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例题3T型桥墩MMMIIIDDDAAASSS///CCCiiivvviiilll例题3.T型桥墩概要1分析模型与荷载条件/1使用节点和单元进行建模3设定基本功能及输入材料/3使用面单元形成桥墩平面/5输入荷载23运行结构分析28查看分析结果28荷载组合/28确认变形/30确认应力/311例题3.T型桥墩概要此例题针对桥梁设计中比较常见的T型桥墩介绍了其从建模到结构分析的全部过程，以便于用户跟随操作。此例题也和“例题1”一样主要使用图标菜单。分析模型与荷载条件T型桥墩的结构形态和关于结构模型的大概内容如图1、2所示。图1.T型桥墩的模型例题2图2.T型桥墩的立面图和侧面图荷载条件考虑垂直荷载(P1)和地震荷载(P2)。荷载条件1:垂直荷载P1=430kN荷载条件2:地震荷载P2=516kN对于边界条件，假设桥墩的下部完全固定。作为参考，此例题的目的是以介绍MIDAS/Civil的功能为主的，因此这里所作的假设有可能与实际情况不同。另外在这里省略了前面例题中对MIDAS/Civil的运作所需基本事项的介绍。模型的原点P1P1P1P1P1P1P1P1P2P1单位:mT型桥墩3使用节点和单元进行建模设定基本功能及输入材料为建立桥墩的模型，先打开新文件(新项目)并以‘Pier’为名保存(保存)。所要使用的单位系通过在画面下端的状态条中点击单位选择键()，将其设定为‘kN’和‘m’。此例题也与“例题2.单跨拱桥”一样主要使用图标菜单来建模。将各种图标显示于画面上的方法请参考例题2。桥墩的材料特性按以下输入。图3.输入材料的对话窗口图4.输入材料数据1.点击材料2.在图3中点击3.在一般的材料号输入栏确认‘1’(参考图4)4.在类型选择栏选择‘混凝土’5.在混凝土的钢材选择栏中选择‘GB(RC)’6.在数据库选择栏中选择‘C25’例题47.点击键8.点击键本例题中不使用对桥墩直接利用实体单元建模的方法，而是主要采用将面单元按一定方向扩展(Extrude)来形成实体单元的功能。建模的步骤如下。将基础下端的平面按四边形面单元建模。此时对于即将扩展为柱子的部分，考虑柱子的形状将其建立为圆形面单元。把所建立的下部平面(面单元)按桥墩基础部的厚度进行扩展来建立基础模型。在下部平面中选择属于柱子部分的圆形平面并将其按柱子的高度进行扩展。为建立桥墩帽的模型，将基础下部所输入的面单元中考虑为桥墩帽的部分移动到桥墩帽上端的位置。将该面单元按领域区分分别垂直投影到桥墩帽下端的倾斜面上来形成桥墩帽模型。T型桥墩5利用面单元建立桥墩平面对于基础下部平面中圆形柱所处的位置利用板建模助手功能按以下步骤输入。1.在属性菜单的菜单表单选择模型结构建模助手板2.在输入表单的类型1选择栏中选择圆形()(参考图5(a))3.在R输入栏输入‘0.8’4.在材料选择栏输入‘2’5.在厚度选择栏输入‘1’6.在编辑表单中选择‘分割数量’(参考图5(b))7.在m输入栏输入‘16’8.在n输入栏输入‘4’9.在插入表单的插入点输入栏输入‘-4,0,0’10.在旋转的Alpha输入栏输入‘-90’(参考图5(c))11.在原点的显示号的左侧表示‘’标记后，在右侧选择栏选择‘3(0.8,0.8)’(a)输入表单(b)编辑表单(c)插入表单图5.板建模助手输入窗口在Edit表单的Type2选择栏中选择或的话，可以对圆形中存在方孔或圆孔的形状进行建模。例题612.点击键13.点击自动调节缩放14.点击顶面15.点击点格，捕捉点(Toggleoff)为了以后将所生成的圆形利用扩展功能(Extrude)建立圆形柱子时选择的方便，事先将此部分利用组定义为组。1.点击组2.在结构组点击鼠标右键选择‘新建’后，输入‘圆柱’3.点击全选4.将组表单的‘圆柱’拉放(拖&放)到模型窗口的位置图6.结构组的建立此例题中不使用PointGrid功能，故可将相关功能转为Toggleoff状态。