模型修正參數(shù)在Midas里實現(xiàn)

模型修正參數(shù)在Midas里實現(xiàn)第一頁，共24頁。目錄1234前言構(gòu)件修正參數(shù)整體修正參數(shù)修正示例第二頁，共24頁。前言對Midas模型的建立與計算分析處理分為以下三個模塊：前處理求解后處理材料截面節(jié)點、單元邊界條件荷載PSC設計RC設計鋼構(gòu)件設計SRC設計預應力鋼筋混凝土構(gòu)件鋼筋混凝土構(gòu)件鋼構(gòu)件鋼骨砼構(gòu)件材料強度截面驗算彈性模量、泊松比、線膨脹系數(shù)、容重截面尺寸截面特性值調(diào)整系數(shù)：截面面積、截面慣性矩、自重第三頁，共24頁。吊桿疲勞損傷S-N曲線損傷因子：監(jiān)測數(shù)據(jù)：疲勞應力時程循環(huán)統(tǒng)計：雨流計數(shù)法、普通計數(shù)法、功率譜法等線性材料的疲勞剩余強度模型：第四頁，共24頁。Midas模型修正：吊桿作為鋼構(gòu)件，其強度修正可在鋼構(gòu)件設計模塊體現(xiàn)，Midas中鋼構(gòu)件設計采用的是《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》，與《公路鋼管混凝土拱橋設計規(guī)范》中對吊桿承載能力驗算的規(guī)定不同，因此做如下處理。規(guī)范吊桿承載能力驗算公式：

吊桿疲勞損傷第五頁，共24頁。吊桿疲勞損傷第六頁，共24頁。此處對226、230、234、241、245、249號單元進行強度修正，由1670MPa折減為1383.5MPa，驗算結(jié)果如下：吊桿疲勞損傷第七頁，共24頁。吊桿均勻腐蝕及斷裂吊桿均勻腐蝕及斷裂可根據(jù)檢測結(jié)果通過折減相應大小的吊桿截面面積進行修正，在Midas模型中，通過直接改變截面尺寸實現(xiàn)。對系桿可采用與吊桿相同的方法在Midas模型中實現(xiàn)相關參數(shù)的修正。第八頁，共24頁。鋼筋混凝土構(gòu)件對于縱梁、橫梁等鋼筋或預應力鋼筋混凝土構(gòu)件，《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》中根據(jù)對鋼筋混凝土構(gòu)件的檢測結(jié)果，引入了承載能力檢算系數(shù)

