例题2
单跨拱桥
MIDAS/Civil
2
例题 2. 单跨拱桥
1
分析模型与荷载条件 / 2
5 7 使用节点和单元进行建模
11
建立拱肋 / 11 建立吊杆 / 12
形成拱的主梁并复制构架 / 14 建立横系梁 / 16 建立支撑 / 17
22
输入梁单元连接部的边界条件 / 23 建立虚设梁 / 25
输入车辆移动荷载和静力荷载28
设定荷载条件 / 28 输入静力荷载 / 29 输入车辆移动荷载 / 31
38 查看分析结果
38
荷载组合 / 38 确认变形 / 40 查看影响线结果 / 41 剪力图与弯矩图 / 46
概要
例题2. 单跨拱桥
本例题主要介绍如何对有车辆荷载作用的单跨拱桥进行建模、结构分析及结果校核。
在这里省略了例题1中所说明了的MIDAS/Civil的基本功能，而主要使用图标菜单。对MIDAS/Civil的功能或结构分析过程有不解之处请参考在线用户手册。
在安装 CD中提供有包含此例题所有建模、分析和结果确认过程的动画及解说。通过动画及解说先对整个分析过程获得一定了解的话，可以进一步提高跟随操作的效果。
此例题所介绍的各阶段分析步骤如下。
1. 打开文件并设定操作的基本环境 2. 输入构件的材料及截面数据 3. 使用节点和单元进行建模 4. 输入建筑物的边界条件 5. 输入车辆移动荷载和静力荷载 6. 进行结构分析 7. 对结果进行校核和分析
1
例题
2
分析模型与荷载条件
拱桥的模型如图1所示，其基本情况如下。
桥梁形式 : 拱桥 桥梁等级 : 1等桥梁 跨 径 : 50m 设计车道数 : 2条车道 桥 宽 : 14m
图1. 拱桥模型
结构的平面如下所示。(参考图2)
横系梁按5m间距排列 按桥轴方向设置纵向支撑
在中心线两端7m的位置设置主梁和拱肋
单跨拱桥
BB边界条件 :
B1 – 约束所有方向的位移 B3 – 约束X, Z方向的位移
B2 - 约束Y, Z方向的位移 B4 - 约束Z方向的位移
(a) 平面图
(b) 立面图
图2. 拱桥的平面图和立面图
X
3
例题
4
对于荷载条件，为了简化问题只考虑以下3种条件。 荷载条件 1 : 固定荷载 90 kN/m (只作用于主梁) 荷载条件 2 : 人行道荷载 6.2 kN/m (只作用于主梁)
荷载条件 3 : 车辆移动荷载 (C-AL, C-AD)
本例题的主要目的是为了介绍MIDAS/Civil的各项功能，因此有些条件会与实际情况有出入，请作参考。
单跨拱桥
打开文件与设定基本操作环境
为建立桥梁模型打开新文件(
在画面下端的状态条点击单位选择键
(
在此例题中为了提高熟练度在建模过程中尽量不去使用树形菜单或主菜单而是以使用图标菜单为主。
以下是为了有效地利用图标菜单将操作所需的图标在画面上给予显示的步骤。 1. 在主菜单选择工具>用户定制>工具条
2. 在工具条选择栏的相应项目之前表示‘’ (参考图3) 3. 点击 键
)选择‘kN’和‘mm’。该单位系可以根
据输入数据的种类按用户方便任意进行变更。
新项目)，以‘拱’为名保存文件(
保存)。
图3. 工具条输入窗口
5
例题
) 排
列Toolba (a) 排列工具条前的画面
a
所添加的Toolbar可通
过用鼠标按着Toolbar的 Title Bar(图4 (a)的)将其拉到所需位置。对于已有的Toolbar可点击图4 (a)的来移动。
(
(b) 将Toolbar排列后的画面
6
图4. 工具条的排列
单跨拱桥
输入构件材料及截面
结构构件的材料及截面按以下的数据输入。
材料
1 : Grade3 – 横系梁, 斜支撑，主梁, 拱肋, 吊杆 2 : Dummy – 虚设梁
截面
1 : B 2100×600×10/10 - 主梁
2 : H 1540×500×14/27 - 横系梁 3 : B 600×600×16/14 4 : H 600×400×12/16 5 : B 600×500×10/14 6 : H 400×400×13/21 7 : Dummy Beam
截面1~5属于焊接制作的截面(Built-up Section)故可使用User功能，而截面6则可使用程序中内存的GB标准截面DB。
上面的虚设梁是为了指定车辆移动荷载而设的。其材料和截面可使用以下数据来输入。
对虚设梁的材料和截面可输入任意的足够小的值以使其不致于对分析结果产生影响。
- 拱肋 - 吊杆
- 斜支撑和横向支撑 - 水平斜支撑(包括纵梁) - 虚设梁
7
例题
8
图5. 截面设定对话窗口 图6. 输入材料数据的对话窗口
1. 在材料和截面特性点击 材料 (参考图5)
2. 点击
键
3. 在一般的材料号输入栏确认‘1’(参考图6) 4. 在类型选择栏确认‘钢材’ 5. 在钢材的规范选择栏选择‘GB(S)’ 6. 在数据库选择栏选择‘Grade3’ 7. 点击
键
8. 用同样的方法参考上表输入虚设梁的材料 9. 点击 键
图7. 截面数据的输入
1. 在材料和截面特性对话窗口(图5)选择截面表单
(或在特性工具条选择2. 点击
键
截面)
单跨拱桥
3. 在数据库/用户表单的截面号输入栏确认‘1’ (参考图7) 4. 在名称输入栏输入‘主梁’
5. 在截面形状选择栏(图7的)选择‘箱型截面’ 6. 在拥护和数据库中选择‘用户’ 7. 在H 输入栏输入‘2100’ 8. 在B 输入栏输入‘600’ 9. 在tw 输入栏输入‘10’ 10. 在tf1 输入栏输入‘10’ 11. 点击
键
9
例题
输入截面名称时可以使用两种方法。
第一, 点击输入栏右侧的
键，利用Scroll Bar选择相应截面名称的方法。 第二, 直接输入截面名称的方法。
利用第二种方法时须将键
盘转换为英文输入状态。
10
12. 按3~11的步骤输入截面2~5 13. 在截面号输入栏确认‘6’
14. 在名称 输入栏输入‘水平斜支撑(包括纵向梁)’ 15. 在截面形状选择栏(图7的)选择‘H-截面’
16. 在用户和数据库中选择‘数据库’，并在右侧的选择栏确认‘GB’ 17. 用鼠标点击截面 输入栏，输入‘H 400×400×13/21’或利用滚动条进行选
择
18. 对于Dummy Beam，在数值表单只在Iyy输入‘1’ 19. 点击 键 20. 点击
键
21. 在状态条点击单位选择键(
)将‘mm’改为‘m’
单跨拱桥
使用节点和单元进行建模
建立拱肋
利用建立拱助手功能建立拱肋。(参考图8) 1. 在树菜单的菜单表单选择模型>结构建模助手>拱
在输入&编辑表单的类型选择栏可以对拱的形式(投影等间距抛物线、等间距抛物线、投影等间距椭圆、等间距椭圆)作选择。这里考虑吊杆的等间距排列，选择‘Parabola1’ 形式以使拱肋上的节点投影到连接两端的直线上时为等间距。(参考图8)
2. 在插入/编辑表单的类型 选择栏确认‘抛物线形’ 3. 在分割数量 输入栏确认‘10’ 4. 在L 输入栏输入‘50’ 5. 在H 输入栏确认‘10’ 6. 在边界条件 选择栏选择‘无’ 7. 在显示单元号.的左侧表示‘’ 8. 在材料 选择栏选择‘1 : Grade3’ 9. 在截面 选择栏选择‘3 : 拱肋’
10. 在插入 表单的插入点 输入栏确认‘0, 0, 0’ 11. 点击12. 点击13. 点击 键
自动调节缩放 正面
图11
例题
扩展单元是将节点或单元向任意位置移动并沿着相应的移动路径建立高维单元的功能。(如：节点→线单元, 线单元→面单元, 面单元→实体单元)
‘定义基准线’是定义被投影直线(Line)的输入栏，可通过输入该直线上的任意两点来定义。
调整吊杆腹板轴的方向使其与桥轴的垂直方向一致。(参考图10, On-line Manual的“Civil的功能>模型>修改单元参数” )
12
建立吊杆
利用扩展单元功能将拱肋上生成的节点按竖直下方投影延长以输入吊杆。(参考图9)
1. 在单元工具条点击 扩展单元 (图9的)
2. 点击 节点编号 (Toggle on)
3. 点击
用窗口选择，选择为建立吊杆要进行投影延长的节点2~10
