midas支座的模擬方法Word版

1、傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！MIDAS中支座的模擬彈性連接剛性與剛性連接的區(qū)別1、概念解釋：1）彈性連接是一種具有6個自由度，類似于梁單元的彈簧單元，彈性連接由兩個節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，兩節(jié)點(diǎn)的相對變形由彈性連接的剛度決定，其剛性連接的剛度為模型中最大剛度的100000倍，此時如果模型中人為定義了剛度很大的剛臂單元，則可能會因為彈性連接的剛度過大，導(dǎo)致計算奇異。2）剛性連接是一種純粹的邊界條件，是節(jié)點(diǎn)自由度耦合的一種方式，一個剛性連接是由一個主節(jié)點(diǎn)，一個或多個從節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，從節(jié)點(diǎn)的約束內(nèi)容與主節(jié)點(diǎn)相同，主從節(jié)點(diǎn)的相對位移由剛性連接的約束內(nèi)容決定，如果約束內(nèi)容只有平動自由度，則主從節(jié)

2、點(diǎn)間無相對位移，如果約束內(nèi)容既有平動自由度也有轉(zhuǎn)動自由度，則主從節(jié)點(diǎn)因發(fā)生相同的轉(zhuǎn)動位移而導(dǎo)致主從節(jié)點(diǎn)有相對的平動位移。2、彈性連接定義多支座反力：注：如圖所示，可以把端橫梁定義成彈性連接的剛性，這樣端部剛度越大，分配下部的支反力越均勻，如左邊顯示，三個支座反力均相等；而右邊的單梁多支座的定義，計算結(jié)果就偏離實(shí)際情況，求出的中間支反力最大，這樣的結(jié)果是錯誤，建議選用剛性連接的方法來定義單梁多支座。傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！3、剛性連接定義多支座反力：注：定義多支座反力，盡量選用剛性連接來做。還有一個問題，用彈性連接的剛性容易出錯，因為彈性連接的剛性取的是整個模型中最

3、大剛度的10的5次方倍，如模型中有較大截面時，如承臺截面時，在主梁與主塔之間連接，容易造成計算結(jié)果奇異；4、建議：1）對于普通模型，用兩種方法模擬剛臂均可，對于模型中有大截面或者有大剛度單元時，建議采用剛性連接來處理，防止計算奇異。2）彈性連接剛性，形象說就是一根“桿”，兩者是由一根有形的桿相連接；剛性連接就是兩個節(jié)點(diǎn)之間有“磁鐵”左右，兩者之間無剛度約束，而是自由度耦合的方式。3）彈性連接在施工過程中可以任意激活鈍化，剛性連接在施工過程中只能激活，不能鈍化。4）在利用midas做分析的時候，如果模擬滿堂支架，建議剛度在10的6次方KN/m，如果定義支座軸向剛度，大概在106107次KN/m左

4、右。對于空間結(jié)構(gòu)而言，墩柱與梁體連接條件，支座剛度的模擬至關(guān)重要。在我們做的“多支座節(jié)點(diǎn)模擬”技術(shù)資料里，重點(diǎn)說明了多支座模擬的過程。傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！首先“在支座下端建立節(jié)點(diǎn)，并將所有的支座節(jié)點(diǎn)按固結(jié)約束”，這是一種模擬實(shí)際情況的建模方法。意思是：在墩頂處結(jié)構(gòu)是全約束的，在各個方向都不可能有位移和轉(zhuǎn)角。然后“復(fù)制支座節(jié)點(diǎn)到梁底標(biāo)高位置生成支座頂部節(jié)點(diǎn)，并將支座節(jié)點(diǎn)與復(fù)制生成的頂部節(jié)點(diǎn)用“彈性連接”中的“一般類型”進(jìn)行連接，并按實(shí)際支座剛度定義一般彈性連接的剛度”，這句話的意思是相當(dāng)于建立一個支座單元，它的三個方向的剛度值則是由實(shí)際工程中支座的類型和尺寸來提

5、供。然后再建立支座頂部節(jié)點(diǎn)與主梁節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系。此時將利用Civil提供的“剛性連接”，以主梁節(jié)點(diǎn)作為主節(jié)點(diǎn)，支座頂部單元作為從節(jié)點(diǎn)，將其連接起來。這樣做的意思是：將主梁節(jié)點(diǎn)與支座頂部節(jié)點(diǎn)形成一個受力的整體，目的也是為了真實(shí)模擬其受力情況。在MIDAS中，在使用“彈性連接”中的一般類型時，會要求輸入您說到的SDX，SDY，SDZ這三個值，它們分別是指：SDx：單元局部坐標(biāo)系x軸方向的剛度。SDy：單元局部坐標(biāo)系y軸方向的剛度。SDz：單元局部坐標(biāo)系z軸方向的剛度。另外，在彎橋中需要定義支座節(jié)點(diǎn)的局部坐標(biāo)系和BETA角。這三個值是由由實(shí)際橋梁工程使用的橡膠支座類型決定的，也就是說與支座的剛度系數(shù)