和承載能力惡化系數(shù)、直接對抗力效應進行修正，并引入混凝土截面折減系數(shù)和鋼筋截面折減系數(shù)分別修正其幾何參數(shù)值。第九頁，共24頁?；炷两孛嬲蹨p系數(shù)是對混凝土的各幾何參數(shù)進行折減：參數(shù)在Midas中的實現(xiàn)如下：第十頁，共24頁。鋼筋截面折減系數(shù)主要為對鋼筋截面面積的折減：第十一頁，共24頁。承載能力惡化系數(shù)和承載能力檢算系數(shù)通過對PSC設計結(jié)果中抗力進行人工處理來實現(xiàn)。如下表為PSC設計使用階段正截面抗彎驗算結(jié)果，Mn為抵抗彎矩，可將Mn列數(shù)據(jù)乘以實現(xiàn)修正。第十二頁，共24頁。鋼管混凝土脫空鋼管混凝土脫空采用折減混凝土截面特性參數(shù)的方法進行修正，Midas中通過編輯施工階段聯(lián)合截面混凝土部分的剛度系數(shù)來實現(xiàn)模型修正。第十三頁，共24頁。鋼管均勻銹蝕鋼管銹蝕會引起鋼管截面削弱，可根據(jù)檢測結(jié)果相應折減鋼管截面特性參數(shù)。Midas中通過編輯施工階段聯(lián)合截面鋼管部分的剛度系數(shù)來實現(xiàn)模型修正。第十四頁，共24頁。鋼管均勻銹蝕對鋼管均勻銹蝕損傷，可通過根據(jù)均勻銹蝕厚度相應折減鋼管截面面積進行模型修正；根據(jù)《公路鋼管混凝土拱橋設計規(guī)范》（JTG/TD65-06—2015）3.1.6的規(guī)定，處于不同厚度范圍的鋼管采用的強度設計值不同，因此當鋼管由于均勻銹蝕厚度發(fā)生躍變時，應折減鋼管截面的同時，根據(jù)規(guī)范規(guī)定對鋼管強度設計值做相應修正。第十五頁，共24頁。鋼管疲勞損傷、鋼管焊縫開裂鋼管疲勞和鋼管焊縫開裂通過修正鋼管材料的強度來實現(xiàn)，Midas中對材料強度的定義在后處理模塊進行構(gòu)件設計驗算時實現(xiàn)。鋼管混凝土作為組合結(jié)構(gòu)，只能考慮采用SRC設計進行驗算，但最終發(fā)現(xiàn)并不可行，原因如下：SRC設計目前支持的中國規(guī)范是《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，而鋼管混凝土拱橋的驗算應根據(jù)《公路鋼管混凝土拱橋設計規(guī)范》進行；SRC設計的材料和截面必須選擇“組合材料”和“組合截面”，但組合截面截面形式有限，且不支持任意截面定義，無法適應鋼管混凝土截面形式的需要。第十六頁，共24頁。鋼管疲勞損傷、鋼管焊縫開裂綜上所述，對鋼管強度的修正，無法再Midas模型中實現(xiàn)。但是由于材料的強度值與結(jié)構(gòu)的內(nèi)力位移等的分析無關，只對構(gòu)件的承載能力有貢獻，因此，可根據(jù)《公路鋼管混凝土拱橋設計規(guī)范》中的驗算公式，自行編寫程序進行驗算。只需在驗算時對所調(diào)用的鋼管強度值進行自定義即可實現(xiàn)鋼管強度在模型中的修正。T≤16mm時T>16mm時單管偏心受壓承載能力驗算：第十七頁，共24頁。修改整體結(jié)構(gòu)的材料參數(shù)可在材料數(shù)據(jù)里整個結(jié)構(gòu)所用材料的材料參數(shù)：彈性模量、泊松比、線膨脹系數(shù)、容重、阻尼比等。第十八頁，共24頁。修正示例損傷位置損傷類型修正參數(shù)1/4、1/2跨處四根吊桿

（226/241/230/245單元）吊桿均勻銹蝕截面折減10%單側(cè)系桿

（305單元）系桿均勻修飾截面折減10%拱頂

（193/194/213/214單元）拱頂鋼管混凝土脫空混凝土截面參數(shù)折減10%拱頂鋼管均勻銹蝕鋼管截面參數(shù)折減10%第十九頁，共24頁。模型修正前后的頻率變化：健康狀態(tài)頻率修正模型頻率變化比率5.3094715.3491620.75%7.5786567.5802040.02%12.37162312.317433-0.44%12.66110512.6657620.04%14.17041514.171290.01%15.77377215.710095-0.40%17.50480517.452679-0.30%20.20001120.192181-0.04%25.28507725.231407-0.21%25.93788225.886439-0.20%第二十頁，共24頁。修正單元處應力變化：損傷類型修正單元號健康狀態(tài)應力值修正模型應力值變化率吊桿均勻銹蝕2278.33E+058.78E+055.38%2428.45E+058.99E+056.33%2338.72E+059.18E+055.22%2488.85E+059.40E+056.21%系桿均勻銹蝕3051.26E+061.41E+0611.84%鋼管均勻銹蝕193-2.55E+05-2.76E+058.24%194-2.55E+05-2.77E+058.63%213-2.57E+05-2.77E+057.78%214-2.57E+05-2.76E+057.39%混凝土脫空193-1.40E+04-1.54E+0410.00%194-1.40E+04-1.54E+0410.00%213-1.48E+04-1.64E+0410.81%214-1.48E+04-1.64E+0410.81%第二十一頁，共24頁。對整體結(jié)構(gòu)所有材料的彈性模量依次折減5%、10%，統(tǒng)計結(jié)構(gòu)頻率的變化情況，結(jié)果如下：彈性模量c50不計自重c50Q345吊桿系桿不折減206000000190000000195000000折減5%195700000180500000185250000折減10%185400000171000000175500000第二十二頁，共24頁。健康狀態(tài)頻率彈模折減5%頻率彈模折減5%彈模折減10%頻率彈模折減10%5.3094715.1697882.63%5.020725.75%7.5786567.3835992.57%7.1811515.54%12.37162312.0672482.46%11.7403255.38%12.66110512.3402052.53%12.0074595.44%14.17041513.7976052.63%13.4016685.74%15.77377215.3862022.46%14.9688655.38%17.50480517.066