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1、悬臂梁和简支梁北京迈达斯技术有限公司目 录建立模型设定操作环境2定义材料4输入节点和单元5输入边界条件8输入荷载9运行结构分析10查看反力11查看变形和位移11查看内力12查看应力14梁单元细部分析（Beam Detail Analysis）15表格查看结果16建立模型设定操作环境19建立悬臂梁20输入边界条件21输入荷载21建立模型建模23输入边界条件24输入荷载24建立模型建立两端固定梁26输入边界条件27输入荷载28建立模型 简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的基本使用方法和一些基本功能。包含的主要内容如下
2、。 1. MIDAS/Civil的构成及运行模式2. 视图(View Point)和选择(Select)功能 3. 关于进行结构分析和查看结果的一些基本知识(GCS, UCS, ECS等)4. 建模和分析步骤(输入材料和截面特性、建模、输入边界条件、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。简支梁悬臂梁、两端固定梁62 = 12 m材料 : Grade3截面 : HM 44030011/18图1. 分析模型建立模型 设定操作环境首先建立新项目( 新项目)，以Cantilever_Simple.mcb 为名保存( 保存)。文件 / 新
3、项目 文件 / 保存( Cantilever_Simple )单位体系是使用tonf(力), m(长度)。 也可使用窗口下端的状态条(图4(b)来转换单位体系。 1. 在新项目选择工具单位体系 2. 长度 选择m, 力(Mass) 选择tonf(ton) 3. 点击 工具 / 单位体系 长度m ; 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. 在主菜单选择工具用户制定工具条2. 在工具条选择栏钩选节点, 单元, 特性 3. 点击 4. 工具用户制定工具条工具条节点 (开), 单元 (开), 特性 (开)图2
4、. 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。 移动新调出的工具条时，可通过用鼠标拖动工具条名称(图3(a)的)来完成。对于已有的工具条则可通过拖动图3(a)的来移动。(a) 调整工具条位置之前 Grid & SnapActivationSelectionElementZoom & PanView PointNodePropertiesDynamic ViewStatus Bar(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。 也可不使用图标菜单而使用关联菜单的材料和截面特性材料来输入。关联菜单可通过在模型窗口点击鼠
5、标右键调出。 1. 点击 材料 2. 点击 3. 确认一般的材料号为1（参考图4)4. 在类型 栏中选择钢材 5. 在钢材的规范栏中选择GB(S) 使用内含的数据库时，不需另行指定材料的名称，数据库中的名称会被自动输入。 6. 在数据库中选择Grade3 7. 点击 模型/ 特性值 / 材料 类型钢材 ; 钢材规范GB(S) ; 数据库Grade3 材料类型中包括钢材、混凝土、组合材料(SRC)、用户定义等4种类型，包含的规范有GB, ASTM, JIS, DIN, BS, EN, KS等。 图4. 输入材料数据定义截面模型 / 特性值 / 截面数据库/用户 ; 截面形状工字形截面 ; 数据库
6、; DBKS截面名称H 44030011/18 图5. 输入截面数据输入节点和单元 XYZCIVIL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，故可将结构指定为二维结构(X-Z Plane)。模型 / 结构类型结构类型X-Z 平面建模之前先简单介绍一下鼠标编辑功能。 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，
7、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8标志即表示该处可使用鼠标编辑功能。 点栅格的间距可在 ModelGridsDefine Point Grid中调整。 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)。 捕捉功能的详细说明请参考在线帮助手册。 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, 点格 (开), 捕捉点 (开) 捕捉节点 (开), 捕捉单元 (开)模型
8、 /用户坐标系统 / X-Z平面 坐标 原点 ( 0, 0, 0 ) 旋转角度 角度 ( 0 ) 处于开启状态的捕捉功能Point GridGCSUCS Element的1/2 捕捉功能被激活时，鼠标就会捕捉单元的中点，另外也可将其设置为1/3或1/5。 Element 1/2 Snap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 (开), 单元号 (开)模型 / 节点 / 建立节点 坐标 ( 0, 0, 0 )8 (0, 0, 0) Status Bar的U指UCS, G指GCS。 图 7. 在原点(0, 0, 0)
9、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) 开启Auto Fitting可将新建立的节点、单元及整个模型自动缩放使其充满窗口。 自动对齐 (开) 模型 / 节点 / 移动和复制 输入dx, dy, dz等两节点间距离时可使用鼠标编辑功能通过连续点击相应节点来方便地输入。 单选 (节点 : 1 ) 移动和复制 等间距 dx, dy, dz ( 2, 0, 0 )8 ; 复制次数 ( 6 ) 62 = 12 m 点栅格间距的默认值为0.5m，可以此确认复制的节点间的距离是否正确。图 8. 复制节点在 捕捉点 被激活的状态下利用 建立单元 功能输入梁单元 钩选交
10、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2)，在各节点处还是会自动分割而生成6个单元。模型/ 单元 / 建立 单元类型 一般梁 / 变截面梁 输入单元时使用鼠标编辑功能的话，点击节点的同时会生成单元，故不需另行点击键。 材料1 : Grade3 ; 截面1 : HM 440x300x11/18 交叉分割 节点 (开) ; 节点连接 ( 1, 7 )8 点击 隐藏面可如图显示输入的梁单元的实际形状。 图9. 输入梁单元输入边界条件使用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, R
11、x, 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, 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 (关)模型 / 边界条件 / 一般支撑 单选 (节点 : 1 )选择 添加 支撑条件类型Dx (开), Dz (开), Ry (开) 右上角(Dx)代表节点坐标系(未定义节点坐标系时为整体坐标系) x轴方向的位移自由度，并按顺时针方向分别代表y、z 方向位移及绕x、y、z轴的转动位移。图10. 输入边界条件(固定端)输入荷
12、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 / 静力荷载工况名称 ( NL ) ; 类型用户定义的荷载图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。 节点荷载的方向为 GCS的Z轴的反方向，故在FZ输入栏中输入-1。荷载的加载方向按+, -号来输入。荷载 / 节点荷载 单选 ( 节点 : 4 ) 荷载工况名称NL ; 选择添加 ; FZ ( -1 ) 荷载表单加载方向GCS Z轴图12. 输入节点荷载运行结构分析建立悬臂梁单元、输入边界条件和荷载后，即可运行结构分析。 分析/ 运行分析查看反力 查看反力的步骤如下。由结果可以看出分析结果与手算的结果一致。（竖向反力1tonf，弯矩6 tonf*m） 选择FXYZ可同时查看水平反力和竖向反力。 结果 / 反力 / 反力/弯矩 荷载工况/荷载组合ST:NL ; 反力FXYZ 显示类型