6、指標(biāo)有關(guān)。在橋梁工程中，一般使用較多的是板式支座和盆式支座。其中大橋盆式支座使用相對較多，在輸入這種類型支座的剛度值時，一般要么很大，要么取0；中小橋多用板式支座，在輸入剛度值時可以根據(jù)支座橡膠層厚度來計算即可。具體的計算式如下：傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！板式橡膠支座的剛度計算式： 單元局部坐標(biāo)系X軸方向剛度：SDx=EA/L 單元局部坐標(biāo)系y ,z軸方向剛度： SDy =SDz=GA / L 單元局部坐標(biāo)系x軸方向轉(zhuǎn)動剛度：SRx=GIp/L 單元局部坐標(biāo)系y.軸方向轉(zhuǎn)動剛度：SRy=EIy/L 單元局部坐標(biāo)系y.軸方向轉(zhuǎn)動剛度：SRz=EIz/L式中：E、G為板

7、式橡膠支座抗壓、抗剪彈性模量；A為支座承壓面積；Iy , Iz為支座承壓面對局部坐標(biāo)軸y、z的抗彎慣性矩；Ip為支座抗扭慣性矩；L為支座凈高。固定盆式支座以較大的剛度約束板體的位移而放松對轉(zhuǎn)動的約束，因此模擬在墩頂設(shè)置一個橫、縱、豎二維抗壓、抗剪的大值，各方向抗彎的小值.即SDx=SDy=SDz=無窮大，而SRx=SRy=SRz=0的一個彈性連接五支座邊界條件1.幾中常用邊界條件a.橋墩底部固接在模型邊界條件一般支承中將六個自由度全部選中。b.主梁支座只約束豎向：在模型邊界條件一般支承中僅選擇Dz。傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！約束豎向和縱向：在模型邊界條件一般支承中選

8、擇Dz和Dx。約束豎向和橫向：在模型邊界條件一般支承中選擇Dz和Dy。約束豎向、縱向和橫向：在模型邊界條件一般支承中選擇Dz、Dx、Dz。c.主梁與橋墩的連接一般來說在主梁的建模點(diǎn)和主梁底也需要建立一個節(jié)點(diǎn)之間用剛性連接連接使用模型邊界條件剛性連接功能，主節(jié)點(diǎn)可選擇為主梁建模點(diǎn)。橋墩的頂點(diǎn)與主梁底的連接可用彈性連接連接，彈性連接的剛度可按廠家提供的支座產(chǎn)品說明書上的豎向和水平向剛度。只約束豎向：在模型邊界條件彈性連接中僅輸入SDx。約束豎向和縱向：在模型邊界條件彈性連接中僅輸入SDx和SDz或SDz。約束豎向和橫向：在模型邊界條件彈性連接中僅輸入SDx和SDyz或SDy。約束豎向、縱向和橫向：

9、在模型邊界條件彈性連接中輸入SDz、SDx、SDz。注意：a.可在顯示中選擇顯示彈性連接坐標(biāo)軸查看要約束方向的坐標(biāo)軸。b.當(dāng)用戶希望使用單向只受壓支座時，可在彈性連接中選擇傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！“只受壓”。一般來說不推薦用戶使用只受壓支座，當(dāng)用戶擔(dān)心產(chǎn)生負(fù)反力時，可先用既能受壓又能受拉的彈性連接先分析一次，查看彈性連解是否受拉，如有受拉的情況，通過結(jié)果移動荷載追蹤器查出發(fā)生負(fù)反力時的移動荷載布置，然后按靜力荷載加載且把彈性連接修改為只受壓后重新分析即可。c.釋放梁端部約束當(dāng)梁與其他構(gòu)件鉸接時，可使用邊界條件釋放梁端部約束功能釋放彎曲約束。注意：不能釋放一個節(jié)點(diǎn)周

10、邊所有梁單元在此節(jié)點(diǎn)上的彎曲約束，否則產(chǎn)生奇異。1.邊界定義中應(yīng)注意的問題a.在彎橋中一般沿著徑向和切向約束，此時應(yīng)事先給節(jié)點(diǎn)定義節(jié)點(diǎn)局部坐標(biāo)軸，這樣在一般支承中定義的橋墩底部固結(jié)支座和主梁支座會沿著局部坐標(biāo)軸方向約束，輸出的反力也是局部坐標(biāo)軸方向的。b.彎橋中雙支座的模擬，可在實(shí)際支座位置實(shí)際支座位置在徑向時，可通過復(fù)制主梁節(jié)點(diǎn)，復(fù)制方向選擇圓心和主梁節(jié)點(diǎn)即可。建立兩個節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)與主梁建模點(diǎn)用剛性連接連接，主節(jié)點(diǎn)選用主梁建模點(diǎn)。將這兩個節(jié)點(diǎn)向下復(fù)制，距離為支座高度+梁高梁截面以頂對齊時，復(fù)制生成的點(diǎn)與對應(yīng)的點(diǎn)用彈性連接連接，剛度參考廠家產(chǎn)品介紹。當(dāng)彈性連接的下部沒有模擬橋墩時，按固接處理；下

