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1、midas Civil 2010梁桥专题梁格Integrated Solution System for Bridge and Civil Strucutres目录目录一、剪力一、剪力-柔性梁格理论柔性梁格理论1. 纵梁抗弯刚度 32.横梁抗弯刚度 43.纵梁、横梁抗扭刚度 44.虚拟边构件及横向构件刚度 5三、采用梁格建模助手生成梁格模型三、采用梁格建模助手生成梁格模型二、单梁、梁格模型多支座反力与实体模型结果比较二、单梁、梁格模型多支座反力与实体模型结果比较1. 前言 72. 结构概况 73. 梁格法建模助手建模过程及功能亮点 114. 修改梁格 225. 在自重、偏载作用下与FEA实体模
2、型结果比较 24四、结合规范进行四、结合规范进行PSC设计设计midas Civil 2010梁桥专题梁格梁格31.纵梁抗弯刚度纵梁抗弯刚度【强制移轴（上部结构中性轴）法强制移轴（上部结构中性轴）法】一、剪力一、剪力-柔性梁格理论柔性梁格理论a.各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合b.强制移轴，使各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合，等效强制移轴，使各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合，等效 纵梁抗弯刚度纵梁抗弯刚度midas Civil 2010梁桥专题梁格梁格42.横向梁格抗弯刚度横向梁格抗弯刚度3.纵梁、横梁抗扭刚度纵梁、横梁抗扭刚度midas Civ
3、il 2010梁桥专题梁格梁格54.虚拟边构件及横向构件刚度虚拟边构件及横向构件刚度此处d为顶板厚度。此处d为顶板厚度。midas Civil 2010梁桥专题梁格梁格6二、单梁、梁格模型多支座反力与实体模型结果比较二、单梁、梁格模型多支座反力与实体模型结果比较比较结果：与实体模型结果相比较，可得出在自重荷载作用下，单梁模型计算的多支座反力结果失真，而梁格模型结果较合理。多支座单梁模型050010001500梁格模型（梁格模型（kNkN）梁格模型（kN）050010001500实体模型（实体模型（kNkN）实体模型（kN）050010001500支座1支座2支座3支座4支座5支座6单梁模型（单
4、梁模型（kNkN）单梁模型（kN）多支座梁格模型多支座实体模型midas Civil 2010梁桥专题梁格梁格71.前言前言采用梁格建模助手生成梁格模型采用梁格建模助手生成梁格模型宽梁桥、斜交桥、曲线桥的单梁模型无法正确计算横向支座的反力、荷载的横向分布、斜交桥钝角处的反力以及内力集中效应，利用梁格法模型可以非常方便的解决以上问题。梁格法建模的关键在于采用合理的梁格划分方式采用合理的梁格划分方式和正确的等效梁格刚度正确的等效梁格刚度。用等效梁格代替桥梁上部结构，将分散在板、梁每一区段内的弯曲刚度和抗扭刚度集中于最邻近的等效梁格内，实际结构的纵向刚度集中于纵向梁格构件内，横向刚度集中于横向梁格内
5、。理想的刚度等效原则是：当原型实际结构和对应的等效梁格承受相同的荷载时，两者的挠曲将是恒等的，并且每一梁格内的弯矩、剪力和扭矩等于该梁格所代表的实际结构部分的内力。由于实际结构和梁格体系在结构特性上的差异，这种等效只是近似的，但对一般的设计，梁格法的计算精度是足够的。梁格法作为桥梁空间分析的一种简化方法，虽然较比板壳、实体有限元方法建模简单、求解方便，但是前期的截面特性计算量大，且对于新手来讲容易出错，非常耗时。midas Civil的梁格法建模助手功能可以帮助用户轻松实现上述功能。梁格法建模助手，对于单箱多室箱梁桥、斜交桥、曲线梁桥可自动生成梁格模型。2.结构概况结构概况本桥为29.97+3
6、0+29.97三跨预应力混凝土连续梁桥。主梁为单箱3室结构，梁宽21.2m，桥梁采用满堂施工、一次落架。通过本例题重点介绍midas Civil软件的梁格法建模助手功能以及结合规范进行设计。桥梁三维几何模型图midas Civil 2010梁桥专题梁格梁格82.1定义材料定义材料模型模型 材料和截面特性材料和截面特性材料材料为了与FEA实体模型的自重结果作比 较，将端横梁容重设为0.定义Strand1860钢材定义C50混凝土midas Civil 2010梁桥专题梁格梁格9定义Strand1860钢材2.2定义截面定义截面模型模型 材料和截面特性材料和截面特性截面截面设计截面设计截面mida
7、s Civil 2010梁桥专题梁格梁格102.3定义钢束特性值定义钢束特性值荷载荷载 预应力荷载预应力荷载钢束特性值钢束特性值midas Civil 2010梁桥专题梁格梁格11模型模型 结构建模助手结构建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手布置布置3.梁格法建模助手建模过程及功能亮点梁格法建模助手建模过程及功能亮点打开建模助手数据文件“悬臂2.1m3x30单箱3室箱梁梁格.wzd”。midas Civil 2010梁桥专题梁格梁格12布置模型模型 结构建模助手结构建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手布置布置正交梁格斜交梁格梁格划分形式梁格划分形
