Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,精品课件,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,精品课件,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,精品课件,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,精品课件,*,MIDAS/Civil,培训交流,重庆交通大学桥梁系,张雪松,MIDAS/Civil培训交流重庆交通大学桥梁系,扣塔的静力分析,一 模型建立,二 分析及结果查看,扣塔的静力分析 一 模型建立 二 分析及结果查看,合江长江一桥扣塔,（重庆岸）,为例,扣塔高为,132.8m+13.91m,，采用,8,660,12,（或,16,）毫米钢管，立柱主钢管内灌注,C50,混凝土，组成钢管混凝土格构柱扣塔。主管、主管腹杆、主管横联的上下弦杆采用,Q345,钢材；主管横联腹杆、横联间斜撑及横联平联采用,Q235,钢材。重庆岸扣塔总体布置图如下图所示。,工程概述,合江长江一桥扣塔（重庆岸）为例 扣塔,midas例题演示(扣塔模型)课件,扣塔模型建立步骤,设置操作环境,定义材料和截面,建立结构模型,建立边界条件,预应力束输入,输入静力荷载（自重和预应力荷载）,一、模型建立,扣塔模型建立步骤 设置操作环境 一、模型建立,1,、设置操作环境,1.1,项目建立,操作步骤,建立新项目,以扣塔计算,.mcb,为名保存,1、设置操作环境1.1 项目建立操作步骤建立新项目,1,、设置操作环境,1.2,结构类型的选择,操作步骤,模型,/,结构类型,本模型采用三维计算，结构类型,3-D,点击确认,1、设置操作环境1.2 结构类型的选择操作步骤模型/结构类型,1,、设置操作环境,1.3,单位选择,操作步骤,工具,/,单位体系,长度,mm;,力,N,，点击确认。,1、设置操作环境1.3 单位选择操作步骤工具/单位体系,2,、定义材料和截面,2.1,定义材料,操作步骤,模型,/,材料和截面特性,/,材料,添加,类型,钢材,;,规范,GB03(S),；数据库,Q235(Q345),点击确认,2、定义材料和截面2.1 定义材料操作步骤模型/材料和截,2.1,定义材料,操作步骤,同理可以定义预应力和混凝土材料。（类型,钢材；规范,JTG04(S);,数据库,strand1860,）,2.1 定义材料操作步骤,2.2,定义截面,操作步骤,模型,/,材料和截面特性,/,截面,添加,数据库,/,用户,截面号,(3);,名称,(500 x10),根据截面形式输入数据,点击适用，同样可定义其他钢管及混凝土,2.2 定义截面操作步骤模型/材料和截面特性/截面,3,、建立结构模型,操作步骤,本例节点和单元采用导入,AUTOCAD,的,DXF,文件来生成,首先在,AUTOCAD,中绘制扣塔模型，取型钢几何中心为轴线，根据尺寸画出模型如下图所示。,在,CAD,中直线段导入后就默认为一个单元，直线段的两端点即为模型的节点。,注意：在绘制,CAD,图时可将不同材制及不同截面的杆件绘制在不同的图层，这样导入时方便赋予材料及截面形式。,3、建立结构模型操作步骤本例节点和单元采用导入AUTOCA,CAD,三维图,CAD三维图,在,MIDAS/CIVIL,里点文件,导入,AUTOCAD DXF,文件。,注意，在导入时根据不同的材料及截面选取不同的图层分别输入,选取不同截面,不同材料的图层,在MIDAS/CIVIL里点文件导入AUTOCAD DX,4,、输入边界条件,4.1,输入模型支承条件,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),。