11、部模擬了橋墩時，則連接橋墩相應(yīng)的點(diǎn)。傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！c.一定要注意支座節(jié)點(diǎn)的位置，特別是用板單元建立斜橋時，支座位置一定要設(shè)置在板下。此時可在板的建模點(diǎn)支座位置節(jié)點(diǎn)向下復(fù)制半個板厚的距離，用剛性連接將其連接起來，然后再向下復(fù)制相當(dāng)于支座高度的距離，用彈性連接將其連接起來，將彈簧下面點(diǎn)固結(jié)，這樣才能正確地計算出是否產(chǎn)生負(fù)反力。d.當(dāng)用戶自行輸入彈性連接的剛度值不要輸?shù)倪^大，一般來說模擬近似剛性時可使用“剛性”或輸入10e510e10之間值。e.當(dāng)用戶用虛擬梁單元模擬剛臂時，虛擬梁單元的剛度也不應(yīng)過大，可輸入10e510e10之間值，但當(dāng)虛擬梁單元的材料中彈性

12、模量值也輸入的相當(dāng)大時，也會發(fā)生警告。此虛擬梁單元的彈性模量可用一般材料的值，容重可設(shè)為0。f.虛擬梁單元的剛度過小或過大分析時均會出現(xiàn)警告，將會影響自振周期結(jié)果，當(dāng)虛擬梁單元的剛度過小時，可能會影響屈曲分析的結(jié)果在外力很小的情況下會發(fā)生屈曲。g.剛性連接與彈性連接的“剛性”，兩者分析結(jié)果應(yīng)接近會有精度差異。剛性連接是通過強(qiáng)制將兩個點(diǎn)的位移設(shè)置為相同來計算的，彈性連接的“剛性”是將兩點(diǎn)間的連接彈簧的剛度設(shè)置為很大來計算的。h.非線性彈性連接特性值中的非線性特性僅適用于動力分析。靜力分析時將使用其在線性彈性支承中輸入的值計算。傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！誤區(qū)1.在支座位

13、置建立節(jié)點(diǎn)，并將所有的支座節(jié)點(diǎn)與主梁節(jié)點(diǎn)剛性連接，荷載會按照就近原則分配，導(dǎo)致離主梁越近的支座反力越大。誤區(qū)2.當(dāng)用彈性連接的一般類型模擬單支座時，如果沒有定義轉(zhuǎn)角剛度，相當(dāng)于一個具有平動剛度而沒有旋轉(zhuǎn)剛度的梁單元，這樣的約束情況當(dāng)然有可能發(fā)生奇異。3.所有的支座反力都相等的問題，當(dāng)放在彈性地基上的梁的剛度很大而地基的彈簧系數(shù)又相同時，上部荷載會均勻地傳遞到下部彈簧上，彈簧的反力是相同的。同樣的道理，當(dāng)對支座間的聯(lián)系梁剛度的模擬（目前他用的是彈性連接的一般連接，彈簧系數(shù)很大而又相同時），地基的反力會相同。在不模擬下部結(jié)構(gòu)的情況下多支座模擬的正確的方法：1.在所有支座的下端建立多個節(jié)點(diǎn)，所有的節(jié)

14、點(diǎn)按固結(jié)約束（D-ALL，R-all）；傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！2.復(fù)制支座底部節(jié)點(diǎn)到梁底標(biāo)高位置生成支座頂部節(jié)點(diǎn)，將支座底部節(jié)點(diǎn)和頂部節(jié)點(diǎn)使用彈性連接的一般類型建立連接，并按實(shí)際支座剛度定義一般彈性連接的剛度，輸入軸向和另外一個或兩個方向的彈簧系數(shù)。如果是彎橋，要通過調(diào)整彈性連接的beta角來調(diào)整彈性連接的y向和z向（即保證彈性連接的約束方向為沿主梁的切向約束和徑向約束方向）注：調(diào)整角度是為了保證支座的約束方向與該點(diǎn)主梁的徑向和切向一致，Sdx等為彈簧的剛度。3.將支座上部節(jié)點(diǎn)和主梁節(jié)點(diǎn)用剛性連接連接起來，選擇主梁節(jié)點(diǎn)為主節(jié)點(diǎn)，支座頂節(jié)點(diǎn)為從屬節(jié)點(diǎn)。傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！要注意的是，其中第三步是將梁在端部的橫向聯(lián)系視為剛性桿模擬的，當(dāng)荷載和結(jié)構(gòu)對稱時，所有反力將相等。荷載偏載時（比如活荷載偏載布置）時，支座反力會不相等。此時可查看是否有負(fù)反力。如果用戶準(zhǔn)確知道橫向聯(lián)系的剛度，可輸入實(shí)際的橫向聯(lián)系的剛度建立梁格模型，橫向聯(lián)系的剛度越小，各支座的反力之間的差別會越大。傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有