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1、MIDAS/CIVIL软件系列培训教材之：反应谱分析北京迈达斯技术有限公司宁波江东阳光软件开发中心目 录简要1设定操作环境及定义材料和截面2定义材料2定义截面3建立结构模型4主梁及横向联系梁模型4输入横向联系梁5输入桥墩5刚性连接7建立桥墩和系梁9输入边界条件10输入桥台的边界条件10输入支座的边界条件11刚性连接12输入横向联系梁的梁端刚域13输入二期恒载14输入质量15输入反应谱数据17输入反应谱函数17输入反应谱荷载工况18运行结构分析19查看结果20荷载组合20查看振型形状和频率21查看桥墩的支座反力24 简要本例题介绍使用MIDAS/CIVIL的反应谱分析功能来进行抗震设计的方法。
2、例题模型使用的是简化了的钢箱型桥梁模型，由主梁、横向联系梁和桥墩构成。桥台部分由于刚度很大，不另外建立模型只输入边界条件；基础部分假设完全固定，也只按边界条件来定义。 下面是桥梁的一些基本数据。跨 径：45 m + 50 m + 45 m = 140 m桥 宽：11.4 m主梁形式：钢箱梁钢 材：GB(S) Grade3（主梁）混 凝 土：GB_Civil(RC) 30（桥墩）单位：mm图1. 桥梁剖面图设定操作环境及定义材料和截面 开新文件（ 新项目），以Response.mcb为名保存( 保存)。File / New Project File / Save ( Response )将单位体
3、系设定为kN(Force), m(Length)。Tools / Unit System Lengthm ; ForcekN 定义材料分别输入主梁和桥墩的材料数据。Model / Property / Material Material Number (1) ; TypeSteel StandardGB(S) ; DBGrade3 Material Number (2) ; Type Concrete StandardGB-Civil(RC) ; DB30 图2. 定义材料定义截面使用用户定义来输入主梁、横向联系梁以及桥墩的截面数据。主 梁： 箱型截面 200025001216/18横向联系梁
4、： 工字型截面 15003001212/12柱 帽： 实腹长方形截面 1.51.5桥 墩： 实腹圆形截面 1.5主梁与桥墩连接的支座部分使用弹性连接(Elastic Link)来模拟。Model / Property / SectionDB/User tab Name (Girder) ; Section ShapeBox ; User OffsetCenter-CenterH ( 2 ) ; B ( 2.5 ) ; tw ( 0.012 ) tf1 ( 0.016 ) ; C ( 2.3 ) ; tf2 ( 0.018 )Name (Cross) ; Section ShapeH-Secti
5、on ; 输入截面尺寸时，若只输入tf1，不输入tf2，则tf2与tf1相同。User OffsetCenter-CenterH ( 1.5 ) ; B ( 0.3 ) ; tw ( 0.012 ) ; tf1 ( 0.012 ) Name ( Coping ) ; Section ShapeSolid Rectangle OffsetCenter-CenterUser ; H ( 1.5 ) ; B ( 1.5 ) Name ( Column ) ; Section ShapeSolid Round User ; D ( 1.5 ) 图3. 定义截面建立结构模型主梁及横向联系梁模型使用 Cr
6、eate Nodes 建立节点后，通过 Extrude Elements 功能将节点按285 m扩展成梁单元来建立主梁。 Top View, Node Snap (on), Element Snap (on) Auto Fitting (on)Model / Nodes / Create Nodes Coordinates ( 0, 0, 0 ) CopyNumber of Times (1) ; Distance (0, 7.7, 0) Model / Elements / Extrude Elements Select AllExtrude TypeNodeLine Element Ele
7、ment AttributeElement TypeBeamMaterial1:Grade3 ; Section1 : Girder Generation TypeTranslate TranslationEqual Distance dx, dy, dz ( 5, 0, 0 ) ; Number of Times ( 28 ) 图4. 输入主梁输入横向联系梁在主梁起点处使用 建立单元 功能连接两个节点建立一个横向联系梁后，可通过将该梁按纵桥方向复制来建立剩余横向联系梁。 Node Number (on)Model / Elements / Create Elements Element Ty
8、peGeneral beam/Tapered beamMaterial1:Grade3 ; Section2:Cross ; Beta Angle ( 0 )Nodal Connectivity ( 1, 2 )8Model / Elements / Translate Elements Select Recent EntitiesModeCopy ; TranslationEqual Distance dx, dy, dz ( 5, 0, 0 )8 ; Number of Times ( 28 )图5. 输入横向联系梁输入桥墩如图6所示，在桥墩的位置建立模型后，通过刚性连接(Rigid Li
9、nk)来模拟实际结构。桥墩的剖面如图7所示。单位 : m0.750.750.201.25刚性连接弹性连接刚性连接刚性连接图6. 桥墩和上部结构连接示意图单位 : m侧面立面1.52.02.011.723.85=7.71.51.57.0图7. 桥墩模型刚性连接选择主梁支座处的节点，将其向z轴方向复制，生成要进行刚性连接的节点。(参考图6) DisplayBoundarySupports (on) Select Polygon ( Elements : 中跨中的单元) Active Iso View, Node Number (on)Model / Nodes / Translate Nodes
10、Select Single ( Nodes : 19, 20, 39, 40 )ModeCopy ; TranslationUnequal Distance Axisz ; Distance ( -1.25, -0.2, -0.75 ) 图8. 复制节点在要建立桥墩和系梁的位置生成节点。 Model / Nodes / Divide Nodes DivideEqual DistanceNumber of Times (2)Nodes to Divide (67, 68)8 ; (69, 70)8Model / Nodes / Translate Nodes Select Single ( No
11、des : 71, 72 )ModeCopy ; TranslationUnequal Distance Axisy ; Distance ( 11.7/2, -11.7 ) Select PreviousAxisz ; Distance ( -0.75, 7-1 ) 图9. 输入桥墩的节点建立桥墩和系梁使用 Create Elements 功能建立桥墩和系梁。(参考图7)Model / Elements / Create Elements Element TypeGeneral beam/Tapered beamMaterial2:30 ; Section3:CopingBeta Angle
12、 ( 0 ) ; IntersectNode (on) (图10的)Nodal Connectivity ( 73, 75 )8 Nodal Connectivity ( 74, 76 )8 Material2:30 ; Section4:Column Beta Angle ( 0 ) ; IntersectNode (on) Nodal Connectivity ( 79, 91 )8 Nodal Connectivity ( 80, 92 )8 图10. 建立系梁和桥墩输入边界条件输入桥台的边界条件本例题主梁与桥墩系梁的支座部分使用弹性连接和刚性连接功能来模拟。桥台的边界条件如图11所示。基础则假设其完全固定，故约束所有自由度。桥台45 m50 m45 m双向自由单向自由固定图11. 桥台的约束条件Model / Boundary / Supports Select Single (Nodes : 1, 57)OptionsAdd ; Support TypesDy, Dz (on) Select Single (Nodes : 2, 58)OptionsAdd ; Supp