,本例中塔吊底端属于固定，不能转动也不能在,X,、,Y,、,Z,三个方向移动，所以将,6,个自由度全部约束。,4、输入边界条件4.1 输入模型支承条件 MIDA,操作步骤,选择要加边界条件的节点,模型,边界条件,一般支承,Dx,Dy,Dz,处点选；,Rx,Ry,Rz,点选。,适用。并用相同的方法加其它边界条件,操作步骤选择要加边界条件的节点,4.2,设置弹性连接,扣塔的锚固点与扣塔钢管之间的连接属于弹性连接中的刚性连接。,具体操作见下,4.2 设置弹性连接,操作步骤,点击模型,边界条件,弹性连接,选择需要施加连接的节点,选择施加连接的组,选择连接类型,刚性,输入所施加的连接的约束值,操作步骤点击模型边界条件弹性连接,4.2,设置弹性连接,扣塔顶部弹性连接,4.2 设置弹性连接扣塔顶部弹性连接,5,、预应钢束输入,5.1,钢束特征值,操作步骤,荷载,预应力荷载,钢束特征值,添加,编辑钢束特征值（钢束名称、类型、材料、张拉力等）,5、预应钢束输入5.1 钢束特征值操作步骤荷载预应力荷载,操作步骤,荷载,预应力荷载,钢束布置形状,添加,添加,/,编辑钢束形状,按照相关图纸要求输入钢束名称、钢束特性值、类型、几何线形及插入点,适用。并用相同的方法添加其他钢束。,5.2,钢束形状,操作步骤荷载预应力荷载钢束布置形状5.2 钢束形状,6,、输入静力荷载,（自重和预应力荷载）,6.1,定义静力荷载工况,荷载,静力荷载工况,编辑静力荷载工况,(,自重、塔吊支反力、吊装拱圈段反力等如图所示,),6、输入静力荷载（自重和预应力荷载）6.1 定义静力荷载工况,具体静力荷载工况分类：,1#,节段,2#,节段,工况一、安装一节 段,+,吊塔反力,工况二、安装二节段,+,吊塔反力,具体静力荷载工况分类：1#节段2#节段 工况一、安装一节,具体静力荷载工况分类：,如此可得到工况,3-,工况,9,（安装第,9,节段,+,吊塔反力）和工况,10,（最大悬臂,+,吊塔反力,）,1#,2#,3#,4#,5#,6#,7#,8#,9#,具体静力荷载工况分类：如此可得到工况3-工况,6.2,自重荷载,荷载,自重,荷载工况名称,自重；荷载组名称,自重；自重系数：,X(0),Y(0),Z(-1),添加,操作步骤,6.2 自重荷载 荷载自重操作步骤,6.3,节点荷载,NOTE,本实例考虑为吊扣合一体系，只需要建立扣塔模型。首先在模拟吊,装过程中，计算其最不利状态下吊塔的水平力和竖向力；其次，模型中,用节点荷载模拟水平力和竖向力。,6.3 节点荷载NOTE 本实例考虑为吊扣合一体,6.3,节点荷载,操作步骤,点击荷载,节点荷载,定义荷载组及荷载工况名称,填写各方向数据，添加,相同的方法定义其他荷载,根据实际模拟填写相关数据,6.3 节点荷载操作步骤 点击荷载节点荷载根据实际模拟,6.4,预应力荷载,操作步骤,点击荷载,预应力荷载,定义荷载组及荷载工况名称,添加,6.4 预应力荷载操作步骤 点击荷载预应力荷载,注意,：,赋截面和材料时候，采用,Midas,特有的拖放功能。其中,钢管混凝土,单元采用,双单元模拟,，即两次选中相应单元分别拖放混凝土和钢管材料。,根据施工情况及扣索索力本实例计划分,10,个工况，分别为安装,1#,段，安装,2,号段,安装,9,号段,最大悬臂状态,+,风荷载。其中索力通过在扣点位置加节点力实现。同时在每个施工阶段中都计入吊塔传下来的偏载。偏载反力取施工单位计算的工况一（靠边吊运最重节段）所提供的支点反力。,具体操作时应分清该静力荷载工况中具体有哪些荷载，选择相应的节点荷载、梁单元荷载及预应力荷载等添加模拟。