mida各种模型中细部分析的应用.doc

细 部 分 析北京迈达斯技术有限公司目 录简要 1设计操作环境及定义材料/截面/厚度 2定义材料 2定义截面 3定义厚度 3用板单元建立细部部分 5输入细部模型 8输入边界条件 11输入刚性连接 11输入荷载 13设定荷载工况 13输入自重 13运行分析 14查看结果 14查看反力 14建立模型3 16输入刚性连接 17输入强制位移 19运行分析 20查看结果 20查看模型3的位移和变形图 20查看应力 20查看模型1的应力图 21查看模型2的应力 23查看模型3的应力 25 简要本例题的主要目的是针对了解MIDAS/Civil基本操作的技术人员，进一步介绍如何利用MIDAS/Civil进行细部分析的方法 通常情况下，细部分析是在对建筑物进行完整体分析之后，针对有可能发生应力集中的部分，根据需要而进行的 进行细部分析主要包括以下两种方法1. 通过将细部模型插入整体模型而进行分析的方法2. 将整体分析的变形结果以强制位移输入到细部模型的方法 为了熟练掌握上述两种方法，在这里用以下三种方法分别建立30米长的简支梁，并通过查看结果进行比较 模型1：使用梁单元建立整体模型模型2：将简支梁的中间部分（6米）用板单元建模后插入到梁单元的整体模型模型3：用板单元建立细部模型后，在边界输入强制位移首先建立模型1和模型2之后比较其结果。

然后，将模型1中与细部模型的边界位置相对应的变形值以强制位移的形式输入到模型3中，并比较其分析结果简支梁的模型如下图所示 模型 1模型 2[单位 : mm]模型 3B=1040H=1040t=40Section : B 1040×1040×40×40Material : Grade3图 1. 分析模型及剖面图设定操作环境并定义材料/截面/厚度打开新文件(新项目), 以‘Detail. mcb’为名保存(保存) 文件 / 新项目 文件 / 保存 ( Detail )在本例题中将单位体系设定为 tonf(力), m(长度) 工具 / 单位体系长度>m ; 力>tonf ¿定义材料材料使用中国型钢数据库的钢材 Grade3模型 / 材料和截面特性 / 材料 类型>钢材 ; 规范>GB(S) 数据库>Grade3 ¿图 2. 定义材料定义截面通过用户定义来定义梁单元的截面(B 1040×1040×40×40)模型 / 材料和截面特性 / 截面数据库/用户 名称>Box ; 截面形状>箱型 ; 用户偏心>中-中心H ( 1.04 ) ; B ( 1.04 ) ; tw ( 0.04 ) ; tf1 ( 0.04 ) ¿图 3. 定义截面定义厚度定义细部模型中板单元的厚度。

模型 / 材料和截面特性 / 厚度厚度>面内和面外 ( 0.04 ) ¿图 4. 定义厚度建立模型1和模型2 建立模型1 使用 建立节点 在原点建立节点，通过 扩展单元 功能在x轴方向将节点按 10@3m 扩展成梁单元来建立简支梁 标准视图, 捕捉节点 (on), 捕捉单元 (on) 节点号 (on), 自动对齐 (on)模型 / 节点 / 建立节点 坐标 ( 0, 0, 0 ) ¿模型 / 单元 / 扩展单元 全选 扩展类型>节点à 线单元 单元属性>单元类型>梁单元材料>1:Grade3 ; 截面>1:Box ; Beta 角 ( 0 )生成形式>复制和移动 复制和移动>等间距 dx, dy, dz ( 3, 0, 0) ; 复制次数 ( 10 ) ¿图5. 模型1的梁单元 用板单元建立细部分析模型用板单元建立插在简支梁中间的宽x高为1m的箱型截面(参照图6) 10@0.1m(0, 0.5, -3)6m图6. 用板单元建立的细部分析模型这里使用 扩展单元的功能建立板单元首先建立一根临时梁，之后将其扩展成板单元来形成箱型截面的翼缘部分。

模型 / 节点 / 建立节点 坐标 ( 0, 0.5, -3 ) 复制>复制次数 (1) ; 间距 (0, 0, -1) ¿模型 / 单元 / 扩展单元 选择最新建立的个体扩展类型>节点à线单元 单元属性>单元类型>梁单元材料>1:Grade3 ; 截面>1 : Box Beta 角 ( 0 ) ; 生成形式>复制和移动 复制和移动>等间距 dx, dy, dz ( 0, -0.1, 0 ) ; 复制次数 ( 10 ) ¿ 窗口缩放 (临时梁部分) 单选 ( 节点 : 12, 32 )扩展类型>节点à线单元 单元属性>单元类型>梁单元材料>1:Grade3 ; 截面>1 : Box Beta 角 ( 0 ) ; 生成形式>复制和移动 复制和移动>等间距dx, dy, dz ( 0, 0, -0.1 ) ; 复制次数( 10 ) ¿ 图 7. 扩展成板单元所需输入的临时梁细部分析的区间为6m，故选择临时梁后，沿整体坐标系X轴进行扩展，扩展间距为 (6/0.2)@0.2m 节点号 (on) ² 多边形选择功能是以任意多边形进行选择最后双击鼠标来完成的。