4. 在扩展类型 选择栏确认‘节点→线单元’ 5. 在单元属性选择栏的单元类型确认‘梁单元’ 6. 在材料 选择栏选择‘1 : Grade3’ 7. 在截面 选择栏选择‘4 : 吊杆’ 8. 在生成形式 选择栏选择‘投影’
9. 在投影形式 选择栏确认‘将节点投影在直线上’
10. 用鼠标点击定义基准线的P1 输入栏使其变为草绿色后指定节点1和节点11
11. 在方向 选择栏确认‘法向’ 12. 点击 键
13. 点击 修改单元的参数(图9的) 14. 点击
选择最新建立的个体(图9的)
15. 在参数类型 选择栏选择‘Beta角’
16. 在形式 选择栏确认‘分配’ 17. 在Beta角 输入栏输入‘90’ 18. 点击 键
图9. 建立吊杆
图10. 调整吊杆的排列角度(Beta角)
单跨拱桥
13
例题
因本例题不使用点格，故为避免使用鼠标指定时出错，将 点格和 捕捉点格功能设置为Toggle off状态。
14
点击
收缩单元(图10的)和
隐藏面(图11的)(Toggle on)，可确认‘Beta
角’
的输入状况。确认输入状态后，点击 收缩单元和 隐藏面使其回到 Togg
le off 状态。
形成拱的主梁并复制构架
连接构架的两端来输入拱的主梁，并将所完成的一侧构架复制到另一侧。 1. 点击 点格、 捕捉点 (Toggle off)
2. 点击
标准视图
3. 在单元工具条点击
建立单元
4. 在单元类型选择栏确认‘一般梁/变截面梁’ 5. 在材料 选择栏选择‘1 : Grade3’ 6. 在截面 选择栏确认‘1 : 主梁’ 7. 在方向的Beta角 输入栏确认‘0’ 8. 在交叉分割 选择栏确认节点左侧的‘’
9. 用鼠标点击节点连接 输入栏使其变为草绿色后指定节点1和节点11 10. 点击
全选
11. 在单元工具条点击
单元的复制和移动
12. 在形式 选择栏确认‘复制’
13. 在移动和复制 选择栏确认‘等间距’ 14. 在dx, dy, dz 输入栏输入‘0, 14, 0’ 15. 在复制次数 输入栏确认‘1’ 16. 点击 键 (参考图11)
图11. 主梁和拱的完成
单跨拱桥
15
例题
投影功能的选择项目中， 方向是指单元投影的
方向。
16
建立横系梁
利用扩展单元功能将一侧主梁上的节点扩展到另一侧的主梁来建立横系梁。 1. 点击 扩展单元
2. 点击
用多边形选择(图12的)并选择节点1和节点11~20
3. 在扩展类型 选择栏确认‘节点→线单元’ 4. 在单元类型 选择栏确认‘梁单元’ 5. 在材料 选择栏确认‘1 : Grade3’ 6. 在截面 选择栏选择‘2 : 横系梁’ 7. 在生成形式 选择栏选择‘投影’
8. 在投影形式选择栏确认‘将节点投影在直线上’
9. 点击定义基准线的P1输入栏使其变为草绿色后指定节点21和节点31
10. 在方向 选择栏确认‘法向’
11. 点击 键
图12. 建立横系梁
单跨拱桥
建立支撑
仅对新建立的横系梁激活之后，利用捕捉点功能和建立单元 功能来完成纵向支撑(加强肋，Stringer)。
1. 点击2. 点击3. 点击4. 点击
选择最新建立的个体 激活
单元编号 (Toggle on) 建立单元
5. 在单元类型 选择栏确认‘一般梁/变截面梁’ 6. 在材料 选择栏选择‘1 : Grade3’
7. 在截面 选择栏选择‘6 : 水平斜支撑(包括纵向支撑)’ 8. 在方向的Beta角 输入栏确认‘0’ 9. 在交叉分割 选择栏确认 节点左侧的‘’
10. 在画面下端的状态条，确认捕捉点的位置是否为1/2(参考图13) 11. 用鼠标点击节点连接 输入栏使其变为草绿色之后依次指定单元59和60的中
点 12. 点击 单元编号 (Toggle off) (参考图13)
17
例题
18
图13. 完成纵向支撑
现在输入桥面的对角斜支撑。 1. 在建立单元 Dialog Bar的单元类型选择栏确认‘一般梁/变截面梁’ 2. 在材料 选择栏确认‘1 : Grade3’
3. 在截面 选择栏确认‘6 : 水平斜支撑(包括纵向支撑)’
4. 用鼠标点击节点连接 输入栏使其变为草绿色之后分别连接节点1和43以及节
点43和21输入两个单元 5. 点击 单元的移动和复制
6. 点击
单选并选择上面所生成的两个斜支撑单元
7. 在形式 选择栏确认‘复制’ 8. 在移动和复制 选择栏确认‘等间距’ 9. 在dx, dy, dz 输入栏输入‘5, 0, 0’ 10. 在复制次数 输入栏输入‘4’ 11. 点击12. 点击13. 点击
键
单跨拱桥
镜像单元 前次的选择、
选择最新建立的个体选择所有对角斜支撑单元
14. 在形式 选择栏确认‘复制’
15. 在镜像平面选择y-z平面，点击x输入栏使其变为草绿色之后指定节点16或在
x输入栏输入‘25’
16. 点击
图14. 完成桥面
键 (参考图14)
19
例题
逆激活 是将目前处于激活状态的节点和单元转换为钝化状态，而将处于钝化状态的节点和单元转换为激活状态的功能。
20
以拱肋的中央为准输入对称排列于两侧的支撑。
1. 点击 逆激活(图15的)
2. 点击
建立单元
3. 在材料 选择栏确认‘1 : Grade3’
4. 在截面 选择栏选择‘5 : 桥门斜支撑及横向支撑’ 5. 在Beta角 输入栏确认‘0’
6. 用鼠标点击节点连接 输入栏使其变为草绿色之后，分别连接节点4和24、5
和25、6和26、7和27、8和28(参考图15)。
图15. 完成桥门斜支撑
单跨拱桥
为建立拱中央的支撑，只选择与该单元相连的部分并将其激活。
输入单元的过程中未能正确选择所需对象时，可使用键盘上的Esc键, 或点击鼠标的右键选择Context Menu下端的Cancel菜单来取消输入内容。
1. 点击
单选，并选择5个桥门斜支撑单元 2. 点击 激活
3. 点击
单元编号 (Toggle on)
4. 在建立单元 Dialog Bar的单元类型 选择栏确认‘一般梁/ 变截面梁’ 5. 在材料 选择栏确认‘1 : Grade3’
6. 在截面 选择栏选择‘6 : 水平斜支撑(包括纵向支撑)’ 7. 在方向的Beta角 输入栏确认‘0’ 8. 在交叉分割 选择栏确认节点左侧的‘’
9. 点击节点连接输入栏使其变为草绿色之后，依次连接单元111~115的中央来
输入纵方向的斜支撑构件
10. 点击 单元编号 (Toggle off)
11. 点击节点连接输入栏使其变为草绿色之后，依次指定节点4和53、24和53、5
和54、25和54、54和7、54和27、55和8、55和28(参考图16)
图16. 完成拱的斜支撑
21
例题
输入结构的边界条件
22
结构形状的输入工作完了后，即可输入边界条件(参考图2(a)的边界条件)。 1. 点击
全部激活
2. 在Model Entity 表单选择边界条件确认‘支撑条件’ 3. 在选择 选择栏确认‘添加’ 4. 点击
单选
5. 选择节点‘1’，在‘D-ALL’的左侧表示‘ ’ 6. 点击
键
7. 选择节点‘11’，只在‘Dy, Dz’的右侧表示‘ ’ 8. 点击
键
9. 选择节点‘21’，只在‘Dx, Dz’的右侧表示‘ ’ 10. 点击
键
11. 选择节点‘31’，只在‘Dz’的右侧表示‘ ’ 12. 点击
键
图17. 输入结构的边界条件
对过滤选择的说明请参考在线帮助手册或Getting Started & Tutorials
欲确认单元坐标轴时可
点击 显示选择 单元表单的局部坐标。
交叉线选择是用鼠标
任意画一直线来选择与该直线相交的单元的功能。
单跨拱桥
输入梁单元连接部的边界条件
使用释放梁端约束功能按如下步骤输入梁单元两端部的边界条件。(参考图18) 吊杆构件的两端 : 对单元坐标系z轴为铰接条件 支撑构件的两端 : 对单元坐标系y、z轴为铰接条件
与主梁相连接的横系梁两端 : 对单元坐标系y、z轴为铰接条件
1. 在对话框上部的功能目录表选择‘释放梁端约束’ 2. 在选择 选择栏确认‘添加/替换’
3. 点击过滤 选择栏(图18的)选择‘z’
4. 点击
全选
5. 在选择释放和约束比率 选择栏只对i-节点、j-节点的‘Mz’表示‘’
6. 点击 键
7. 点击过滤 选择栏(图18的)选择‘无’ 8.