,注意：,1,、屈曲计算,二、屈曲分析及结果查看,采用模态分析则用于求结构的线性屈曲临界值。模态分析得到的第一阶模态通常可以看作是结构发生屈曲失稳时结构的形态。,本例题采用,5,个模态数量分析，可查看其相应的失稳形态，并在实际应用时对其加强处理。,1、屈曲计算二、屈曲分析及结果查看 采用模态分析则用于,操作步骤,分析,屈曲分析控制,模态数量（,5,）,屈曲分析荷载组合,荷载工况（选择最不利情况）,添加,选择最不利的情况组合,操作步骤 分析屈曲分析控制选择最不利的情况组合,NOTE,:,屈曲分析控制中，其荷载组合是选择,最不利工况,进行分析。本例选择吊塔支架反力,1,、安装第,9#,段拱肋、风荷载三种工况分析。,NOTE:,2,、分析及结果查看,操作步骤,分析,运行分析,结果,应力（内力）,梁单元,同理可以查看相应荷载工况下的变形、反力、内力等。其结果是否满足要求应根据钢结构设计规范,GB50017-2003,。,2、分析及结果查看操作步骤 分析运行分析,应力结果查看,可选择其他工况查看,选择要查看的组合状况,应力结果查看可选择其他工况查看选择要查看的组合状况,模态结果查看,结果,屈曲模态,可选择其他,Model,点击选择所要查看的方向,模态结果查看结果屈曲模态可选择其他Model点击选择所要查,可选择其他,Model,点击选择所要查看的方向,可选择其他Model点击选择所要查看的方向,3,、本实例相关分析,3.1,各工况分析,现以第,10,工况为例,最大,悬臂,阶段（有偏载）,+,风荷载,主管钢管全部受压，最小应力为,-130.7 MPa,主管钢管应力图（,Q345,）,3、本实例相关分析3.1 各工况分析现以第10工况为例最大,主管内砼只受压，最小应力为,-21.9 Mpa,主管混凝土应力图,主管腹杆最大应力为,96.2MPa,最小应力为,-102.5 MPa,主管腹杆应力图（,Q345,）,主管内砼只受压，最小应力为-21.9 Mpa主管混凝土应力图,主管横撑最大应力为,119.5 MPa,，最小应力为,-83.6 Mpa,主管横撑应力图（,Q345,）,主管横联上下弦杆最大应力为,139.3 MPa,，最小应力为,-131.9 MPa,主管横联上下弦杆应力图（,Q345,）,主管横撑最大应力为119.5 MPa，最小应力为-83.6,主管横联腹杆最大应力,164.7 MPa,为，最小应力为,-277.7 MPa,主管横联腹杆应力图（,Q235,）,主管横联斜撑最大应力为,54.5MPa,，最小应力为,-104.3MPa,主管横联斜撑应力图,主管横联腹杆最大应力164.7 MPa为，最小应力为-277,主管横联平联最大应力为,165.3MPa,，最小应力为,-163.9MPa,主管横联平联应力图（,Q235,）,主管横联平联最大应力为165.3MPa，最小应力为-163.,3,、本实例相关分析,3.2,整体稳定性分析,在吊装到最大悬臂情况下，考虑自重、塔顶吊装偏载及风荷载的共同作用下求得线性屈曲的最小系数为,8.54,。模态,1,为主管根部侧向失稳，临界荷载系数,8.5,；模态,2,为主管中部侧向失稳，临界荷载系数,9.7,；模态,3,为横联及斜撑纵向失稳，临界荷载系数,9.8,；模态,4,是主管上部侧向失稳临界荷载系数,10.4,。,整体稳定性满足要求,(,模态图如下,),3、本实例相关分析3.2 整体稳定性分析 在吊装到,Model 1,Model 2,Model 1Model 2,Model 3,Model 4,Model 3Model 4,结论,在模型中，由于很难模拟扣点钢锚箱的实际情况，而在扣点附近的主管与主管腹杆（包括预应力）节点处因有钢锚箱的作用其刚度会很大，所以弯矩作用可能在此,局部应力,会产生,较大偏差,。但