完全包含在多边形范围内的单元、节点会被选择，如果按着Ctrl键后选择的话，与其相交的单元也会被选择 模型 / 单元 / 扩展单元 多边形选择 (单元 : 全部临时梁) ²扩展类型>线单元à平面单元 目标>移动 (on)单元属性>单元类型>板单元材料>1:Grade3 ; 厚度>1:0.04 生成形式>复制和移动 复制和移动>等间距 dx, dy, dz ( 0.2, 0, 0 ) ; 复制次数 ( 6/0.2 ) ¿图8. 输入模型2的板单元细部模型输入细部模型为了将细部模型插入简支梁模型中，首先将整体模型1中，除细部模型以外的剩余梁单元沿整体坐标系Z轴复制3.5m. 模型 / 单元 / 移动/复制单元 多边形选择 (单元 : 图9的 ① 部分)形式>复制 ; 移动和复制>等间距 dx, dy, dz ( 0, 0, -3.5 ) ; 复制次数 ( 1 ) ¿①-3.5 m图 9. 建立模型2的梁单元下面将细部模型移至梁单元的中间 在MIDAS/CIVIL中移动单元时可以使用以下两种方法 复制/移动单元中的移动和复制/移动节点 中的移动 都可以移动单元。

由于单元和节点连接着，所以只要使用复制/移动节点移动节点，单元会自动跟着移动然而使用复制/移动单元移动单元时，单元被移动后其原来所在位置的节点会留在原处，所以还须删除不必要的节点(参照图13)如果单元象图13一样与其它单元相连接，则须使用复制/移动单元的方法来移动用复制/移动节点移动节点时，与节点相连接的单元的形状会发生变化现在要将细部模型移至梁单元中间，此时使用移动单元后无须删除节点的复制/移动节点的移动方法更为方便Translate Nodes>Move Translate Elements>Move被留在原处的节点图10. 复制/移动节点和复制/移动单元的比较利用 复制/移动节点将细部分析模型移至简支梁的中间 模型 / 节点 / 复制/移动节点 选择属性-节点 节点 (on)选择属性>单元类型>板单元 形式>移动 ; 复制和移动>等间距 dx, dy, dz ( 12, 0, 0 )8 ¿dx, dy, dz图 11. 将模型2的细部分析模型移至简支梁中间输入边界条件输入边界条件输入模型1和模型2的边界条件左侧为铰支（约束自由度Dx、Dy、Dz、Rx、Rz），右侧为滑动（约束自由度Dy、Dz、Rx、Rz）。

模型 / 边界条件 / 一般支承 单选 (节点 : 1, 1252)选择>添加 ; 支承条件类型>D-ALL, Rx, Rz (on) ¿ 单选 (节点 : 11, 1261)选择>添加 ; 支承条件类型>Dy, Dz, Rx, Rz (on) ¿11①126112521图 12. 输入边界条件输入刚性连接为了使模型2中的细部分析部分和梁单元成为一体，对连接部分输入刚性连接条件，以使两部分的自由度相同使用MIDAS/CIVIL的刚性连接功能，可使各从属节点和主节点拥有相同的自由度为了便于将细部分析模型和梁单元进行刚性连接，只激活图12的①在这里使用刚性连接功能刚性连接细部模型和整体模型时，为使两部分的力能够传递到截面的形心，将截面的形心设定为主节点，其余的节点设定为从属节点平面选择是通过定义平面来选择平面内所有的节点和单元的功能其中，三点是指通过定义三个点的坐标来定义平面，此时使用鼠标编辑功能输入较为方便选择从属节点时，可利用平面选择功能选择从属节点所在的YZ平面其中X轴坐标可使用鼠标编辑功能，通过点击平面内的任意一点来输入 窗口选择 (单元 : 图12的 ① 部分) 激活模型 / 边界条件 / 刚性连接 平面选择 ²平面>YZ 平面 ; X 坐标 ( 12 )8 选择>添加/替换 ; 主节点号 ( 1256 )8² 需要同时输入多个刚性连接时，若这几个刚性连接的位置和第一个入刚性连接的位置并列，可以使用复制刚性连接来输入。

复制刚性连接 (on) ²方向>x ; 间距 ( 6 )类型>刚体 ² ¿² “类型”里提供了四个经常用到的刚性连接形式，可通过简单点击来指定刚性连接的自由度 被复制的刚性连接YZ 平面1256。