在
选择属性对话窗口的截面 选择栏选择‘6 : 水平斜支撑(包括纵向支
撑)’ 9. 点击
键
10. 在选择释放和约束比率
选择栏点击
键 (或在i-形式、j-形式
的‘My、Mz’选择‘’) 11. 点击
键
12. 在选择属性 对话窗口的截面 选择栏选择‘2 : 横系梁’ 13. 点击
键
14. 在选择属性 对话窗口点击选择 键
15. 点击 激活
16. 点击
单元编号 (Toggle on) 17. 点击
用交叉线选择选择单元59~69
18. 在选择释放和约束比率选择栏点击
键
23
例题
24
19. 点击
键
20. 在单元选择输入窗口(图18的)输入‘80to90’并按键盘上的回车键键 21. 在选择释放和约束比率选择栏点击
键
22. 点击 键
23. 点击 单元编号 (Toggle off) 24. 点击
逆激活
图18. 输入选择释放和约束比率
单跨拱桥
建立虚设梁
为输入车辆移动荷载而建立虚设梁。
1. 点击
用平面选择
2. 选择XY平面
3. 用鼠标选择节点1后，点击用平面选择 对话窗口的4. 点击5. 点击6. 选择7. 点击
键
激活 顶面
单元的复制和移动
单选后，选择处于画面下方的横系梁(参考图19的)
8. 在任意间距的方向选择‘y’，在间距 输入栏输入‘4.5, 3.6’ 9. 点击
图19. 建立虚设梁
键
25
例题
26
分割与建立的虚设梁相交的Y方向水平支撑。 1. 点击
节点编号 (Toggle off), 点击 单元编号 (Toggle on)
2. 在属性选择-单元 输入窗口输入‘59to69’后按键盘上的回车键 键 3. 选择
分割单元
4. 在单元类型确认‘线单元’
5. 选择任意间距后，在x 输入栏输入‘4.5’ 6. 点击
键
7. 使用相同的方法在属性选择-单元 8. 输入窗口输入‘80to90’后按回车键 键 9. 选择任意间距后在x 输入栏输入‘1.1’ 10. 点击 键 10. 点击 键
11. 点击
节点编号 (Toggle on), 点击 单元编号 (Toggle off)
12. 选择属性菜单的工作 表单 13. 利用
单选选择虚设梁(参考图20)
14. 用鼠标选择材料的‘2:Dummy’后，利用拖放功能指定材料 15. 点击
前次的选择
16. 用鼠标选择截面的‘7:Dummy Beam’后，利用拖放功能指定截面 17. 点击 全部选择 ,
标准视图
图20. 分割Y方向水平支撑
图 21. 指定虚设梁的材料和截面
单跨拱桥
27
例题
输入车辆移动荷载和静力荷载
28
设定荷载条件
输入荷载之前先设定荷载条件(Load Cases)。 1. 在荷载菜单选择静力荷载工况
2. 如图22，在静力荷载工况 对话窗口的 名称 输入栏输入‘恒荷载’ 3. 在类型 选择栏选择‘Dead Load’ 4. 点击
键
5. 在名称 输入栏输入‘人行道荷载’ 6. 在类型 选择栏选择‘Dead Load’ 7. 点击 键 8. 点击
键
图22. 荷载条件输入窗口
单跨拱桥
输入静力荷载
现在输入静力荷载(荷载条件 1、2)。
为了简化问题，假定恒荷载和人行道荷载只作用于主梁之上。(参考图23) 1. 点击2. 点击
选择属性
键左侧的选择‘截面’
3. 在截面 选择栏选择‘1 : 主梁’ 4. 点击
键
键
5. 在选择属性 对话窗口点击6. 在荷载菜单选择梁单元荷载
7. 在梁单元荷载 选择栏确认‘恒荷载’ 8. 在选择 选择栏确认‘添加’
9. 在荷载类型 选择栏确认‘均布荷载’ 10. 在方向 选择栏确认‘整体坐标系 Z’ 11. 在投影 选择栏确认‘否’ 12. 在数值 选择栏确认‘相对值’
14. 在x1 输入栏输入‘0’, x2 输入栏输入‘1’, W 输入栏输入‘-90’ 15. 点击16. 点击
键
前次的选择
17. 在荷载工况名称 输入栏选择‘人行道荷载’ 18. 在选择 选择栏确认‘添加’
19. 在荷载类型 选择栏确认‘均布荷载’ 20. 在方向 选择栏确认‘整体坐标系 Z’ 21. 在投影 选择栏确认‘否’ 22. 在数值 选择栏确认‘相对值’
29
例题
30
23. 在x1 输入栏输入‘0’, x2 输入栏输入‘1’, W 输入栏输入‘-6.2’ 24. 点击 键 25. 点击 键
图23. 荷载输入状态
为定义车辆移动荷载，须先了解用户手册第二册“土木结构分析”中关于桥梁移动荷载分析的内容。
车道为曲线或不连续而不方便以2 Points来输入时可选择Element Number，用键盘直接输入单元编号。
单跨拱桥
输入车辆移动荷载
首先定义车道。(参考图24)
1. 在属性菜单的菜单表单选择移动荷载分析数据>车道 2. 在车道 对话窗口点击
键
3. 在车道名称 输入栏输入‘lane 1’ 4. 在偏心距离 输入栏确认‘0’ 5. 在桥梁跨度 输入栏输入‘50’
6. 在选择确认‘2点’, 用鼠标点击右侧的输入栏使其变为草绿色后，指定节
点57、67
7. 点击
键
8. 在车道 对话窗口点击
键
9. 在车道名称 输入栏输入‘lane 2’ 10. 在偏心距离 输入栏确认 ‘0’ 11. 在桥梁跨度 输入栏输入‘50’
12. 在选择的2点、鼠标点取及单元号中选择‘2点’, 用鼠标点击右侧的输入栏
使其变为草绿色后，指定节点68、78 13. 点击 键 14. 点击
键
31
例题
图24. 定义车道对话窗口
32
单跨拱桥
MIDAS/Civil内藏有中国公路桥梁荷载、中国城
市桥梁荷载、中国铁路桥涵荷载等标准车辆荷载。
下面来了解一下定义车辆移动荷载C-AL和C-AD的方法。 (参考图25) 1. 在属性菜单的菜单 表单选择移动荷载分析数据 >车辆 2. 在车辆 对话窗口点击
键
3. 在规范名称 选择栏确认‘中国城市桥梁荷载（CJJ77-98）’ 4. 在车辆荷载名称 选择栏确认‘C-AL’ 5. 点击
键
6. 在车辆荷载名称 选择栏选择‘C-AD(150)’ 7. 点击8. 点击
图25. 定义标准车辆荷载 键 键
33
例题
利用Vehicle Classes 功能可定义车辆荷载组。若象本例题一样将C-AL和C-AD荷载定义为相同车辆荷载组的话，可在两种车辆荷载的分析结果中算出构件内力、变形、反力等的最大、最小值。
定义车辆荷载群。 (参考图26) 1. 在属性菜单的菜单表单选择 移动荷载分析数据 >车辆组 2. 在车辆组 对话窗口点击
键
3. 在车辆组数据 对话窗口的车辆组名称 输入栏输入‘数据’ 4. 选择车辆荷载 项目中的C-AL后，点击5. 点击
键
键将其移动到选择的荷载 项目
6. 在车辆组名称 输入栏输入‘DL’
7. 使用同样的方法在选择的荷载项目中将C-AL换成C-AD后，点击
8. 点击
图26. 定义车辆荷载的分类 键
键
34
单跨拱桥
利用定义移动荷载工况功能定义车辆荷载施加条
件。其中包括在哪条车道施加何种车辆荷载、可同时施加车辆荷载的最大、最小车道数等。
以下定义车辆移动荷载条件。 (参考图27)
1. 在属性荷载选择移动荷载分析数据>移动荷载工况 2. 在移动荷载工况 对话窗口点击
键
3. 在移动荷载工况 对话窗口的移动荷载工况 输入栏输入‘MVL-C-AL’ 4. 在子荷载工况 选择栏点击
键
5. 在荷载工况数据的车辆组 选择栏确认‘C-AL ’ 6. 在组合系数 输入栏确认‘1’
7. 在可以加载的最少车道数 输入栏输入‘1’ 8. 在可以加载的最大车道数 输入栏输入‘ 2’
9. 选择设置车道的 车道列表 项目中的‘lane1, lane2
’后，点击
键将
其移动到 选择的车道列表 10. 在子荷载工况 对话窗口点击
键 11. 在移动荷载工况 对话窗口点击
键
12. 参考图27，利用相同的方法建立‘MVL-C-AD’ 13. 点击
键
35
例题
图
27.
