MIDAS迈达斯入门教程

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1、 CSIBridge CSIBridge V V1515 下载下载 1 目目 录录 建立模型建立模型 设定操作环境 4 定义材料 6 输入节点和单元 8 输入边界条件 14 输入荷载 15 运行结构分析 17 查看反力 17 查看变形和位移 18 查看内力 19 查看应力 22 梁单元细部分析（Beam Detail Analysis） 23 表格查看结果 25 建立模型建立模型2 设定操作环境 29 建立悬臂梁 31 输入边界条件 33 输入荷载 33 建立模型建立模型3 建模 35 输入边界条件 37 输入荷载 37 建立模型建立模型4 建立两端固定梁 40 输入边界条件 42 输入荷载

2、43 建立模型建立模型5678 2 摘要 本课程针对初次使用 MIDAS/Civil 的技术人员，通过悬臂 梁、简支梁等简单的例题，介绍了 MIDAS/Civil 的基本使用方 法和功能。包含的主要内容如下。 1. MIDAS/Civil的构成及运行模式的构成及运行模式 2. 视图视图(View Point)和选择和选择(Select)功能功能 3. 关于进行结构分析和查看结果的一些基本知识关于进行结构分析和查看结果的一些基本知识(GCS, UCS, E CS等等) 4. 建模和分析步骤建模和分析步骤(输入材料和截面特性、建模、输入边界条输入材料和截面特性、建模、输入边界条 件、输入荷载、结构

3、分析、查看结果件、输入荷载、结构分析、查看结果) 使用的模型如图 1所示包含 8种类型，为了了解各种功能 分别使用不同的方法输入。 悬臂梁、两端固定梁悬臂梁、两端固定梁 简支梁简支梁 1 2 3 4 5 6 7 8 62 = 12 m 3 图1. 分析模型 截面截面 : HM 44030011/18 材料材料 : Q235 4 建立模型 设定操作环境 首先建立新项目( 新项目新项目)，以Cantilever_Simple.mcb 为名保存( 保存保存)。 文件 / 新项目新项目 文件 / 保存保存( Cantilever_Simple ) 单位体系是使用 tonf(力力), m(长度长度)。

4、1.1. 在新项目新项目选择工具工具单位体系单位体系 2.2. 长度长度 选择m, 力力(质量质量) 选择tonf(ton) 3.3. 点击 工具工具 / 单位体系单位体系 长度长度m ; 力力tonf 本例题将主要使用图标菜单。默认设置中没有包含输入节 点和单元所需的图标，用户可根据需要将所需工具条调出，其 方法如下。 1.1. 在主菜单选择工具工具用户用户定定制制工具条工具条 2.2. 在工具条工具条选择栏勾选节点节点, 单元单元, 特性特性 3.3. 点击 4.4. 工具工具用户用户定制定制工具条工具条 工具条工具条节点节点 (开开), 单元单元 (开开), 特性特性 (开开) 也可使用

5、窗口下端也可使用窗口下端 的状态条的状态条( (图图3 3(b)(b)来转来转 换单位体系。换单位体系。 5 图 2. 工具条编辑窗口 将调出的工具条参考图 3拖放到用户方便的位置。 （a）调整工具条位置之前 移动新调出的工具移动新调出的工具 条时，可通过用鼠标条时，可通过用鼠标 拖动工具条名称拖动工具条名称( (图图3 3 (a)(a)的的)来完成。对来完成。对 于已有的工具条则可于已有的工具条则可 通过拖动图通过拖动图3(a)3(a)的的 来移动。来移动。 6 （b）调整工具条位置之后 图 3. 排列工具条 定义材料 使用 Civil 数据库中内含的材料 Grade3来定义材料。 轴网轴网

6、 钢材规范钢材规范GB(S) ; 数据数据 库库Grade3 也可不使用图标菜单而 也可不使用图标菜单而 使用关联菜单的使用关联菜单的材料和截材料和截 面特性面特性 材料材料来输入。关联来输入。关联 菜单可通过在模型窗口点菜单可通过在模型窗口点 击鼠标右键调出。击鼠标右键调出。 使用内含的数据库时， 使用内含的数据库时， 不需另 行指定材料的 名不需另 行指定材料的 名 称，数据库中的名称会被称，数据库中的名称会被 自动输入。自动输入。 设计类型中包括钢材、 设计类型中包括钢材、 混 凝土 、组合 材料混 凝土 、组合 材料( ( SRSR C C) )、 用 户 定 义 等、 用 户 定 义

