midas fea在桥梁工程中的应用

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1、MidasFEA在桥梁工程中的应用MidasFEA在桥梁工程中的应用资料制作日期：2008.10.13对应软件版本：FEA1.0随着桥梁工程技术的发展，对于有限元分析得要求也越来越高端，诸如：遇到“宽桥、异型桥、锚固端等复杂结构的受力状态”、“桥有裂缝了还能不能用，若要加固需要怎样加固？”等问题的时候，现有的三维杆系有限元软件远远不能达到计算需求。midasFEA是“目前唯一全部中文化的土木专用非线性及细部分析软件”，它的几何建模和网格划分技术采用了在土木领域中已经被广泛应用的前后处理软件midasFX

2、+的核心技术，同时融入了MIDAS强大的线性、非线性分析内核，并与荷兰TNODIANA公司进行了技术合作，是一款专门适用于土木领域的高端非线性分析和细部分析软件。下面针对midasFEA在桥梁工程中的应用进行说明，并通过预应力钢筋混凝土箱梁桥例题详细介绍midasFEA预应力钢筋混凝土裂缝模拟：1.MidasFEA在桥梁工程中的应用(1)详细分析锚固区域的设计弯桥的翘曲应力验算受力复杂区域验算多支座反力的准确计算横向分析全桥仿真MIDASInformationTechnology（Beijing）Co.

3、,Ltd9MidasFEA在桥梁工程中的应用（2）特征值分析(自振周期、线性屈曲)局部失稳详细的扭转模态（3）时程分析(反应谱分析、时程分析)整体式桥梁抗震时的整体联动效果（4）材料非线性/几何非线性分析（5）界面单元Ø计算钢混叠合梁的剪力钉数量Ø模拟混凝土的离散裂缝(弯曲裂缝)、膨胀裂缝（剪切裂缝Ø计算钢筋和混凝土之间的粘结滑移Ø计算钢板加固方案中钢板与混凝土的粘接特性Ø模拟混凝土与混凝土之间冷缝（6）钢筋单元Ø桁架＋混凝土单元：完全耦合无相对位移Ø桁架+界面+混凝土单元：完全耦合有相对位移Ø钢筋单元

4、+母单元（嵌入式钢筋）：不必耦合由实体节点应变映射到钢筋单元节点上，可考虑摩擦损失、钢筋回缩损失、弹性变形损失、收缩和徐变损失。MIDASInformationTechnology（Beijing）Co.,Ltd9MidasFEA在桥梁工程中的应用嵌入式钢筋（2）裂缝模型Ø钢筋混凝土结构的裂缝分析(极限承载力计算)Ø结构的详细分析Ø钢束锚固区在使用状态下的安全性验算Ø模拟螺旋筋和箍筋的约束作用下或钢管等约束作用下混凝土强度的提高（3）接触分析Ø钢梁的螺栓、铆钉连接Ø拱桥吊杆与销拴的接触Ø主缆与鞍座的接触

5、生命周期损伤度（4）疲劳分析钢桥的疲劳分析（5）热传递分析(火灾分析等)浇注式沥青铺装（6）水化热分析Ø高温沥青浇注分析Ø地铁火灾分析Ø大体积混凝土裂缝分析（7）CFD分析Ø桥梁断面快速优化Ø计算三分力系数MIDASInformationTechnology（Beijing）Co.,Ltd9MidasFEA在桥梁工程中的应用Ø桥梁抗风稳定性MIDASInformationTechnology（Beijing）Co.,Ltd9MidasFEA在桥梁工程中的应用2.MidasFEA钢筋混凝土结构裂缝例题Mi

6、dasFEA作为一种非线性及细部分析软件，能够准确方便的模拟桥梁工程中经常发生一种力学现象——混凝土开裂。为了使大家更好地了解这一功能，下面通过一个预应力箱梁桥开裂模型分析说明，midasFEA中裂缝模型使用流程以及特点。本例题桥梁是总长为250m的五跨连续箱梁桥，中跨跨中16m区段采用了实体单元建模，混凝土材料采用了总应变裂缝(TotalStrainCrack)模型，其中受压裂缝模型采用了Thorenfeldt模型，受拉裂缝模型采用了Constant模型。考虑的荷载有自重、活载以及预应力荷载，非线性分

7、析时将对活荷载进行荷载步分割，加载到破坏为止。主要操作过程简图（1）材料定义——混凝土总应变裂缝模型和预应力钢筋ABCD混凝土特性定义——总应变模型MIDASInformationTechnology（Beijing）Co.,Ltd9MidasFEA在桥梁工程中的应用Ø裂缝模型根据确定裂缝方向的方法，总应变裂缝模型又分为固定裂缝模型(fixedcrackmodel)和转动裂缝模型(rotatingcrackmodel)两种。前者假设裂缝一旦出现其方向就不再发生变化，后者则是裂缝方向始终与主拉应变方向垂直

8、。Ø刚度选择计算刚度矩阵的方法，有切线刚度和割线刚度两个选项。Ø横向裂缝效应(LateralCrackEffect)决定横向裂缝对抗压强度的影响，前面的不考虑选项表示不考虑，后面的选项表示考虑横向裂缝对减小抗压强度的影响。Ø约束效应(ConfinementEffect)决定混凝土横向约束的影响，前面的不考虑选项表示不考虑横向约束效应，后面的选项表示考虑横向约束对提高混凝土强度的影响。Ø基本特性(BasicProperties)直接输入表示用