定义车辆移动荷载
36
下面定义分析车辆移动荷载的方法。(参考图28) 1. 在主菜单选择分析>移动荷载分析控制数据 2. 在选择加载位置 选择栏确认‘最不利点’ 3. 点击4. 点击
键
单跨拱桥
节点编号 (Toggle off)
图28. 移动荷载分析方法对话窗口
37
例题
进行结构分析
查看分析结果
38
对输入荷载条件和边界条件的建筑物进行结构分析。 点击
运行分析
荷载组合
下面了解对结构分析结束的3种荷载条件(恒荷载、人行道荷载、移动荷载)进行线性组合(Linear Load Combination)的方法。
在此例题中只输入以下2种荷载组合条件对其结果进行确认。此荷载组合是任意设置的，与进行实际设计时所使用的条件无关。 荷载组合条件 1(LCB1) : 1.0 (恒荷载 + 人行道荷载 + MVL-C-AL)
荷载组合条件 2(LCB2) : 1.0 (恒荷载 + 人行道荷载 + MVL-C-AD(150))
图29. 荷载组合条件的对话窗口
单跨拱桥
荷载组合条件是在主菜单的结果>荷载组合导入荷载组合对话窗口，并按以下步骤来输入的。 1. 在主菜单选择结果>荷载组合 2. 在荷载组合列表的激活表示‘’ 3. 在名称 输入栏输入‘LCB1’ 4. 在类型 选择栏确认‘Add’
5. 用鼠标点击荷载工况 选择栏后，利用
6. 用鼠标点击第二个选择栏后，利用
7. 用鼠标点击第三个选择栏后，利用
8. 在系数 输入栏确认‘1.0’
9. 用相同的方法建立第二种荷载组合 LCB2 10. 点击
键
键在选择栏选择‘MVL-C-AD(MV)’
键在选择栏选择‘恒荷载(ST)’
键在选择栏选择‘人行道荷载(ST)’
39
例题
40
确认变形
按以下步骤确认变形。
在后处理阶段为了便于确认各种分析结果，将建模过程中所排列的节点和单元以及属性工具条在画面上消除而以结果和影响线/面工具条来取代。
1. 在结果工具条点击
变形形状(图30的)
2. 在荷载工况 / 荷载组合选择栏选择‘CBmax:LCB1’ 3. 在内力组成 选择栏确认‘DXYZ’
4. 在显示形式 选择栏对‘变形前’,‘图例’表示‘’标记 5. 在显示形式 选择栏点击位于 变形 右侧的
键
6. 在变形的表现方式选择栏选择‘实际变形’ 7. 确认适用于选择确认时 的‘’标记 8. 点击 键
9. 点击 隐藏面 (Toggle on)
图30. 变形(Deformed Shape)
单跨拱桥
查看影响线结果
首先来查看对于支点反力的影响线。下面是对支点B1(节点1)的结果。 1. 点击
隐藏面 (Toggle off)
反力 (图31的)
2. 在影响线/面 工具条点击
3. 在车道/车道面选择栏确认‘lane1’ 4. 在节点号 输入栏确认‘1’ 5. 在放大系数 输入栏确认‘1.0’ 6. 在内力组成 选择栏确认‘FZ’ 7. 在显示形式 选择栏确认‘图例’ 8. 点击9. 点击
图31. 对支点反力的影响线
键
正面
41
例题
42
对支点反力的影响线结果通过动画来查看。 1. 点击
标准视图
2. 在显示形式选择栏选择‘数值’, ‘图例’ 3. 点击 键
4. 点击
记录 键
5. 查看结果后点击
关闭 键使其回到原来的画面
图32. 对支点反力影响线的动画处理画面
在Key Nod/Elem 输入栏也可利用Mouse Editor 功能来选择单元或节点。
单跨拱桥
下面查看对挠曲的影响线结果。 1. 点击
正面
2. 在影响线/影响面工具条点击
位移 (图33)
3. 在车道/车道面选择栏确认‘lane1’
4. 在节点号输入栏输入‘15’
5. 在放大系数输入栏输入‘2.0’ 6. 在内力组成 选择栏选择‘Dz’ 7. 在显示形式 选择栏确认‘图例’ 8. 点击 键
图33. 对挠曲的影响线
43
例题
44
对弯矩的影响线。 1. 在影响线/影响面工具条点击
梁单元内力(图34的)
2. 在车道/车道面选择栏确认‘线2’ 3. 在单元号 输入栏输入‘23’ 4. 在放大系数 输入栏输入‘2.0’ 5. 在位置 选择栏确认‘i’ 6. 在内力组成 选择栏确认‘My’ 7. 在显示形式 选择栏确认‘图例’ 8. 点击 键
图34. 对弯矩的影响线
Moving Load Tracer可在进行车辆移动荷载结构分析时对所得到的结果予以使用。是根据结果推算车辆的施荷状态并将其以影响线(影响面)的形式来表现的功能。
单跨拱桥
利用移动荷载追踪器查看车辆移动所引起的建筑物的反力。
1. 点击 标准视图
2. 点击
用平面选择 (图35的)
3. 在平面 表单选择‘XY平面’并输入节点1 4. 点击 键
5. 点击
激活
6. 在主菜单选择结果>移动荷载追踪器>反力
7. 在移动荷载追踪器 选择栏选择‘MVmax : MVL-C-AL’ 8. 在单元号输入栏输入‘1’ 9. 在放大系数 输入栏确认‘1.0’ 10. 在位置 选择栏确认‘FZ’
11. 在显示形式 选择栏确认‘等值线图’, ‘图例’, ‘适用荷载’ 12. 点击 键
图35. 利用移动和载追踪器确认移动荷载的施加位置
45
例题
实际工作中经常需要对某一特定部位的分析结果进行查看、分析，此时可
以利用平面选择功能输出相应平面上的分析结果。
MVmin : 车辆荷载作用于建筑物时构件的最小值
Mvmax : 车辆荷载作用于建筑物时构件的最大值
46
剪力图与弯矩图
剪力图与弯矩图结果的查看方法基本相同，故在这里只以查看弯矩图为例进行说明。另外不是查看整个建筑物的弯矩图，而只查看一部分的结果。这里以X-Z平面为例介绍显示该平面弯矩图的步骤。
1. 点击 全部激活 2. 点击
用平面选择
3. 在平面 表单选择‘XZ平面’ 4. 用鼠标在 X-Z平面选择节点1 5. 点击 键
6. 点击 激活 7. 点击
正面
8. 在结果工具条点击
梁单元内力图 (图36的)
9. 在荷载工况 / 荷载组合 选择栏选择‘MVall: MVL-C-AL’
10. 在内力组成 选择栏确认‘My’
11. 在显示选择选择栏选择‘5点’, ‘Line Fill’ 12. 在系数 输入栏确认‘2.0’
13. 在显示形式 选择栏确认‘等值线图’的‘’标记 14. 点击
键
图36. 梁的弯矩图(X-Z平面)
单跨拱桥
47
例题2
单跨拱桥
MIDAS/Civil
2
例题 2. 单跨拱桥
1
分析模型与荷载条件 / 2
5 7 使用节点和单元进行建模
11
建立拱肋 / 11 建立吊杆 / 12
形成拱的主梁并复制构架 / 14 建立横系梁 / 16 建立支撑 / 17
22
输入梁单元连接部的边界条件 / 23 建立虚设梁 / 25
输入车辆移动荷载和静力荷载28
设定荷载条件 / 28 输入静力荷载 / 29 输入车辆移动荷载 / 31
38 查看分析结果
38
荷载组合 / 38 确认变形 / 40 查看影响线结果 / 41 剪力图与弯矩图 / 46
概要
例题2. 单跨拱桥
本例题主要介绍如何对有车辆荷载作用的单跨拱桥进行建模、结构分析及结果校核。
在这里省略了例题1中所说明了的MIDAS/Civil的基本功能，而主要使用图标菜单。对MIDAS/Civil的功能或结构分析过程有不解之处请参考在线用户手册。
在安装 CD中提供有包含此例题所有建模、分析和结果确认过程的动画及解说。通过动画及解说先对整个分析过程获得一定了解的话，可以进一步提高跟随操作的效果。
此例题所介绍的各阶段分析步骤如下。
