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midas fea 预应力梁-施工阶段分析


Step

00
概要
? 三维施工阶段分析

预应力梁

? 模型
- 单位 : tonf, m - 各向同性弹性材料 - 收缩和徐变 - 钢筋单元 - 实体单元

? 荷载和边界条件
- 自重 - 钢筋预应力 - 约束 - 施工阶段

? 输出结果 - 变形
- 钢筋应力

预应力梁

Step

01
1 2 3 4 5

分析 >

分析控制 – 控制 表单
5

操作步骤
分析类型 : [3D]

1
点击[

6

]键

单位 : [tonf , m] 点击[确认] 键 几何 > 工作平面 > 移动 – [参考平面] 表单

2

6 7

选择[XZ平面] 点击[确认] 键

4

7

3

? 分析控制对话框在程序开始时自动弹出.

4

预应力梁 预应力梁

| 167

Step

02
1 2 3

几何 >曲线 > 在工作平面上创建 > 操作步骤
3

B样条曲线…
2

点击 法向视图 关闭 [栅格开关] 几何 > 曲线 > 在工作平面上创建 > [B样条曲线] 5 9 4 6 8 10

4 5 6 7 8 9 10 11

位置 : “(0, 1.5)”

?
1

转换方法为 [坐标 x, y] 位置 : “(12, 0.2), (24, 1.8)” 在工作目录树上点击[鼠标右键] 位置 : “(24, 1.8)” 转换方法为 [坐标 x, y] 位置 : “(30, 2.6), (36, 1.8)” 在工作目录树上点击鼠标右键

? ( ) : “坐标 x, y” , < > : “相对 x, y”

预应力梁

Step

03
1 2 3 4 5 6 7 8 8

几何 >曲线 > 在工作平面上创建 > 操作步骤

B样条曲线…

位置 : “(24,2)” 转换方法 [坐标 x, 转换方 , y] 位置 : “(30, 2.8), (36, 2)” 在工作目录树上点击[鼠标右键] 位置 : “(36, 2)” 转换方法 [坐标 x, y] 位置 : “(48, 0.2), (60, 1.5)” 在工作目录树上点击[鼠标右键] 点击[取消] 键

1

3

5

7

2

6

?

8

? [Esc]是命令[取消]的快捷键.

168

| 预应力梁

预应力梁

Step

04
1 2 3 4

几何 > 曲线 > 操作步骤

合并…
1 3

选择[L1] & [L2] (参见右图) 点击[适用] 键

?

选择[L3] & [L4] (参见右图) 点击[确认] 键 4 2

L3 L2 L1 L4

? Enter]是[适用]的快捷键.

预应力梁

Step

05
1 2 3 4 5 6 7

几何 > 标准几何体 > 操作步骤

箱形…
2 3 4 5 6 1

点击 [等轴测图] 几何 何 > 标准 标准几何体 何体 > [箱形] 角点坐标 : “(0, -1, 0)” 长度 (Lx) : “60” 宽度 (Ly) y : “2” 高度 (Lz) : “3” 点击[确认] 键 7

预应力梁 预应力梁

| 169

Step

06
1 2 3 4 5 6

几何 > 实体 > 操作步骤

分割实体…
1 2

选择[箱形实体] 勾选 [ [三点平面] 点平面] 点 1 : “(36, 0, 0)” 点 2 : “(36, 0, 1)” 点 3 : “(36, 1, 1)” 点击[确认] 键

3 4 5

6

预应力梁

Step

07
1 2 3 4 5 6

网格 > 映射网格 > 操作步骤

实体…
1

选择 [2个实体] 网格尺寸 网格 寸 : 单元 单元尺寸 寸 “1” 特性 : “1” 网格组 : “Beam” 勾选 [独立注册各实体] 点击[确认] 键

2

3

4

5

6

170

| 预应力梁

预应力梁

Step

08
1 2

前处理工作目录树 : 网格 > 操作步骤

网格组

选择[Beam] & [Beam 2] 点击鼠标右键并选择

[显示模式 > 特征边线]

1

2

预应力梁

Step

09
1 2 3 4 5 6

分析 > 时间依存材料 > 操作步骤

徐变/收缩…
2 1

名称 : “Creep/Shrinkage” 规范 : [CEB [CEB-FIP] FIP] 28天材龄抗压强度:“4000” 相对湿度 (40~99) : “70” % 件 : “1.2” m 构件的理论厚度 水泥类型 : [普通水泥或早强水泥 tonf/m2

