迈达斯-预应力混凝土连续箱梁的分析与设计

预应力混凝土连续箱梁的分析与设计北京迈达斯技术有限公司MIDASInformationTechnology（Beijing）Co.,Ltd目录概要..........................................................................................................................................................2设置操作环境..........................................................................................................................................6定义材料和截面......................................................................................................................................7建立结构模型..........................................................................................................................................9PSC桥梁................................................................................................................................................10输入荷载................................................................................................................................................17定义施工阶段........................................................................................................................................23输入移动荷载数据................................................................................................................................27运行结构分析........................................................................................................................................31定义荷载组合........................................................................................................................................32查看结果................................................................................................................................................34PSC设计................................................................................................................................................35横向分析................................................................................................................................................42任意截面的导入....................................................................................................................................44MIDASInformationTechnology（Beijing）Co.,Ltd概要本例题使用一个简单的预应力混凝土两跨连续梁箱模型（图1）来重点介绍MIDAS/Civil2006软件的新增功能，PSC桥梁建模助手、横向分析、任意截面显示等的输入方法。图1.分析模型MIDASInformationTechnology（Beijing）Co.,Ltd2桥梁概况及一般截面分析模型为一个两跨连续梁，分为两个阶段来施工。桥梁形式：两跨连续的预应力混凝土梁桥梁长度：L=60@2=120.0m‰材料：混凝土采用JTG04（RC）规范的C50混凝土钢材采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860‰截面：图2.截面尺寸OFBOXLC4501.2501.8501.8501.2504507.1002502502503252755.6808507.130250350801.8402602.700250350801.0501.7504501.7501.3501.3501.7504501.7501.05012.7006002.0003.5005003.5002.000600250275MIDASInformationTechnology（Beijing）Co.,Ltd3预应力混凝土梁的分析与设计步骤预应力混凝土梁的分析步骤如下。1.定义材料和截面2.建立结构模型3.输入PSC截面钢筋4.输入荷载恒荷载钢束特性和形状钢束预应力荷载5.定义施工阶段6.输入移动荷载数据定义车道定义车辆移动荷载工况7.运行结构分析8.查看分析结果9.PSC设计PSC设计参数确定运行设计查看设计结果10．横向分析11．任意截面导入MIDASInformationTechnology（Beijing）Co.,Ltd4使用的材料及其容许应力‰混凝土采用JTG04（RC）规范的C50混凝土‰钢材采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860荷载‰恒荷载自重在程序中按自重输入‰预应力钢束1(φ15.2mm×31)截面面积:Au=4340mm^2孔道直径:130mm钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)超张拉(开)预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/mm)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:开始点:6mm结束点:6mm张拉力:抗拉强度标准值的75%钢束2(φ15.2mm×31)截面面积：277.4mm^2孔道直径20mm钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)‰徐变和收缩条件水泥种类系数(Bsc):5(5代表普通硅酸盐水泥)28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值即标号强度(fcu,f):50000KN/m^2长期荷载作用时混凝土的材龄:=ot5天混凝土与大气接触时的材龄:=st3天相对湿度:%70=RH大气或养护温度:C°20=T构件理论厚度:程序计算适用规范:中国规范(JTGD62-2004)徐变系数:程序计算混凝土收缩变形率:程序计算‰移动荷载适用规范：公路工程技术标准(JTGB01-2003)荷载种类：公路I级，车道荷载，即CH-CDMIDASInformationTechnology（Beijing）Co.,Ltd5设置操作环境打开新文件(新项目)，以‘PSCBeam’为名保存(保存)。将单位设置为‘KN’和‘m’。该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。文件/新项目文件/保存(PSC-Beam)工具/单位体系”长度m;力KN↵”单位体系还可以通过点击画面下端状态条的单位选择键()来进行转换。图3.设置单位体系MIDASInformationTechnology（Beijing）Co.,Ltd6定义材料和截面下面定义PSCBeam所使用的混凝土和钢束的材料特性。模型/材料和截面特性/材料类型混凝土;规范JTG04（RC）数据库C50↵”名称(Strand1860);类型钢材;规范JTG04（S）数据库Strand1860”同时定义多种材料特性时，使用键可以连续输入。图4.定义材料对话框MIDASInformationTechnology（Beijing）Co.,Ltd7定义截面PSCBeam的截面使用PSC单室、双室截面来定义。模型/特性值/截面箱型梁表单截面号(2);名称(跨中)截面类型单箱单室;查看选项截面大样变截面点开/关JO1(开)偏心中央-上部”外轮廓表单HO1(0.25);HO2(0.35);HO3(2.1)BO1(2.8);BO1-1(1.05);BO3(3.55)内轮廓表单变截面点开/关JO1(开),JI1(开),JI5(开)HI1(0.25);HI2(0.325);HI3(1.615)HI4(0.25);HI5(0.26)BI1(3.1);BI1-1(1.35)BI3(3.1);BI3-1(1.85)表格输入”参考图6可通过excel表格输入截面尺寸。”考虑桥梁截面为变截面，定义偏心为中央-顶可以正确反应预应力箱型桥梁截面的变化。”通过表格的方式输入截面尺寸。图5.定义截面的对话框MIDASInformationTechnology（Beijing）Co.,Ltd8图5.图6通过表格输入定义截面建立结构模型利用建立节点和扩展单元的功能来建立单元。点格(关);捕捉点(关);捕捉轴线(关)正面;自动对齐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Æ线单元单元类型梁单元;材料1:C50;截面1:span生成形式复制和移动复制和移动等间距dx,dy,dz(2,0,0)复制次数(60)↵模型单元复制和移动单选(节点:31)等间距dx,dy,dz(0,0,-7.13)单选(节点:1,61)等间距dx,dy,dz(0,0,-2.7)MIDASInformationTechnology（Beijing）Co.,Ltd9图7.建立几何模型PSC桥梁利用PSC桥梁建模助手定义变截面和普通钢筋。模型/结构建模助手/PSC桥梁/跨度信息定义支撑信息(1单元I30单元J60单元J).图8输入跨度信息MIDASInformationTechnology（Beijing）Co.,Ltd10模型/结构建模助手/PSC桥梁/截面和钢筋”输入梁高距离(0,58,62,120)尺寸(2.7,7.13,7.13,2.7)线性曲线指数型(2,1,2,2)对称面距离(0,0,120,120)”可参考2006在线帮助输入底板厚度距离（0,58,62,120）尺寸（0.25,0.85,0.85,0.25）指数型（1,1,1,1）图9.输入截面尺寸纵向钢筋1直径(d20)数量(84)Ref.Y(中央)Y(0)Ref.Z(顶部)Z(0.10)间距(0.15)2直径(d20)数量(46)Ref.