1. 打开文件并设定操作的基本环境 2. 输入构件的材料及截面数据 3. 使用节点和单元进行建模 4. 输入建筑物的边界条件 5. 输入车辆移动荷载和静力荷载 6. 进行结构分析 7. 对结果进行校核和分析
1
例题
2
分析模型与荷载条件
拱桥的模型如图1所示，其基本情况如下。
桥梁形式 : 拱桥 桥梁等级 : 1等桥梁 跨 径 : 50m 设计车道数 : 2条车道 桥 宽 : 14m
图1. 拱桥模型
结构的平面如下所示。(参考图2)
横系梁按5m间距排列 按桥轴方向设置纵向支撑
在中心线两端7m的位置设置主梁和拱肋
单跨拱桥
BB边界条件 :
B1 – 约束所有方向的位移 B3 – 约束X, Z方向的位移
B2 - 约束Y, Z方向的位移 B4 - 约束Z方向的位移
(a) 平面图
(b) 立面图
图2. 拱桥的平面图和立面图
X
3
例题
4
对于荷载条件，为了简化问题只考虑以下3种条件。 荷载条件 1 : 固定荷载 90 kN/m (只作用于主梁) 荷载条件 2 : 人行道荷载 6.2 kN/m (只作用于主梁)
荷载条件 3 : 车辆移动荷载 (C-AL, C-AD)
本例题的主要目的是为了介绍MIDAS/Civil的各项功能，因此有些条件会与实际情况有出入，请作参考。
单跨拱桥
打开文件与设定基本操作环境
为建立桥梁模型打开新文件(
在画面下端的状态条点击单位选择键
(
在此例题中为了提高熟练度在建模过程中尽量不去使用树形菜单或主菜单而是以使用图标菜单为主。
以下是为了有效地利用图标菜单将操作所需的图标在画面上给予显示的步骤。 1. 在主菜单选择工具>用户定制>工具条
2. 在工具条选择栏的相应项目之前表示‘’ (参考图3) 3. 点击 键
)选择‘kN’和‘mm’。该单位系可以根
据输入数据的种类按用户方便任意进行变更。
新项目)，以‘拱’为名保存文件(
保存)。
图3. 工具条输入窗口
5
例题
) 排
列Toolba (a) 排列工具条前的画面
a
所添加的Toolbar可通
过用鼠标按着Toolbar的 Title Bar(图4 (a)的)将其拉到所需位置。对于已有的Toolbar可点击图4 (a)的来移动。
(
(b) 将Toolbar排列后的画面
6
图4. 工具条的排列
单跨拱桥
输入构件材料及截面
结构构件的材料及截面按以下的数据输入。
材料
1 : Grade3 – 横系梁, 斜支撑，主梁, 拱肋, 吊杆 2 : Dummy – 虚设梁
截面
1 : B 2100×600×10/10 - 主梁
2 : H 1540×500×14/27 - 横系梁 3 : B 600×600×16/14 4 : H 600×400×12/16 5 : B 600×500×10/14 6 : H 400×400×13/21 7 : Dummy Beam
截面1~5属于焊接制作的截面(Built-up Section)故可使用User功能，而截面6则可使用程序中内存的GB标准截面DB。
上面的虚设梁是为了指定车辆移动荷载而设的。其材料和截面可使用以下数据来输入。
对虚设梁的材料和截面可输入任意的足够小的值以使其不致于对分析结果产生影响。
- 拱肋 - 吊杆
- 斜支撑和横向支撑 - 水平斜支撑(包括纵梁) - 虚设梁
7
例题
8
图5. 截面设定对话窗口 图6. 输入材料数据的对话窗口
1. 在材料和截面特性点击 材料 (参考图5)
2. 点击
键
3. 在一般的材料号输入栏确认‘1’(参考图6) 4. 在类型选择栏确认‘钢材’ 5. 在钢材的规范选择栏选择‘GB(S)’ 6. 在数据库选择栏选择‘Grade3’ 7. 点击
键
8. 用同样的方法参考上表输入虚设梁的材料 9. 点击 键
图7. 截面数据的输入
1. 在材料和截面特性对话窗口(图5)选择截面表单
(或在特性工具条选择2. 点击
键
截面)
单跨拱桥
3. 在数据库/用户表单的截面号输入栏确认‘1’ (参考图7) 4. 在名称输入栏输入‘主梁’
5. 在截面形状选择栏(图7的)选择‘箱型截面’ 6. 在拥护和数据库中选择‘用户’ 7. 在H 输入栏输入‘2100’ 8. 在B 输入栏输入‘600’ 9. 在tw 输入栏输入‘10’ 10. 在tf1 输入栏输入‘10’ 11. 点击
键
9
例题
输入截面名称时可以使用两种方法。
第一, 点击输入栏右侧的
键，利用Scroll Bar选择相应截面名称的方法。 第二, 直接输入截面名称的方法。
利用第二种方法时须将键
盘转换为英文输入状态。
10
12. 按3~11的步骤输入截面2~5 13. 在截面号输入栏确认‘6’
14. 在名称 输入栏输入‘水平斜支撑(包括纵向梁)’ 15. 在截面形状选择栏(图7的)选择‘H-截面’
16. 在用户和数据库中选择‘数据库’，并在右侧的选择栏确认‘GB’ 17. 用鼠标点击截面 输入栏，输入‘H 400×400×13/21’或利用滚动条进行选
择
18. 对于Dummy Beam，在数值表单只在Iyy输入‘1’ 19. 点击 键 20. 点击
键
21. 在状态条点击单位选择键(
)将‘mm’改为‘m’
单跨拱桥
使用节点和单元进行建模
建立拱肋
利用建立拱助手功能建立拱肋。(参考图8) 1. 在树菜单的菜单表单选择模型>结构建模助手>拱
在输入&编辑表单的类型选择栏可以对拱的形式(投影等间距抛物线、等间距抛物线、投影等间距椭圆、等间距椭圆)作选择。这里考虑吊杆的等间距排列，选择‘Parabola1’ 形式以使拱肋上的节点投影到连接两端的直线上时为等间距。(参考图8)
2. 在插入/编辑表单的类型 选择栏确认‘抛物线形’ 3. 在分割数量 输入栏确认‘10’ 4. 在L 输入栏输入‘50’ 5. 在H 输入栏确认‘10’ 6. 在边界条件 选择栏选择‘无’ 7. 在显示单元号.的左侧表示‘’ 8. 在材料 选择栏选择‘1 : Grade3’ 9. 在截面 选择栏选择‘3 : 拱肋’
10. 在插入 表单的插入点 输入栏确认‘0, 0, 0’ 11. 点击12. 点击13. 点击 键
自动调节缩放 正面
图11
例题
扩展单元是将节点或单元向任意位置移动并沿着相应的移动路径建立高维单元的功能。(如：节点→线单元, 线单元→面单元, 面单元→实体单元)
‘定义基准线’是定义被投影直线(Line)的输入栏，可通过输入该直线上的任意两点来定义。
调整吊杆腹板轴的方向使其与桥轴的垂直方向一致。(参考图10, On-line Manual的“Civil的功能>模型>修改单元参数” )
12
建立吊杆
利用扩展单元功能将拱肋上生成的节点按竖直下方投影延长以输入吊杆。(参考图9)
1. 在单元工具条点击 扩展单元 (图9的)
2. 点击 节点编号 (Toggle on)
3. 点击
用窗口选择，选择为建立吊杆要进行投影延长的节点2~10
4. 在扩展类型 选择栏确认‘节点→线单元’ 5. 在单元属性选择栏的单元类型确认‘梁单元’ 6. 在材料 选择栏选择‘1 : Grade3’ 7. 在截面 选择栏选择‘4 : 吊杆’ 8. 在生成形式 选择栏选择‘投影’
9. 在投影形式 选择栏确认‘将节点投影在直线上’
10. 用鼠标点击定义基准线的P1 输入栏使其变为草绿色后指定节点1和节点11
11. 在方向 选择栏确认‘法向’ 12. 点击 键
13. 点击 修改单元的参数(图9的) 14. 点击
选择最新建立的个体(图9的)
15. 在参数类型 选择栏选择‘Beta角’
16. 在形式 选择栏确认‘分配’ 17. 在Beta角 输入栏输入‘90’ 18. 点击 键
