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1、会计学1梁格及梁格及PSC设计设计(shj)第一页，共28页。目录目录(ml)一、剪力一、剪力-柔性柔性(ru xn)梁格理论梁格理论1.纵梁抗弯刚度32.横梁抗弯刚度 43.纵梁、横梁抗弯刚度 44.虚拟边构件(gujin)及横向构件(gujin)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设计设计第
2、1页/共29页第二页，共28页。1.纵梁抗弯刚度纵梁抗弯刚度(n d)【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-柔性柔性(ru xn)梁格理论梁格理论 a.各纵梁中性轴与上部结构各纵梁中性轴与上部结构(jigu)中性轴基本重合中性轴基本重合b.强制移轴，使各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合，等效纵梁抗弯刚度强制移轴，使各纵梁中性轴与上部结构中性轴基本重合，等效纵梁抗弯刚度第2页/共29页第三页，共28页。2.横向横向(hn xin)梁格抗弯刚度梁格抗弯刚度3.纵梁纵梁(zn lin)、横梁抗扭刚度、横梁抗扭刚度第3页/共29页第四页，共28页。4.虚拟
3、边构件虚拟边构件(gujin)及横向构件及横向构件(gujin)刚度刚度此处d为顶板(dngbn)厚度。此处d为顶板(dngbn)厚度。第4页/共29页第五页，共28页。二、单梁、梁格模型多支座反力与实体模型结果二、单梁、梁格模型多支座反力与实体模型结果(ji gu)比较比较 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(j sun)的多支座反力结果失真，而梁格模型结果较合理。多支座(zh zu)单梁模型1.前言前言(qin yn)采用梁格建模助手采用梁格建模助手(zhshu)生成梁格模型生成梁格模型 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
4、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和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。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
5、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(jimin)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+30+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第6页/共29页第七页，共28页。2.1定义定义(dngy)材
6、料材料 模型模型 材料和截面材料和截面(jimin)特性特性材料材料为了与FEA实体模型的自重结果作比较(bjio)，将端横梁容重设为0.定义Strand1860钢材定义C50混凝土第7页/共29页第八页，共28页。定义(dngy)Strand1860钢材2.2定义定义(dngy)截面截面 模型模型 材料材料(cilio)和截面特性和截面特性截面截面设计截面设计截面第8页/共29页第九页，共28页。2.3定义定义(dngy)钢束特性值钢束特性值 荷载荷载(hzi)预应力荷载预应力荷载(hzi)钢束特性值钢束特性值第9页/共29页第十页，共28页。模型模型 结构结构(jigu)建模助手建模助手
7、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梁格法建模助手建模过程及功能(gngnng)亮点亮点 打开建模助手(zhshu)数据文件“悬臂2.1m3x30单箱3室箱梁梁格.wzd”。第10页/共29页第十一页，共28页。布置(bzh)模型模型(mxng)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正交梁格斜交斜交(xi jio)(xi jio)梁格梁格梁格划分形式梁格划分形式梁格划分形式梁格划分形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支座方向指定支座方向指定附注：附注：为了方便布置钢束
8、，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。第11页/共29页第十二页，共28页。模型模型 结构结构(jigu)建模助手建模助手 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斜交(xi jio)(xi jio)梁格梁格附注：附注：此数据此数据(shj)此时为随意输入，在生成后的梁格模型中按实此时为随意输入，在生成后的梁格模型中按实际修改。际修改。第12页/共29页第十三页，共28页。模型模型 结构建模助手结构建模助手(zhshu)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(zhshu)跨度跨度斜交斜交(xi jio)
9、(xi jio)梁格梁格第13页/共29页第十四页，共28页。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单箱多室箱梁梁格法(f)建模助手建模助手跨度跨度斜交斜交(xi jio)(xi jio)梁格梁格附注附注(fzh)：此数据此时为随意输入，在此数据此时为随意输入，在生成后的梁格模型中按实际生成后的梁格模型中按实际修改。修改。第14页/共29页第十五页，共28页。布置(bzh)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单箱多室箱梁梁格法(f)建模助手建模助手截面截面快速自动调整快速自动调整(tiozhng)(tiozhng)生生成各截面特性值成各截面特性值此处的分割距离