拖&放T型桥墩7对连接圆柱部与四方形基础的部分按不规则四边形的面单元输入。1.点击建立节点2.在坐标(x,y,z)输入栏输入‘-3,0,0’3.在复制选择栏的复制次数输入‘1’4.在距离(dx,dy,dz)输入栏输入‘0,1,0’5.点击键6.在坐标(x,y,z)输入栏输入‘-4,1,0’7.在复制选择栏的复制次数输入‘0’8.点击键9.点击分割单元10.确认分割的‘等距离’11.在方向分割数量输入栏输入‘3’12.点击单元编号(Toggleon)13.在分割节点输入栏利用鼠标编辑器功能依次指定节点66和67，67和68。14.点击建立单元15.在单元类型选择栏选择‘平面应力单元’并确认‘4节点’16.在类型选择栏确认‘厚板’17.在材料选择栏的No.输入栏确认‘1’18.在厚度选择栏的No.输入栏确认‘1’19.依次指定节点66、69、9、5来输入面单元6520.依次指定节点69、70、13、9来输入面单元6621.依次指定节点70、67、71、13来输入面单元6722.依次指定节点13、71、72、17来输入面单元6823.依次指定节点17、72、68、21来输入面单元69例题8对于基础平面的剩余部分，可通过在输入边上的桁架单元后将其扩展成面单元来完成建模。(参考图7)1.在建立单元对话况的单元类型选择栏选择‘桁架单元’2.在交叉分割选择栏确认节点左侧的‘’标记3.依次指定节点66和674.点击选择最新建立的个体(选择桁架单元70、71、72)5.点击扩展单元6.在扩展类型选择栏选择‘线单元平面单元’7.确认目标选择栏‘删除’左侧的‘’标记8.在单元属性选择栏的单元类型确认‘板单元’9.在类型选择栏确认‘厚板’10.在生成形式选择栏确认‘投影’11.在复制和移动选择栏确认‘等间距’12.在dx,dy,dz输入栏输入‘0.5,0,0’,在复制次数输入栏输入‘6’13.点击键图7.面单元的建立欲查看单元的情报时，可点击QueryElements选择相应单元，则画面下端的Message窗内就会显示出相关情报。或者可以将画面下端的FastQuery(图7的X)转为Toggleon状态，并把鼠标移到相应单元,则画面上就会显示相关情报。XT型桥墩9利用与上述类似的方法来形成基础宽度方向的面单元。1.点击建立单元2.在单元类型选择栏确认‘桁架单元’3.在交叉分割选择栏确认节点左侧的‘’标记4.利用鼠标编辑器功能依次指定节点68和96。5.点击节点编号(Toggleoff)6.点击选择最新建立的个体7.点击扩展单元8.在扩展类型选择栏选择‘线单元平面单元’9.确认目标选择栏‘删除’左侧的‘’标记10.在单元属性选择栏的单元类型确认‘板单元’11.在复制和移动选择栏确认‘等间距’12.在dx,dy,dz输入栏输入‘0.5,0,0’,在复制次数输入栏输入‘5’13.点击键图8.形成面单元例题10利用对称复制功能完成基础模形的一半如下。1.点击全选2.点击组3.在画面左侧的结构组选择‘圆柱’后，点击鼠标右键选择解除选择4.点击镜像单元5.在形式选择栏确认‘复制’6.在镜像平面选择栏选择z-x平面,在y输入栏确认‘0’7.点击键8.点击前次的选择9.在镜像平面选择栏选择y-z平面，并在x输入栏输入‘-4’10.点击键11.点击选择最新建立的个体12.在镜像平面选择栏选择z-x平面，在y输入栏确认‘0’13.点击键(参考图9)图9.完成基础下端的面单元T型桥墩11利用扩展功能(扩展单元)将所形成的基础板扩展成相应部分(基础、圆柱、墩帽等)的实体单元时，为选择过程的方便需对相应扩展对象命名。参考图10按如下方法对各领域命名。1.点击组2.在结构组点击鼠标右键，选择‘新…’后，在名称中输入‘墩帽’,在后缀中输入‘1to5’3.点击窗口选择，如图10选择相应单元4.将组表单的‘墩帽1’拉放到模型窗口5.如图选择相应单元，将‘墩帽2’拉放到模型窗口6.如图选择相应单元，将‘墩帽3’拉放到模型窗口7.如图选择相应单元，将‘墩帽4’拉放到模型窗口8.