图9. 建立吊杆
图10. 调整吊杆的排列角度(Beta角)
单跨拱桥
13
例题
因本例题不使用点格，故为避免使用鼠标指定时出错，将 点格和 捕捉点格功能设置为Toggle off状态。
14
点击
收缩单元(图10的)和
隐藏面(图11的)(Toggle on)，可确认‘Beta
角’
的输入状况。确认输入状态后，点击 收缩单元和 隐藏面使其回到 Togg
le off 状态。
形成拱的主梁并复制构架
连接构架的两端来输入拱的主梁，并将所完成的一侧构架复制到另一侧。 1. 点击 点格、 捕捉点 (Toggle off)
2. 点击
标准视图
3. 在单元工具条点击
建立单元
4. 在单元类型选择栏确认‘一般梁/变截面梁’ 5. 在材料 选择栏选择‘1 : Grade3’ 6. 在截面 选择栏确认‘1 : 主梁’ 7. 在方向的Beta角 输入栏确认‘0’ 8. 在交叉分割 选择栏确认节点左侧的‘’
9. 用鼠标点击节点连接 输入栏使其变为草绿色后指定节点1和节点11 10. 点击
全选
11. 在单元工具条点击
单元的复制和移动
12. 在形式 选择栏确认‘复制’
13. 在移动和复制 选择栏确认‘等间距’ 14. 在dx, dy, dz 输入栏输入‘0, 14, 0’ 15. 在复制次数 输入栏确认‘1’ 16. 点击 键 (参考图11)
图11. 主梁和拱的完成
单跨拱桥
15
例题
投影功能的选择项目中， 方向是指单元投影的
方向。
16
建立横系梁
利用扩展单元功能将一侧主梁上的节点扩展到另一侧的主梁来建立横系梁。 1. 点击 扩展单元
2. 点击
用多边形选择(图12的)并选择节点1和节点11~20
3. 在扩展类型 选择栏确认‘节点→线单元’ 4. 在单元类型 选择栏确认‘梁单元’ 5. 在材料 选择栏确认‘1 : Grade3’ 6. 在截面 选择栏选择‘2 : 横系梁’ 7. 在生成形式 选择栏选择‘投影’
8. 在投影形式选择栏确认‘将节点投影在直线上’
9. 点击定义基准线的P1输入栏使其变为草绿色后指定节点21和节点31
10. 在方向 选择栏确认‘法向’
11. 点击 键
图12. 建立横系梁
单跨拱桥
建立支撑
仅对新建立的横系梁激活之后，利用捕捉点功能和建立单元 功能来完成纵向支撑(加强肋，Stringer)。
1. 点击2. 点击3. 点击4. 点击
选择最新建立的个体 激活
单元编号 (Toggle on) 建立单元
5. 在单元类型 选择栏确认‘一般梁/变截面梁’ 6. 在材料 选择栏选择‘1 : Grade3’
7. 在截面 选择栏选择‘6 : 水平斜支撑(包括纵向支撑)’ 8. 在方向的Beta角 输入栏确认‘0’ 9. 在交叉分割 选择栏确认 节点左侧的‘’
10. 在画面下端的状态条，确认捕捉点的位置是否为1/2(参考图13) 11. 用鼠标点击节点连接 输入栏使其变为草绿色之后依次指定单元59和60的中
点 12. 点击 单元编号 (Toggle off) (参考图13)
17
例题
18
图13. 完成纵向支撑
现在输入桥面的对角斜支撑。 1. 在建立单元 Dialog Bar的单元类型选择栏确认‘一般梁/变截面梁’ 2. 在材料 选择栏确认‘1 : Grade3’
3. 在截面 选择栏确认‘6 : 水平斜支撑(包括纵向支撑)’
4. 用鼠标点击节点连接 输入栏使其变为草绿色之后分别连接节点1和43以及节
点43和21输入两个单元 5. 点击 单元的移动和复制
6. 点击
单选并选择上面所生成的两个斜支撑单元
7. 在形式 选择栏确认‘复制’ 8. 在移动和复制 选择栏确认‘等间距’ 9. 在dx, dy, dz 输入栏输入‘5, 0, 0’ 10. 在复制次数 输入栏输入‘4’ 11. 点击12. 点击13. 点击
键
单跨拱桥
镜像单元 前次的选择、
选择最新建立的个体选择所有对角斜支撑单元
14. 在形式 选择栏确认‘复制’
15. 在镜像平面选择y-z平面，点击x输入栏使其变为草绿色之后指定节点16或在
x输入栏输入‘25’
16. 点击
图14. 完成桥面
键 (参考图14)
19
例题
逆激活 是将目前处于激活状态的节点和单元转换为钝化状态，而将处于钝化状态的节点和单元转换为激活状态的功能。
20
以拱肋的中央为准输入对称排列于两侧的支撑。
1. 点击 逆激活(图15的)
2. 点击
建立单元
3. 在材料 选择栏确认‘1 : Grade3’
4. 在截面 选择栏选择‘5 : 桥门斜支撑及横向支撑’ 5. 在Beta角 输入栏确认‘0’
6. 用鼠标点击节点连接 输入栏使其变为草绿色之后，分别连接节点4和24、5
和25、6和26、7和27、8和28(参考图15)。
图15. 完成桥门斜支撑
单跨拱桥
为建立拱中央的支撑，只选择与该单元相连的部分并将其激活。
输入单元的过程中未能正确选择所需对象时，可使用键盘上的Esc键, 或点击鼠标的右键选择Context Menu下端的Cancel菜单来取消输入内容。
1. 点击
单选，并选择5个桥门斜支撑单元 2. 点击 激活
3. 点击
单元编号 (Toggle on)
4. 在建立单元 Dialog Bar的单元类型 选择栏确认‘一般梁/ 变截面梁’ 5. 在材料 选择栏确认‘1 : Grade3’
6. 在截面 选择栏选择‘6 : 水平斜支撑(包括纵向支撑)’ 7. 在方向的Beta角 输入栏确认‘0’ 8. 在交叉分割 选择栏确认节点左侧的‘’
9. 点击节点连接输入栏使其变为草绿色之后，依次连接单元111~115的中央来
输入纵方向的斜支撑构件
10. 点击 单元编号 (Toggle off)
11. 点击节点连接输入栏使其变为草绿色之后，依次指定节点4和53、24和53、5
和54、25和54、54和7、54和27、55和8、55和28(参考图16)
图16. 完成拱的斜支撑
21
例题
输入结构的边界条件
22
结构形状的输入工作完了后，即可输入边界条件(参考图2(a)的边界条件)。 1. 点击
全部激活
2. 在Model Entity 表单选择边界条件确认‘支撑条件’ 3. 在选择 选择栏确认‘添加’ 4. 点击
单选
5. 选择节点‘1’，在‘D-ALL’的左侧表示‘ ’ 6. 点击
键
7. 选择节点‘11’，只在‘Dy, Dz’的右侧表示‘ ’ 8. 点击
键
9. 选择节点‘21’，只在‘Dx, Dz’的右侧表示‘ ’ 10. 点击
键
11. 选择节点‘31’，只在‘Dz’的右侧表示‘ ’ 12. 点击
键
图17. 输入结构的边界条件
对过滤选择的说明请参考在线帮助手册或Getting Started & Tutorials
欲确认单元坐标轴时可
点击 显示选择 单元表单的局部坐标。
交叉线选择是用鼠标
任意画一直线来选择与该直线相交的单元的功能。
单跨拱桥
输入梁单元连接部的边界条件
使用释放梁端约束功能按如下步骤输入梁单元两端部的边界条件。(参考图18) 吊杆构件的两端 : 对单元坐标系z轴为铰接条件 支撑构件的两端 : 对单元坐标系y、z轴为铰接条件
与主梁相连接的横系梁两端 : 对单元坐标系y、z轴为铰接条件
1. 在对话框上部的功能目录表选择‘释放梁端约束’ 2. 在选择 选择栏确认‘添加/替换’
3. 点击过滤 选择栏(图18的)选择‘z’
4. 点击
全选
5. 在选择释放和约束比率 选择栏只对i-节点、j-节点的‘Mz’表示‘’
6. 点击 键
7. 点击过滤 选择栏(图18的)选择‘无’ 8.