10、可以自定义输入调整。第15页/共29页第十六页，共28页。模型模型 结构结构(jigu)建模助手建模助手 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第16页/共29页第十七页，共28页。布置(bzh)模型模型 结构建模助手结构建模助手(zhshu)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(zhshu)荷载荷载自动生成成桥支座(zh zu)沉降荷载工况。输入距离输入距离输入距离输入距离DiDiDiDi，快速定义梁格多车道位置，快速定义梁格多车道位置，快速定义梁格多车道位置，快速定义梁格多车道位置第17页/共29页第十八页，共28页。布置(bzh)模型模型(mxn
11、g)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(shn chn)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。第18页/共29页第十九页，共28页。布置(bzh)模型模型 结构结构(jigu)建模助手建模助手 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(jimin)的钢筋信息，分割截面(jimin)自动生成钢筋信息。第19页/共29页第二十页，共28页。布置(bzh)模型模型 结构结构(jigu)建模
12、助手建模助手 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(xnx)，分割截面自动生成钢筋信息(xnx)。建模助手生成的梁格模型第20页/共29页第二十一页，共28页。模型模型 节点节点(ji din)复制和移动复制和移动4 修改修改(xigi)梁格结构梁格结构 建模助手的边界生成功能亮点(lin din)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
13、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。第21页/共29页第二十二页，共28页。4.3增加虚拟增加虚拟(xn)边构件和横向构件边构件和横向构件 为了方便布置在翼缘位置的荷载(hzi)，增加虚拟边构件和横向构件。红色构件为增加(zngji)的虚拟边构件、边横构件虚拟边构件、边横构件截面此
14、处d=0.25m为顶板厚度。此处d=0.25m为顶板厚度。第22页/共29页第二十三页，共28页。5、在自重、偏载、在自重、偏载(pin zi)作用下与作用下与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。根据结果可得出自重情况下支反力基本相等，偏载情况下支反力相差(xin ch)在1.5%左右。结果比较合理。FEAFEA实体模型偏载实体模型偏载(pin zi)(pin zi)支反力支反力FBZ(V)FBZ(V)FEAFEA实体模型自重支反力实体模型自重支反力FBZ(V)FBZ(V)midas
15、Civilmidas Civil梁格模型自重支反力梁格模型自重支反力FZFZ、偏载支反力、偏载支反力FZFZ第23页/共29页第二十四页，共28页。四、结合四、结合(jih)规范进行规范进行PSC设计设计 结果结果(ji gu)荷载组合荷载组合荷载荷载(hzi)组合组合1、midas Civil自动生成荷载自动生成荷载(hzi)组合完全与规范规定相吻合（例如：按照组合完全与规范规定相吻合（例如：按照04规范做公路混凝土桥梁设规范做公路混凝土桥梁设计，那么自动生成的荷载计，那么自动生成的荷载(hzi)组合就是按照组合就是按照04通规生成的）。通规生成的）。2、如果要结合规范，做混凝土设计的话，程
16、序只调取混凝土设计中的荷载、如果要结合规范，做混凝土设计的话，程序只调取混凝土设计中的荷载(hzi)组合列表中荷载组合列表中荷载(hzi)组合，然后结合规范进行设计。组合，然后结合规范进行设计。承载能力承载能力荷载组合用来进行结构的承载力验结构的承载力验算算（正截面抗弯、斜截面抗剪等）。使用性能使用性能荷载组合勾选E(表示弹性验算荷载组合）用来进行结构的正截面压应力、斜截面主压应结构的正截面压应力、斜截面主压应力验算、受拉区钢筋的拉应力验算。力验算、受拉区钢筋的拉应力验算。使用性能使用性能荷载组合不不勾选E用来进行结构结构的截面抗裂验算的截面抗裂验算（对于A类预应力混凝土构件进行正截面抗裂验算
17、时，要考虑在荷载长期效应组合下的验算，但此时规定的荷载长期效应系指结构恒载和直接施加于桥上的活荷载产生的效应组合，不考虑间接施加于桥上其他作用效应。此时程序在验算时，会自动屏蔽掉间接荷载效应）。第24页/共29页第二十五页，共28页。四、结合规范四、结合规范(gufn)进行进行PSC设计设计 PSC设计(shj)操作流程：PSC设计(shj)参数 PSC设计(shj)材料 PSC设计(shj)截面位置 PSC设计(shj)截面位置 PSC设计(shj)计算书输出内容。设计设计(shj)PSC设计设计(shj)PSC设计设计(shj)参数参数 设计设计 PSC设计设计PSC设计材料设计材料第25页/共29页第二十六页，共28页。设计设计(shj)PSC设计设计(shj)PSC设计设计(shj)截面位置截面位置 设计设计 PSC设计设计PSC设计计算设计计算(j sun)书输出书输出内容内容第26页/共29页第二十七页，共28页。设计设计(shj)PSC设计设计(shj)运行运行PSC设计设计(shj)梁的设计梁的设计(shj)通过树形菜单中的表格，点击使用(shyng)阶段正截面抗裂验算，弹出相应表格。第27页/共29页第二十八页，共28页。