后张法预应力溷凝土简支梁铰接空心板单片梁.docx

计算项目：后张法预应力混凝土简支梁（铰接空心板）单片梁分析

一、资料

目的：DrBridge和Midas的对比计算，熟悉Midas的桥梁计算过程。
结构：跨度20m，正交，计算跨度19.30m。横桥向7.7m，两车道，汽-20，无人行。
横向分布系数已经算出，取单片梁分析。本文只考虑中板。
要求：自重+预应力+二恒+活载，正截面使用应力与强度检算。
说明：只对中板进行单片梁分析，并与桥博结果对比。横向分布系数由桥博算出。关于在桥博中的建模和计算，不详细介绍，只列结果。
不考虑收缩徐变及其引起的损失。关于收缩徐变和预应力损失的问题以后会专门讨论。本次只是为了熟悉midas的基本计算。

二、Midas建模计算

1、建立截面
首先在AutoCad中画出截面图形和结构图，钢束图。

要特别注意图形的单位！
把截面复制到新文件，输出为DXF，然后导入截面计算器SPC，SPC默认的单位是毫米，如果没改变这个设置的话，在AutoCad也要按照这个比例绘图。
在midas中打开截面计算器，file->import。然后GenerateSection最后ExportSection为mct文件。
注意：截面定义不能用pline或块！内部的孔不能用单根封闭线，圆则要用两个圆弧代替。

*VERSION

*UNIT
;FORCE,LENGTH
KGF,MM

*SECTION;Section
1,VALUE,Section-P1,CC,SB,ROLL,900.000000,990.000000,0,0,0,0
449200.000000,0,0,3306225235.535010,43368375710.500000,53729909999.890625
495.000000,495.000000,465.046008,434.953992,0,0,0,0,495.000000,434.953992

*ENDDATA
这个就是SPC生成的mct文件，截面id为1，名字为Section-P1。注意不要使用文件菜单下的导入MCT，而是使用MCT命令窗口。还有如果你已经有了一个id为1的截面，为了不被覆盖，修改你现有的截面id或者在上面的mct文件里改1为其他数值。

2、建立单元！匹配截面。
如上图，建立新层，在新层中把1-23点用LINE连起来。在midas里把单位改为CM，因为Autocad图里的比例就是厘米。
文件-》导入。选择正确的层，设置好截面，材料。
注意：如果你对midas中的节点坐标有要求，那么最好在Autocad中就通过移动把单元移动到坐标原点在导入。

3、钢束
单元和钢束应该放在不同层中，以方便导入。
如上图，钢束已经画好，单位同样是厘米。注意的是钢束与单元的相对位置一定要正确！
比如如果单元是上图中的顶部连线，在midas里截面就要设置为中-上部对齐。由于涉及的钢束有可能很多，所以无论怎么移动，习惯上都保持其相对位置，比如上图中，导入钢束前，先把单元与钢束整体移动到坐标原点，基点就是节点1，这样钢束的坐标就是相对于单元的数值了。这些习惯在本例中可能感觉不到优点，因为钢束比较少，但更复杂的连续箱梁等钢束非常的多，就很重要了。
钢束要用PLINE线画，不画圆弧段，只画导线点。
导入midas的方式稍微麻烦一些：
选择钢束PLINE线，list

于端点X=2.660Y=-9.318Z=0.000
于端点X=323.575Y=-77.143Z=0.000
于端点X=1672.425Y=-77.143Z=0.000
于端点X=1993.340Y=-9.318Z=0.000

在EXCEL里分列，得到各坐标，在复制到midas里。
不要忘了输入半径。

4、活载定义
恒载：就是自重和铺装了
预应力：加入钢束后定义荷载，关于损失的问题，后面说。
汽车：
一个车道，车辆、车辆类、活载工况。横向系数：Q-20=0.341
荷载组合：
恒载=自重+预应力+二恒
使用=恒载+Q-20
极限=1.2*恒载+1.4*Q-20
三、结果比较
1、恒载内力

（上）桥博的自重与二恒弯矩
（下）桥博的恒载弯矩（有预应力）

Midas自重与二恒弯矩

Midas的恒载弯矩（有预应力）

很明显，恒载弯矩的误差是由预应力损失的计算方法不同造成的。

2、使用阶段两种荷载组合的内力、应力

以上是荷载组合I最大最小弯矩

荷载组合I上下缘最大最小应力

让人郁闷的是MIDAS里导入的截面不能在梁单元应力图里显示上下缘应力，表格里也是如此，显示的是中性轴出的内力，而这根本没用。不过在“梁细部分析”，还是能得到具体某个截面的数据。或者手工简化为箱形截面，保持截面面积和惯性矩相同，也是一个办法。

数据显示在跨中，就是midas计算