在
选择属性对话窗口的截面 选择栏选择‘6 : 水平斜支撑(包括纵向支
撑)’ 9. 点击
键
10. 在选择释放和约束比率
选择栏点击
键 (或在i-形式、j-形式
的‘My、Mz’选择‘’) 11. 点击
键
12. 在选择属性 对话窗口的截面 选择栏选择‘2 : 横系梁’ 13. 点击
键
14. 在选择属性 对话窗口点击选择 键
15. 点击 激活
16. 点击
单元编号 (Toggle on) 17. 点击
用交叉线选择选择单元59~69
18. 在选择释放和约束比率选择栏点击
键
23
例题
24
19. 点击
键
20. 在单元选择输入窗口(图18的)输入‘80to90’并按键盘上的回车键键 21. 在选择释放和约束比率选择栏点击
键
22. 点击 键
23. 点击 单元编号 (Toggle off) 24. 点击
逆激活
图18. 输入选择释放和约束比率
单跨拱桥
建立虚设梁
为输入车辆移动荷载而建立虚设梁。
1. 点击
用平面选择
2. 选择XY平面
3. 用鼠标选择节点1后，点击用平面选择 对话窗口的4. 点击5. 点击6. 选择7. 点击
键
激活 顶面
单元的复制和移动
单选后，选择处于画面下方的横系梁(参考图19的)
8. 在任意间距的方向选择‘y’，在间距 输入栏输入‘4.5, 3.6’ 9. 点击
图19. 建立虚设梁
键
25
例题
26
分割与建立的虚设梁相交的Y方向水平支撑。 1. 点击
节点编号 (Toggle off), 点击 单元编号 (Toggle on)
2. 在属性选择-单元 输入窗口输入‘59to69’后按键盘上的回车键 键 3. 选择
分割单元
4. 在单元类型确认‘线单元’
5. 选择任意间距后，在x 输入栏输入‘4.5’ 6. 点击
键
7. 使用相同的方法在属性选择-单元 8. 输入窗口输入‘80to90’后按回车键 键 9. 选择任意间距后在x 输入栏输入‘1.1’ 10. 点击 键 10. 点击 键
11. 点击
节点编号 (Toggle on), 点击 单元编号 (Toggle off)
12. 选择属性菜单的工作 表单 13. 利用
单选选择虚设梁(参考图20)
14. 用鼠标选择材料的‘2:Dummy’后，利用拖放功能指定材料 15. 点击
前次的选择
16. 用鼠标选择截面的‘7:Dummy Beam’后，利用拖放功能指定截面 17. 点击 全部选择 ,
标准视图
图20. 分割Y方向水平支撑
图 21. 指定虚设梁的材料和截面
单跨拱桥
27
例题
输入车辆移动荷载和静力荷载
28
设定荷载条件
输入荷载之前先设定荷载条件(Load Cases)。 1. 在荷载菜单选择静力荷载工况
2. 如图22，在静力荷载工况 对话窗口的 名称 输入栏输入‘恒荷载’ 3. 在类型 选择栏选择‘Dead Load’ 4. 点击
键
5. 在名称 输入栏输入‘人行道荷载’ 6. 在类型 选择栏选择‘Dead Load’ 7. 点击 键 8. 点击
键
图22. 荷载条件输入窗口
单跨拱桥
输入静力荷载
现在输入静力荷载(荷载条件 1、2)。
为了简化问题，假定恒荷载和人行道荷载只作用于主梁之上。(参考图23) 1. 点击2. 点击
选择属性
键左侧的选择‘截面’
3. 在截面 选择栏选择‘1 : 主梁’ 4. 点击
键
键
5. 在选择属性 对话窗口点击6. 在荷载菜单选择梁单元荷载
7. 在梁单元荷载 选择栏确认‘恒荷载’ 8. 在选择 选择栏确认‘添加’
9. 在荷载类型 选择栏确认‘均布荷载’ 10. 在方向 选择栏确认‘整体坐标系 Z’ 11. 在投影 选择栏确认‘否’ 12. 在数值 选择栏确认‘相对值’
14. 在x1 输入栏输入‘0’, x2 输入栏输入‘1’, W 输入栏输入‘-90’ 15. 点击16. 点击
键
前次的选择
17. 在荷载工况名称 输入栏选择‘人行道荷载’ 18. 在选择 选择栏确认‘添加’
19. 在荷载类型 选择栏确认‘均布荷载’ 20. 在方向 选择栏确认‘整体坐标系 Z’ 21. 在投影 选择栏确认‘否’ 22. 在数值 选择栏确认‘相对值’
29
例题
30
23. 在x1 输入栏输入‘0’, x2 输入栏输入‘1’, W 输入栏输入‘-6.2’ 24. 点击 键 25. 点击 键
图23. 荷载输入状态
为定义车辆移动荷载，须先了解用户手册第二册“土木结构分析”中关于桥梁移动荷载分析的内容。
车道为曲线或不连续而不方便以2 Points来输入时可选择Element Number，用键盘直接输入单元编号。
单跨拱桥
输入车辆移动荷载
首先定义车道。(参考图24)
1. 在属性菜单的菜单表单选择移动荷载分析数据>车道 2. 在车道 对话窗口点击
键
3. 在车道名称 输入栏输入‘lane 1’ 4. 在偏心距离 输入栏确认‘0’ 5. 在桥梁跨度 输入栏输入‘50’
6. 在选择确认‘2点’, 用鼠标点击右侧的输入栏使其变为草绿色后，指定节
点57、67
7. 点击
键
8. 在车道 对话窗口点击
键
9. 在车道名称 输入栏输入‘lane 2’ 10. 在偏心距离 输入栏确认 ‘0’ 11. 在桥梁跨度 输入栏输入‘50’
12. 在选择的2点、鼠标点取及单元号中选择‘2点’, 用鼠标点击右侧的输入栏
使其变为草绿色后，指定节点68、78 13. 点击 键 14. 点击
键
31
例题
图24. 定义车道对话窗口
32
单跨拱桥
MIDAS/Civil内藏有中国公路桥梁荷载、中国城
市桥梁荷载、中国铁路桥涵荷载等标准车辆荷载。
下面来了解一下定义车辆移动荷载C-AL和C-AD的方法。 (参考图25) 1. 在属性菜单的菜单 表单选择移动荷载分析数据 >车辆 2. 在车辆 对话窗口点击
键
3. 在规范名称 选择栏确认‘中国城市桥梁荷载（CJJ77-98）’ 4. 在车辆荷载名称 选择栏确认‘C-AL’ 5. 点击
键
6. 在车辆荷载名称 选择栏选择‘C-AD(150)’ 7. 点击8. 点击
图25. 定义标准车辆荷载 键 键
33
例题
利用Vehicle Classes 功能可定义车辆荷载组。若象本例题一样将C-AL和C-AD荷载定义为相同车辆荷载组的话，可在两种车辆荷载的分析结果中算出构件内力、变形、反力等的最大、最小值。
定义车辆荷载群。 (参考图26) 1. 在属性菜单的菜单表单选择 移动荷载分析数据 >车辆组 2. 在车辆组 对话窗口点击
键
3. 在车辆组数据 对话窗口的车辆组名称 输入栏输入‘数据’ 4. 选择车辆荷载 项目中的C-AL后，点击5. 点击
键
键将其移动到选择的荷载 项目
6. 在车辆组名称 输入栏输入‘DL’
7. 使用同样的方法在选择的荷载项目中将C-AL换成C-AD后，点击
8. 点击
图26. 定义车辆荷载的分类 键
键
34
单跨拱桥
利用定义移动荷载工况功能定义车辆荷载施加条
件。其中包括在哪条车道施加何种车辆荷载、可同时施加车辆荷载的最大、最小车道数等。
以下定义车辆移动荷载条件。 (参考图27)
1. 在属性荷载选择移动荷载分析数据>移动荷载工况 2. 在移动荷载工况 对话窗口点击
键
3. 在移动荷载工况 对话窗口的移动荷载工况 输入栏输入‘MVL-C-AL’ 4. 在子荷载工况 选择栏点击
键
5. 在荷载工况数据的车辆组 选择栏确认‘C-AL ’ 6. 在组合系数 输入栏确认‘1’
7. 在可以加载的最少车道数 输入栏输入‘1’ 8. 在可以加载的最大车道数 输入栏输入‘ 2’
9. 选择设置车道的 车道列表 项目中的‘lane1, lane2
’后，点击
键将
其移动到 选择的车道列表 10. 在子荷载工况 对话窗口点击
键 11. 在移动荷载工况 对话窗口点击
键
12. 参考图27，利用相同的方法建立‘MVL-C-AD’ 13. 点击
键
35
例题
图
27.
