2、类型直线,板底,Z:0.06m,数量33根,间距0.15m,直径:φ16mm;抗剪钢筋:两端i、j钢筋相同,弯起钢筋(间距1.5m,角度45°,Asb:0.0005㎡);抗扭钢筋(间距:0.2m,箍筋Asv1:0.0004㎡,纵筋Ast:0.002㎡);抗剪箍筋(间距:0.2,Asv:0.0008㎡),计算箍筋内表面包围的截面核芯面积(打开),保护层厚度:0.05m,包括翼缘和悬臂。
依次添加【跨中】、【支座】、【跨中-支座】、【支座-跨中】截面钢筋。
(4)定义材料和截面。
根据已建立的等截面定义变截面,打开【特性】/【截面特性值】/【截面】/【添加】/【变截面】/【单箱单室】/I、J端通过导入已经定义跨中截面和支座截面定义/【适用】。
(4)定义材料和截面。
打开【特性】/【材料特性值】/【材料】/【添加】/【类型】/【名称】/【数据库】/选择材质/【适用】。
(5)建立结构三维模型。
建立主梁单元节点单元>建立节点,坐标(0,0,0),适用;选择最新建立的个体节点单元>单元>扩展单元,扩展类型:节点-线单元,单元类型>梁单元,材料>1:主梁C50,截面>1:跨中,任意间距>X间距:(110@1000),适用。
将对应截面拖放至所属单元编号;截面名称单元编号跨中1to13 48to63 98to110支座30 31 80 81跨中-支座14to29 64to79支座-跨中32to47 82 to97特性>变截面组>组名称:跨中-支座,单元列表(14to29 64to79),截面形状变化:Z轴,多项式:1.6,对称面i=0,y轴:线性,添加。
特性>变截面组>组名称:支座-跨中,单元列表(32to47 82 to97),截面形状变化:Z轴,多项式:1.6,对称面i=0,y轴:线性,添加。
建立桥墩单元选择节点31 81节点单元>节点>移动复制,形式>复制,任意间距>Z距离(-3500)mm,适用;选择最新建立的个体节点单元>节点>移动复制,形式>复制,任意间距>Y距离(2000,-4000)mm,适用;选择最新建立的个体节点单元>单元>扩展单元,扩展类型:节点-线单元,单元类型:梁单元,材料>2:桥墩C40,截面>5:矩形桥,复制和移动,任意间距:Z方向(15@-1000)mm,适用。
建立结构组为便于结果查询,对结构分组,共分5组。
依次选择分组结构,再将结构组拖入即可实现分组。
添加边界条件选择1 111节点节点单元>节点>移动复制,形式>复制,任意间距>Z距离(-2000)mm,适用;选择最新建立的个体边界>一般支承,边界组名称:边跨滑动支座,支撑条件类型:Dy、Dz、Rx(打开),适用。
边界>弹性连接,边界组名称:边跨滑动支座,弹性连接数据:刚性,连接两点(178,1)、(199,111)。
边界>弹性连接,边界组名称:墩顶连接,弹性连接数据:刚性,连接两点(112,114)、(112,116)、(113,115)、(113,117)。
边界>弹性连接,边界组名称:中墩临时固定,弹性连接数据:刚性,连接两点(112,31)、(113,81)。
选择桥墩底部四节点边界>一般支承,边界组名称:墩底固结,支撑条件类型:D-ALL,R-ALL(打开),适用。
(6)输入静力荷载。
添加自重荷载荷载>静力荷载工况>添加自重,类型>恒荷载(D),添加荷载>自重>Z=-1,添加铺装荷载选择上部结构梁单元荷载>梁单元荷载(单元),荷载组名称:二期,荷载类型:均布荷载,数值:x1=0,x2=1,w=-32.5KN/m,适用。
预应力荷载荷载>温度/预应力>钢束特征>添加,钢束名称:TENDON-11束,钢束类型:内部(后张),材料2:strand1860,钢束总面积:φs15.2mm-37束,导管直径:130mm,钢筋松弛系数:JTG04-0.3,超张拉:(打开),预应力与管道摩擦系数:0.25,管道每米局部偏差影响系数:0.0015(1/m),锚具变形和钢筋回缩取值:6mm,粘结类型:粘结。
预应力荷载荷载>温度/预应力>钢束形状>添加,根据连续梁预应力钢束构造图,求得1/2预应力钢束三维坐标数据。
顶板1-1、1-1'(m)顶板1-2、1-2'(m)顶板1-3、1-3'(m)顶板1-4、1-4'(m) DX DY DZ R DX DY DZ R DX DY DZ R DX DY DZ R0.000.44-0.600.000.000.44-0.600.000.000.44-0.600.000.000.44-0.600.000.800.00-0.15 2.000.800.00-0.15 2.000.800.00-0.15 2.000.800.00-0.15 2.001.600.00-0.150.00 5.600.00-0.150.009.600.00-0.150.0013.600.00-0.150.002.400.00-0.150.00 6.400.00-0.150.0010.400.00-0.150.0014.400.00-0.150.003.200.00-0.15 2.007.200.00-0.15 2.0011.200.00-0.15 2.0015.200.00-0.15 2.004.000.44-0.600.008.000.44-0.600.0012.000.44-0.600.0016.000.44-0.600.0029to32,y偏心-2.25、2.2527to34,y偏心-2.25、2.2525to36,y偏心-2.25、2.2523to38,y偏心-2.25、2.25顶板1-5、1-5'(m)顶板1-6、1-6'(m)顶板1-7、1-7'(m)顶板1-8、1-8'(m)DX DY DZ R DX DY DZ R DX DY DZ R DX DY DZ R 0.000.44-0.600.000.000.44-0.600.000.00-0.44-0.600.000.00-0.44-0.600.00 0.800.00-0.15 2.000.960.00-0.15 2.00 1.120.00-0.15 2.00 1.280.00-0.15 