3 4 5

(N, R)]
7 8

开始收缩时混凝土的材龄 : “3” 天 点击[确认] 键 6

7

8

预应力梁 预应力梁

| 171

Step

10
1 2 3 4 5 6 7

分析 > 时间依存材料 > 操作步骤

抗压强度…

名称 : “Comp. Strength” 类型 : [规范] 规范 : [CEB-FIP] 混凝土28天抗压强度 : “4000” tonf/m2 水泥类型 ( (s) ) – “N, , R : 0.25” 点击[重画] 键 点击[确认] 键

1

2

3

4

5

6 7

预应力梁

Step

11
1 2 3 4 5 6 7 8 9

分析 >

材料…
2 3 5 6 7 14 15 16 4 13 8 17 12

操作步骤
点击[建立] 键 选择[各向同性] 表单 号 : “1” “ ” , 名称 : “Conc_C400” “ ” 模型类型 : [弹性] 弹性模量 : “2.793e6” tonf/m2 泊松比 : “0.167” 热膨胀系数 : “1e-5” 容重 : “2.5” tonf/m3 徐变/收缩 :

[Creep/Shrinkage]
10

抗压强度 :

[Comp. Strength]
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

点击[适用] 键 号 : “2” 2 , 名称 : “Tendon” Tendon 模型类型 : [弹性] 弹性模量 : “2.0e7” tonf/m2 泊松比 : “0” 热膨胀系数 : “0” “ ” 容重 : “7.85” tonf/m3 8 9 18

徐变/收缩和抗压强度 : [无] 点击[确认] 键 点击[关闭] 键 19 11

172

| 预应力梁

预应力梁

Step

12
1 2 3 4

分析 >

特性…
2 3 1

操作步骤
建立 [3D] 号 : “1” , 名称 称 : “Beam” 在材料中选择[1: Conc_C400] 点击[确认] 键

4

预应力梁

Step

13
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

建立钢筋
操作步骤
4 5 6 7 1 2 9 10 8

选择[杆截面] 表单 号 : “2” , 名称 称 : “Section” 点击[适用] 键 选择[杆] 表单 号 : “3” , 名称 : “Tendon” 在材料中选择[2: Tendon] 横截面面积 : “4.2997e-3” m2 勾选 [预应力钢筋] 与管道壁的摩擦系数: “0.3” 管道每米局部偏差影响系数: “0.006” 钢筋回缩 : “0.006” m 点击[确认] 键 点击[关闭] 键 3

11

12

预应力梁 预应力梁

| 173

Step

14
1 2 3 4 5 6 7 8

网格 > 自动划分网格 > 操作步骤

自动网格线…
1

选择[2个线] 播种方法 : 单 播种 单元长度 长度 “3” 特性 : “2: Section” 勾选 [钢筋] 类型 : [实体中钢筋] 特性 : “3: Tendon” 网格组 : “Tendon” 点击[确认] 键

2

3

4 5 6 7

8

预应力梁

Step

15
1 2

前处理工作目录树 : 网格 > 操作步骤

网格组

选择[Beam] & [Beam 2] 点击鼠标右键并选择 点击鼠标 键并 择

[显示模式 > 渲染]