定义车辆移动荷载
36
下面定义分析车辆移动荷载的方法。(参考图28) 1. 在主菜单选择分析>移动荷载分析控制数据 2. 在选择加载位置 选择栏确认‘最不利点’ 3. 点击4. 点击
键
单跨拱桥
节点编号 (Toggle off)
图28. 移动荷载分析方法对话窗口
37
例题
进行结构分析
查看分析结果
38
对输入荷载条件和边界条件的建筑物进行结构分析。 点击
运行分析
荷载组合
下面了解对结构分析结束的3种荷载条件(恒荷载、人行道荷载、移动荷载)进行线性组合(Linear Load Combination)的方法。
在此例题中只输入以下2种荷载组合条件对其结果进行确认。此荷载组合是任意设置的，与进行实际设计时所使用的条件无关。 荷载组合条件 1(LCB1) : 1.0 (恒荷载 + 人行道荷载 + MVL-C-AL)
荷载组合条件 2(LCB2) : 1.0 (恒荷载 + 人行道荷载 + MVL-C-AD(150))
图29. 荷载组合条件的对话窗口
单跨拱桥
荷载组合条件是在主菜单的结果>荷载组合导入荷载组合对话窗口，并按以下步骤来输入的。 1. 在主菜单选择结果>荷载组合 2. 在荷载组合列表的激活表示‘’ 3. 在名称 输入栏输入‘LCB1’ 4. 在类型 选择栏确认‘Add’
5. 用鼠标点击荷载工况 选择栏后，利用
6. 用鼠标点击第二个选择栏后，利用
7. 用鼠标点击第三个选择栏后，利用
8. 在系数 输入栏确认‘1.0’
9. 用相同的方法建立第二种荷载组合 LCB2 10. 点击
键
键在选择栏选择‘MVL-C-AD(MV)’
键在选择栏选择‘恒荷载(ST)’
键在选择栏选择‘人行道荷载(ST)’
39
例题
40
确认变形
按以下步骤确认变形。
在后处理阶段为了便于确认各种分析结果，将建模过程中所排列的节点和单元以及属性工具条在画面上消除而以结果和影响线/面工具条来取代。
1. 在结果工具条点击
变形形状(图30的)
2. 在荷载工况 / 荷载组合选择栏选择‘CBmax:LCB1’ 3. 在内力组成 选择栏确认‘DXYZ’
4. 在显示形式 选择栏对‘变形前’,‘图例’表示‘’标记 5. 在显示形式 选择栏点击位于 变形 右侧的
键
6. 在变形的表现方式选择栏选择‘实际变形’ 7. 确认适用于选择确认时 的‘’标记 8. 点击 键
9. 点击 隐藏面 (Toggle on)
图30. 变形(Deformed Shape)
单跨拱桥
查看影响线结果
首先来查看对于支点反力的影响线。下面是对支点B1(节点1)的结果。 1. 点击
隐藏面 (Toggle off)
反力 (图31的)
2. 在影响线/面 工具条点击
3. 在车道/车道面选择栏确认‘lane1’ 4. 在节点号 输入栏确认‘1’ 5. 在放大系数 输入栏确认‘1.0’ 6. 在内力组成 选择栏确认‘FZ’ 7. 在显示形式 选择栏确认‘图例’ 8. 点击9. 点击
图31. 对支点反力的影响线
键
正面
41
例题
42
对支点反力的影响线结果通过动画来查看。 1. 点击
标准视图
2. 在显示形式选择栏选择‘数值’, ‘图例’ 3. 点击 键
4. 点击
记录 键
5. 查看结果后点击
关闭 键使其回到原来的画面
图32. 对支点反力影响线的动画处理画面
在Key Nod/Elem 输入栏也可利用Mouse Editor 功能来选择单元或节点。
单跨拱桥
下面查看对挠曲的影响线结果。 1. 点击
正面
2. 在影响线/影响面工具条点击
位移 (图33)
3. 在车道/车道面选择栏确认‘lane1’
4. 在节点号输入栏输入‘15’
5. 在放大系数输入栏输入‘2.0’ 6. 在内力组成 选择栏选择‘Dz’ 7. 在显示形式 选择栏确认‘图例’ 8. 点击 键
图33. 对挠曲的影响线
43
例题
44
对弯矩的影响线。 1. 在影响线/影响面工具条点击
梁单元内力(图34的)
2. 在车道/车道面选择栏确认‘线2’ 3. 在单元号 输入栏输入‘23’ 4. 在放大系数 输入栏输入‘2.0’ 5. 在位置 选择栏确认‘i’ 6. 在内力组成 选择栏确认‘My’ 7. 在显示形式 选择栏确认‘图例’ 8. 点击 键
图34. 对弯矩的影响线
Moving Load Tracer可在进行车辆移动荷载结构分析时对所得到的结果予以使用。是根据结果推算车辆的施荷状态并将其以影响线(影响面)的形式来表现的功能。
单跨拱桥
利用移动荷载追踪器查看车辆移动所引起的建筑物的反力。
1. 点击 标准视图
2. 点击
用平面选择 (图35的)
3. 在平面 表单选择‘XY平面’并输入节点1 4. 点击 键
5. 点击
激活
6. 在主菜单选择结果>移动荷载追踪器>反力
7. 在移动荷载追踪器 选择栏选择‘MVmax : MVL-C-AL’ 8. 在单元号输入栏输入‘1’ 9. 在放大系数 输入栏确认‘1.0’ 10. 在位置 选择栏确认‘FZ’
11. 在显示形式 选择栏确认‘等值线图’, ‘图例’, ‘适用荷载’ 12. 点击 键
图35. 利用移动和载追踪器确认移动荷载的施加位置
45
例题
实际工作中经常需要对某一特定部位的分析结果进行查看、分析，此时可
以利用平面选择功能输出相应平面上的分析结果。
MVmin : 车辆荷载作用于建筑物时构件的最小值
Mvmax : 车辆荷载作用于建筑物时构件的最大值
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剪力图与弯矩图
剪力图与弯矩图结果的查看方法基本相同，故在这里只以查看弯矩图为例进行说明。另外不是查看整个建筑物的弯矩图，而只查看一部分的结果。这里以X-Z平面为例介绍显示该平面弯矩图的步骤。
1. 点击 全部激活 2. 点击
用平面选择
3. 在平面 表单选择‘XZ平面’ 4. 用鼠标在 X-Z平面选择节点1 5. 点击 键
6. 点击 激活 7. 点击
正面
8. 在结果工具条点击
梁单元内力图 (图36的)
9. 在荷载工况 / 荷载组合 选择栏选择‘MVall: MVL-C-AL’
10. 在内力组成 选择栏确认‘My’
11. 在显示选择选择栏选择‘5点’, ‘Line Fill’ 12. 在系数 输入栏确认‘2.0’
13. 在显示形式 选择栏确认‘等值线图’的‘’标记 14. 点击
键
图36. 梁的弯矩图(X-Z平面)
单跨拱桥
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