2.0017.600.00-0.150.0021.120.00-0.150.0024.640.00-0.150.0028.160.00-0.150.0018.400.00-0.150.0022.080.00-0.150.0025.760.00-0.150.0029.440.00-0.150.0019.200.00-0.15 2.0023.040.00-0.15 2.0026.880.00-0.15 2.0030.720.00-0.15 2.0020.000.40-0.600.0024.000.44-0.600.0028.00-0.44-0.600.0032.00-0.44-0.600.0021to40,y偏心-2.25、2.2519to42,y偏心-2.25、2.2517to44,y偏心-2.25、2.2515to46,y偏心-2.25、2.25顶板2-1、2-1'(m)顶板2-2、2-2'(m)顶板2-3、2-3'(m)顶板2-4、2-4'(m)DX DY DZ R DX DY DZ R DX DY DZ R DX DY DZ R 0.000.44-0.600.000.000.44-0.600.000.000.44-0.600.000.000.44-0.600.000.800.00-0.15 2.000.800.00-0.15 2.000.800.00-0.15 2.000.800.00-0.15 2.001.600.00-0.150.00 5.600.00-0.150.009.600.00-0.150.0013.600.00-0.150.002.400.00-0.150.00 6.400.00-0.150.0010.400.00-0.150.0014.400.00-0.150.003.200.00-0.15 2.007.200.00-0.15 2.0011.200.00-0.15 2.0015.200.00-0.15 2.004.000.44-0.600.008.000.44-0.600.0012.000.44-0.600.0016.000.44-0.600.0079to82,y偏心-2.25、2.2577to84,y偏心-2.25、2.2575to86,y偏心-2.25、2.2573to88,y偏心-2.25、2.25顶板2-5、2-5'(m)顶板2-6、2-6'(m)顶板2-7、2-7'(m)顶板2-8、2-8'(m)DX DY DZ R DX DY DZ R DX DY DZ R DX DY DZ R 0.000.44-0.600.000.000.44-0.600.000.00-0.44-0.600.000.00-0.44-0.600.00 0.800.00-0.15 2.000.960.00-0.15 2.00 1.120.00-0.15 2.00 1.280.00-0.15 2.0017.600.00-0.150.0021.120.00-0.150.0024.640.00-0.150.0028.160.00-0.150.0018.400.00-0.150.0022.080.00-0.150.0025.760.00-0.150.0029.440.00-0.150.0019.200.00-0.15 2.0023.040.00-0.15 2.0026.880.00-0.15 2.0030.720.00-0.15 2.0020.000.40-0.600.0024.000.44-0.600.0028.00-0.44-0.600.0032.00-0.44-0.600.0071to90,y偏心-2.25、2.2569to92,y偏心-2.25、2.2567to94,y偏心-2.25、2.2565to96,y偏心-2.25、2.25底板1-1、1-1'(m)底板1-2、1-2'(m)底板1-3、1-3'(m)底板1-4、1-4'(m)DX DY DZ R DX DY DZ R DX DY DZ R DX DY DZ R 0.000.25-1.400.000.000.25-1.400.000.000.25-1.400.000.000.25-1.400.00 2.000.00-1.75 2.00 2.000.00-1.75 2.00 2.000.00-1.75 2.00 2.000.00-1.75 2.00 12.000.00-1.75 2.0011.000.00-1.75 2.0012.000.00-1.75 2.0011.000.00-1.75 2.00 14.000.25-1.400.0014.000.25-1.500.0014.000.25-1.600.0014.000.25-1.700.001to14,y偏心-2.25、2.252to15,y偏心-2.25、2.253to16,y偏心-2.25、2.254to17,y偏心-2.25、2.25底板2-1、2-1'(m)底板2-2、2-2'(m)底板2-3、2-3'(m)底板2-4、2-4'(m)DX DY DZ R DX DY DZ R DX DY DZ R DX DY DZ R 0.000.25-1.400.000.000.25-1.400.000.000.25-1.400.000.000.25-1.400.00 2.000.00-1.75 2.00 2.000.00-1.75 2.00 2.000.00-1.75 2.00 2.000.00-1.75 2.00 12.000.00-1.75 2.0011.000.00-1.75 2.0012.000.00-1.75 2.0011.000.00-1.75 2.00 14.000.25-1.400.0014.000.25-1.500.0014.000.25-1.600.0014.000.25-1.700.0097to110,y偏心-2.25、2.2596to109,y偏心-2.25、2.2595to108,y偏心-2.25、2.2594to107,y偏心-2.25、2.25荷载>温度/预应力>钢束形状>添加,钢束名称:顶板1-1,钢束特征值:钢束,分配单元:29to32,输入类型:3D,曲线类型:圆弧,布置形式:坐标轴(单元),坐标:复制数据表中X,Y,Z,R数值,对称点:最后,钢束布置插入点:单元29,假想x轴方向单元:29,投影开,偏心y=-2.25,z=0,适用。