7、 等 4 4种 类种 类 型，包含的规范有型，包含的规范有GB(GB(中中 国国), ), ASTMASTM（美国）（美国）, JIS, JIS （日本）（日本）, DIN, DIN（德国）（德国）, , BSBS（ 英 国 ）（ 英 国 ） , EN, EN （ 欧（ 欧 洲）洲）, KS, KS（韩国）等。（韩国）等。 8 图 4. 输入材料数据 定义截面 模型模型 / 材料和截面材料和截面特性特性 / 截面截面 数据库数据库/用户用户 ; 截面形状截面形状工字形截面工字形截面 ; 数据库数据库; 数据库KS 截面名称截面名称H 440 300 11/18 偏心偏心中心 图5. 输入截面数

8、据 9 输入节点和单元 Civil 是为分析三维空间结构而开发的，对于二维平面内的 结构需约束不需要的自由度。对此可通过选择结构类型结构类型简单地 处理。 本例题的模型处于整体坐标系(Global Coordinate System, GCS)的 X-Z平面，（自动约束 Y 方向的位移和绕 X 轴和 Z 轴的 转动)。故可将结构指定为二维结构(X-Z Plane)。 模型模型 / 结构类型结构类型 结构类型结构类型X-Z 平面平面 建模之前先简单介绍一下鼠标编辑功能鼠标编辑功能。 在建立、复制节点和单元或者输入荷载等建模过程中，需 输入坐标、距离、节点或单元的编号等数据，此时可使用鼠标 点击输

9、入的方式来代替传统的键盘输入方式。 用鼠标点击一下输入栏，其变为草绿色时，即可使用鼠标 编辑功能。 对于大部分前处理工作都可使用鼠标编辑功能，用户手册 或例题资料中的标志即表示该处可使用鼠标编辑功能。 X Y Z 10 为使用鼠标编辑功能需将捕捉功能激活，根据需要也可定 义用户坐标系 (User-defined Coordinate System, UCS)。 点栅格是为了方便建模而在 UCS的 x-y平面内显示的虚拟 参照点。激活点栅格捕捉功能，鼠标就会捕捉距离其最近的参 照点。 正面正面, 点格点格 (开开), 捕捉点捕捉点 (开开) 捕捉节点捕捉节点 (开开), 捕捉单元捕捉单元 (开开

10、) 模型模型 /用户坐标系统用户坐标系统 / X-Z平面平面 坐标坐标 原点原点 ( 0, 0, 0 ) 旋转角度旋转角度 角度角度 ( 0 ) 捕捉功能的详细说捕捉功能的详细说 明请参考在线帮助手明请参考在线帮助手 册。册。 点栅格的间距可在点栅格的间距可在 模型模型 定义轴网定义轴网 定义定义 点格中调整。点格中调整。 处于开启处于开启状态的捕捉功能状态的捕捉功能 UCS GCS 点点 格格 单元单元的的1 1/2 /2 捕捉功捕捉功 能被激活时，鼠标就能被激活时，鼠标就 会捕捉单元的中点，会捕捉单元的中点， 另外也可将其设置为另外也可将其设置为1 1 /3/3或或1/51/5。 单元单元

11、 1/2 捕捉捕捉 11 图 6. 各种被激活的捕捉功能图标以及 GCS 和 UCS 对于模型，采用先建立节点后再利用这些节点建立单元 的方法来建模。 节点号节点号 (开开), 单元号单元号 (开开) 模型模型 / 节点节点 / 建立节点建立节点 坐标坐标 ( 0, 0, 0 ) 图 7. 在原点(0, 0, 0)建立节点 (0, 0, 0) 12 图 7. 在原点(0, 0, 0)建立节点 将建立的节点复制到梁单元的各节点位置。(将 12m长的梁 单元分割成 6等分) 自动对齐自动对齐 (开开) 模型模型 / 节点节点 / 移动和复制移动和复制 单选单选 (节点节点 : 1 ) 移动和复制移