如图选择相应单元，将‘墩帽5’拉放到模型窗口图10.定义组墩帽1墩帽2墩帽3墩帽5墩帽4拖&放例题12利用所输入的基础板使用扩展单元功能形成基础部。1.点击标准视图2.点击全选3.点击扩展单元4.在扩展类型选择栏选择‘平面单元实体单元’5.确认目标选择栏移动左侧的‘’标记6.在单元属性选择栏的单元类型确认‘实体单元’7.在材料选择栏确认‘1:C240’8.在生成形式选择栏确认‘复制和移动’9.在复制和移动选择栏确认‘等间距’10.在dx,dy,dz输入栏输入‘0,0,0.5’,在复制次数输入栏输入‘4’11.点击键图11.完成基础Source选择栏的Move是指使用ExtrudeElements功能时扩展前的单元自动移动到新建立单元的末端的功能。此功能在连续建立单元时十分有效。T型桥墩13选择以组功能所指定的圆柱部分并按如下步骤将其扩展成实体单元。1.点击组2.在结构组选择并双击‘圆柱’3.点击扩展单元4.在扩展类型选择栏选择‘平面单元实体单元’5.在目标选择栏解除‘删除’左侧的‘’标记6.在单元属性选择栏的单元类型确认‘实体单元’7.在材料选择栏确认‘1:C240’8.在生成形式选择栏确认‘复制和移动’9.在复制和移动选择栏选择‘厚度方向’并确认‘等间距’10.在复制次数输入栏输入‘12’11.在厚度输入栏输入‘0.5’12.在方向选择栏确认‘+z’13.点击键Extrude方法中Translation的Thickness是将面单元向厚度方向(单元坐标系z方向)扩展的功能。在扩展由曲面构成的面单元时十分有效。例题14图12.完成圆柱将欲扩展成墩帽的面单元移动到墩帽设计位置的上端。1.点击组2.在结构组双击‘墩帽1’3.点击移动/复制单元4.在形式选择栏选择‘移动’5.在移动和复制选择栏确认‘等距离’6.在dx,dy,dz输入栏输入‘0,0,8.5’7.点击键T型桥墩15图13.柱子的墩帽为建立桥梁墩帽的模型，激活图13中表示的部分。1.点击窗口选择，选择图13的部分2.点击激活例题16图14.墩帽上端的面单元为了将墩帽上端的面单元投影扩展到下端的平面上来形成实体单元，对指定下端投影平面时所使用的节点可按以下方法复制输入。1.点击移动/复制节点2.点击单选选择节点2768和2745(参考图14)3.在形式选择栏确认‘复制’4.确认复制和移动的‘等间距’5.在dx,dy,dz输入栏输入‘0,0,-1.5’6.在复制次数输入栏确认‘1’7.点击键8.点击单选选择节点2748和2694(参考图14)9.确认复制和移动的‘等间距’10.在dx,dy,dz输入栏输入‘0,0,-2.5’274527682748269427062679T型桥墩1711.在复制次数输入栏确认‘1’12.点击键13.点击单选选择节点2706和2679(参考图14)14.确认复制和移动的‘等间距’15.在dx,dy,dz输入栏输入‘0,0,-2’16.在复制次数输入栏确认‘1’17.点击键(参考图15)图15.为墩帽建模而复制节点276927702772277127742773例题18将墩帽上端的面单元按不同的区段投影扩展到墩帽下端。1.点击组2.在结构组双击‘墩帽2’3.点击扩展单元4.在扩展类型选择栏选择‘平面单元→实体单元’5.在目标选择栏确认‘删除’左侧的‘’标记6.在单元属性选择栏的单元类型确认‘实体单元’7.在材料选择栏确认‘1:C240’8.在生成形式选择栏选择‘投影’9.在投影形式选择栏选择‘将节点投影在平面上’10.在定义基准平面输入栏利用鼠标编辑器功能连续指定节点2769、2770和277211.在方向选择栏选择‘向量方向’在输入栏输入‘0,0,-1’12.选择分割13.在分割数量输入栏输入‘5’14.点击键15.点击组16.在结构组双击‘墩帽3’17.点击扩展单元18.在扩展类型选择栏选择‘平面单元→实体单元’19.在目标选择栏确认‘删除’左侧的‘’标记20.在单元类型选择栏的单元类型确认‘实体单元’21.