8、式在与固定支座的连线上切向支座方向指定支座方向指定附注：附注： 为了方便布置钢束，跨度信息中边跨包含了边 支点左右的横梁宽度，实际跨度为（29.97-0. 47）=29.5m。midas Civil 2010梁桥专题梁格梁格13模型模型 结构建模助手结构建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手跨度跨度斜交梁格附注：附注： 此数据此时为随意输入，在生 成后的梁格模型中按实际修 改。midas Civil 2010梁桥专题梁格梁格14模型模型 结构建模助手结构建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手跨度跨度斜交梁格midas Civil 2010梁桥专题梁格
9、梁格15模型模型 结构建模助手结构建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手跨度跨度斜交梁格附注：附注： 此数据此时为随意输入，在生 成后的梁格模型中按实际修 改。midas Civil 2010梁桥专题梁格梁格16布置模型模型 结构建模助手结构建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手截面截面快速自动调整生成各截面特性值快速自动调整生成各截面特性值此处的分割距离可以自定义输 入调整。midas Civil 2010梁桥专题梁格梁格17模型模型 结构建模助手结构建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手横桥向横桥向midas Civil 2
10、010梁桥专题梁格梁格18布置模型模型 结构建模助手结构建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手荷载荷载自动生成成桥支座沉降荷载工 况。输入距离输入距离DiDi，快速定义梁格多车道位置，快速定义梁格多车道位置midas Civil 2010梁桥专题梁格梁格19布置模型模型 结构建模助手结构建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手钢束钢束方便快捷生成钢束张 拉力荷载。自动生成：将对话框中输入的钢束信息，自 动赋予给所有梁。x、z坐标不变，y坐标与每 个梁格截面的型心相同。可以通过输入偏心值 来定义添加左右钢 束。midas Civil 2010梁桥专题梁格
11、梁格20布置模型模型 结构建模助手结构建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手钢筋钢筋输入整体截面的钢筋信息，分割截 面自动生成钢筋信息。midas Civil 2010梁桥专题梁格梁格21布置模型模型 结构建模助手结构建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手单箱多室箱梁梁格法建模助手钢筋钢筋输入整体截面的钢筋信息，分割截 面自动生成钢筋信息。建模助手生成的梁格模型midas Civil 2010梁桥专题梁格梁格22模型模型 节点节点复制和移动复制和移动4 修改梁格结构修改梁格结构建模助手的边界生成功能亮点体现在：根据桥梁结构空间自动赋予结构支座局部坐标和空间布置位置。但生成的边
12、界的弹性连接需要根据实际结构进行修改。将支点（171 172 177 178 193 194 203 204）向上复制与横梁相交，并分割横梁。删除建模助手生成的弹性连接，然后再将顶底部点进行弹性连接中的刚性连接。4.1修改端横梁位置的结构修改端横梁位置的结构4.2修改边界修改边界为了方便布置钢束，跨度信息中边跨包含了边支点左右的横梁宽度，实际跨度为29.5m，所以需要修改端部的结构。1、桥梁左端横梁和左端支座节点选中，沿着X轴移动 0.47m；2、桥梁右端横梁和右端支座节点选中，沿着X轴移动 -0.47m；3、修改端横梁的尺寸。midas Civil 2010梁桥专题梁格梁格234.3增加虚拟边构件和横向构件增加虚拟边构件和横向构件为了方便布置在翼缘位置的荷载，增加虚拟边构件和横向构件。红色构件为增加的虚拟边构件、边横构件虚拟边构件、边横构件截面此处d=0.25m为顶板厚度。此处d=0.25m为顶板厚度。midas Civil 2010梁桥专题梁格梁格245、在自重、偏载作用下与、在自重、偏载作用下与FEA实体模型结果比较实体模型结果比较为了与FEA实体模型在同一平台上进行比较，故删除梁格模型中与FEA模型没有的信息，然后计算 ，查看反力结果。根据结果可得