12、动和复制 等间距等间距 dx, dy, dz ( 2, 0, 0 ) ; 复制次数复制次数 ( 6 ) 图 8. 复制节点 开启自动对齐可将开启自动对齐可将 新建立的节点、单元新建立的节点、单元 及整个模型自动缩放及整个模型自动缩放 使其充满窗口。使其充满窗口。 输入输入dx, dy, dzdx, dy, dz等等 两节点间距离时可两节点间距离时可使使 用鼠标编辑功能通过用鼠标编辑功能通过 连续点击相应节点来连续点击相应节点来 方便地输入。方便地输入。 状态条的状态条的U U 指指UCS, GUCS, G指指 GCSGCS。 62 = 12 m 点 栅 格 间点 栅 格 间 距的默认值为距的默

13、认值为 0.5m0.5m，可以，可以 此确认复制的此确认复制的 节点间的距离节点间的距离 是否正确。是否正确。 13 在 捕捉点捕捉点 被激活的状态下利用 建立单元建立单元 功能输入梁单元 勾选交叉分割交叉分割(图 9的)的话，即使直接连接单元的起点 (节点 1)和终点(节点 7)，在各节点处还是会自动分割而生成 6 个单元。 模型模型/ 单元单元 / 建立建立 单元类型单元类型 一般梁一般梁 / 变截面梁变截面梁 材料材料1 : Grade3 ; 截面截面1 : HM 440x300x11/18 交叉分割交叉分割 节点节点 (开开) ; 节点连接节点连接 ( 1, 7 ) 输入单元时使输入单

14、元时使 用鼠标编辑功能的用鼠标编辑功能的 话，点击节点的同话，点击节点的同 时会生成单元，故时会生成单元，故 不 需 另 行 点 击不 需 另 行 点 击 键。键。 点 击点 击 消隐消隐可如图显可如图显 示输入的梁单示输入的梁单 元 的 实 际 形元 的 实 际 形 状。状。 14 图 9. 输入梁单元 输入边界条件 使用一般支承一般支承输入边界条件，即将节点 1的 Dx, Dz, Ry 自 由度约束使其成为悬臂梁。 因为已将结构类型定义为了 X-Z平面，故不需对 Dy, Rx, Rz自由度再做约束。 MIDAS/Civil 是三维空间结构分析程序，故每个节点有 6个 自由度(Dx, Dy,

15、 Dz, Rx, Ry, Rz)。如图 10所示，这 6个自由度在 模型中是由 6个三角形按顺序组成的 6边形表现的，被约束的 自由度其三角形颜色会变成绿色，以便区分。 单元号单元号 (关关) 模型模型 / 边界条件边界条件 / 一般支一般支承承 单选单选 (节点节点 : 1 ) 选择选择 添加添加 支撑条件类型支撑条件类型Dx (开开), Dz (开开), Ry (开开) 右上角 右上角(Dx)(Dx)代表代表 节点坐标系节点坐标系( (未定义未定义 15 图 10. 输入边界条件(固定端) 输入荷载 输入节点荷载、梁单元荷载、压力荷载等荷载前，需先定 义静力荷载工况(Static Load Case)。 荷载荷载 / 静力荷载工况静力荷载工况 名称名称 ( NL ) ; 类型类型用户定义的荷载用户定义的荷载 16 图 11. 定义荷载工况 在悬臂梁中央（节点 4）输入大小为 1 tonf的节点荷载。 荷载荷载 / 节点荷载节点荷载 单选单选 ( 节点节点 : 4 ) 荷载工况名称荷载工况名称NL ; 选择选择添加添加 ; FZ ( -1 ) 图 12. 输入节点荷载 节 点 荷 载节 点 荷 载 的方向为的方向为 GCGC S S的的Z Z轴的反轴的反 方向，故在方向，故在F F Z Z输入栏中输输入栏中输 入入 - -1 1 。荷载。荷载 的加载方向按的加载