1

2

174

| 预应力梁

预应力梁

Step

16
1 2 3 4

分析 > 边界条件 > 操作步骤

约束 …
1

边界组 : [BC 1] 选择标有[ O ]的 ]的4个节点 个节点 (参见右图) 勾选 [T3] 点击[适用] 键

2

3

4

预应力梁

Step

17
1 2 3 4

分析 > 边界条件 > 操作步骤

约束…
1

边界组 : [BC 1]
选择标有 择标有[ O ]的 ]的1个节点 个节点

(参见右图) 勾选 [T2] & [T3] 点击[适用] 键

2

3

4

预应力梁 预应力梁

| 175

Step

18
1 2 3 4

分析 > 边界条件 > 操作步骤

约束…
1

边界组 : [BC 1]
选择标有 择标有[ O ]的 ]的1个节点 个节点

(参见右图) 点击[铰支] 键 点击[适用] 键

2

3

4

预应力梁

Step

19
1 2 3 4

分析 > 边界条件 > 操作步骤

约束…
1

边界组 : [BC 2]
选择标有 择标有[ O ]的 ]的2个节点 个节点

(参见右图) 勾选 [T3] 点击[适用] 键

2

3

4

176

| 预应力梁

预应力梁

Step

20
1 2 3 4

分析 > 边界条件 > 操作步骤

约束…
1

边界组 : [BC 2]
选择标有 择标有[ O ]的 ]的1个节点 个节点

(参见右图) 勾选 [T2] & [T3] 点击[确认] 键

2

3

4

预应力梁

Step

21
1 2 3

分析 > 荷载 > 操作步骤

自重…
1

荷载组 : [Self Weight] 自重因子 : [ [Z] ] “-1” 点击[确认] 键

2 3

预应力梁 预应力梁

| 177

Step

22
1 2 3 4 5

分析 > 荷载 > 操作步骤

钢筋预应力…
1 2

荷载组 : [Tendon 1] 在前处理工作目录树上选择 在前 作 录树 择网格 网格组

[钢筋> Tendon(1)] (参见右图)
勾选 [后张(张拉力)] 开始端和结束端 : “405.8” tonf/m 点击[适用] 键

3 4

5

预应力梁

Step

23
1 2

分析 > 荷载 > 操作步骤

钢筋预应力…
1 2

荷载组 : [Tendon 2] 在前处理工作目录树中选择网格组 在前 作 录树中 择网格

[Reinforcement > Tendon(2)]
(参见右图)
3 4 5

勾选 [后张(张拉力)] 开始端和结束端 : “405.8” tonf/m 点击[确认] 键

3 4

5

178

| 预应力梁

预应力梁

Step

24
1 2 3 4 5 6 7 8

分析 > 施工阶段 > 操作步骤

定义施工阶段…
1 2 4 5

点击[新建] 键 阶段名称 阶段 称:[ [CS 1] ] 持续时间 : “20” 天 勾选 [附加步骤] 点击[附加步骤] 键 点击[确认] 键 单元龄期 : “5” 天 拖放 [Beam” & “Tendon(1)] 到 [激活数据] 窗口

8 10 11

7 9

9 10

荷载步骤 : [开始步骤] 拖放 [BC 1] 到 [激活数据] 窗口 拖放 [Self Weight] 12 13 6

11 12 13

& [Tendon 1] 到 [激活数据] 勾选 [激活] 点击[保存] 键

预应力梁

Step

25
1 2 3 4 5 6 7 8

分析 > 施工阶段 > 操作步骤

定义施工阶段…
1 2 3 4 5

点击[新建] 键 阶段名称 阶段 称:[ [CS 2] ] 持续时间 : “20” 天 勾选 [附加步骤] 点击[附加步骤] 键 点击[确认] 键 单元龄期 : “5” 天 拖放 [Beam2” & “Tendon(2)] 到 [激活数据] 窗口

8

10

11 7 9

9 10

荷载步骤 : [开始步骤] 拖放 [BC 2] 到 [激活数据] 窗口 拖放 [Self Weight] 12 6

11 12 13

& [Tendon 2] 到 [激活数据] 勾选 [激活] 点击[保存] 键

预应力梁 预应力梁

| 179

Step

26
1 2 3 4 5 6 7 8

分析 > 施工阶段 > 操作步骤

定义施工阶段…
1 2 3 4 5

点击[新建] 键 阶段名称 阶 称:[ [CS 3] ] 持续时间 : “10000” 天 勾选 [附加步骤] 点击[附加步骤...] 键 点击[确认] 键 点击[保存] 键 点击[关闭] 键

7

8 6

预应力梁

Step

27
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

分析 >

分析工况…
1

操作步骤
点击[添加] 键 称:[ [CS] ] 名称 分析类型 : [施工阶段] 点击分析控制[ 2 3 4

8

]键

勾选 [徐变] & [收缩] 勾选 [考虑抗压强度随时间的变化] 点击[确认] 键 点击[关闭] 键 分析 > [求解...] 点击[确认] 键

5 6 7

7

180

| 预应力梁

预应力梁

Step

28
1 2 3

后处理工作目录树 : CS (Structural Nonlinear) > Stage 1, STEP 1 > 操作步骤

位移...
4 3 2

双击[TDtXYZ(V)] 点击[动态] 键 在网格形状中选择[未变形] (参见右图)

4 5

点击[后处理样式] 工具栏 在云图类型中选择[渐变] 1

5

预应力梁

Step

29
1 2

点击 后处理数据 工具栏 操作步骤
1

点击[结果组幻灯] 键 点击[ [▲] ] 或[ [▼] ] 键转换阶 键转换阶段

2

Stage 1-2

Stage 3-2

Stage 2-2

预应力梁 预应力梁

| 181

Step

30
1 2 3 4

后处理工作目录树 : CS (Structural Nonlinear) > Stage 1, STEP 1 > 操作步骤

1D 钢筋应力/应变…

双击[REINFORCEMENT

BAR, LOW,SXX]
特性窗口 : [等值线] 没有结果的单元或节点 : [特征边线] 点击[适用] 键

1

2

3 4

预应力梁

Step

31
1

点击 结果组幻灯 键 操作步骤

点击[▲] 或[▼] 键转换阶段

1

Stage 1-2

Stage 3(2)

Stage 2-2

182

| 预应力梁

预应力梁


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