midas Civil

midas Civil是橋梁領域通用結構分析及設計系統(tǒng)，它具有直觀的操作界面，并且采用了尖端的計算機顯示技術。midas Civil集成了靜力分析、動力分析、幾何非線性分析、屈曲分析、移動荷載分析、PSC橋分析、懸索橋分析、水化熱分析等分析設計功能。

具體問題：

一座兩跨連續(xù)的橋，在第一跨的8號節(jié)點施加了支座強制位移，如下圖1.1所示。

圖 1.1     8 號節(jié)點支座強制位移定義 

在施工階段中激活支座強制位移后，在結果中查看主梁變形如下圖 1.2 所示，并非之前定義的-10mm。如何解決？ 

圖 1.2       主梁變形圖 

解決方法：

首先運行程序，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)下列警告：

 圖 1.3       運行時的警告信息 

找到在“分析”菜單下的“分配邊界給工況”對話框里，“不約束與強制位移相關的自由度/邊界組組合沉降”勾選上后，發(fā)現(xiàn)運行分析過程不再出現(xiàn)警告信息。 

圖 1.4   分配邊界給工況對話框 

圖 1.5   運行分析正常 

程序中的“支座強制位移”是通過施加節(jié)點荷載來實現(xiàn)的，如果節(jié)點在發(fā)生支座沉降的方向上沒有“一般支承”，程序會在節(jié)點上自動施加“一般支承”，支承的方向為發(fā)生沉降的方向。自動施加“一般支承”要特別注意，其他荷載工況分析時，自動施加的支承條件是起作用的，因而會出現(xiàn)在用戶沒有定義支承邊界條件的節(jié)點有反力結果的情況，如圖 1.6。 

圖 1.6   反力結果圖 

當成橋階段分析需要鈍化施工階段中自動施加的“一般支承”時，可以在“分析”→“分配邊界條件轉換給荷載工況/分析”中定義成橋階段需要的邊界條件，同時勾選“不約束與強制位移相關的自由度/邊界組組合沉降”，該選項僅對施工階段激活的“支座強制位移”起作用。勾選與不勾選分配邊界，在成橋階段反力結果對比，如圖 1.7 所示。 

圖 1.7（a）      未勾選分配邊界反力結果 

圖 1.7（b）      勾選分配邊界反力結果 

通過勾選“不約束與強制位移相關的自由度/邊界組組合沉降”，把警告信息解除了，但是在查看后處理結果時，發(fā)現(xiàn)變形結果依然未變，如圖 1.8。 

圖 1.8   主梁變形圖 

此時發(fā)現(xiàn)問題模型在“施工階段分析控制數(shù)據(jù)”里把結構自重從施工階段恒荷載中分離出來了。 

圖 1.9   施工階段分析控制數(shù)據(jù) 

修改后，將自重不從恒荷載里面分離出來，運行查看結果發(fā)現(xiàn)正確。 

圖 1.10  正確的主梁變形圖 

程序中對于“從施工階段恒荷載中分離出荷載工況（施工荷載）”的解釋是這樣的： 

圖 1.11  幫助文件中的解釋 

圖 1.12（a）       分離出自重的結果 

圖 1.12（b）       不分離出自重的結果 

從圖 1.12(a)(b)兩個表格的結果明顯可以看出：分離出來的自重即施工荷載在合計中會重新計入一次，導致問題模型得出的結果不正確。 

相關補充說明： 

利用 Civil 來模擬“支座沉降”時，除了使用上述的“節(jié)點強制位移”的方法，還可以通過定義“支座沉降組”來實現(xiàn)。對于這兩種方法的區(qū)別如下： 

1) 不確定某個或某幾個支座發(fā)生沉降的情況下，使用“支座沉降組”，程序自動進行排列組合得到最不利的沉降結果，所以“支座沉降組”有三個分析結果：最大值 ，最小值和包絡值；在確定某個或某幾個支座發(fā)生沉降的情況下，使用“節(jié)點強制位移”，所以“支座強制位移”的分析結果為一個確定的值。

圖 1.13  成橋階段支座沉降組的三個結果 

2) “支座沉降組”只能用于成橋階段分析；“節(jié)點強制位移”既可以用于成橋階段，也可以用于施工階段分析。當同一個節(jié)點在不同的施工階段多次施加強制位移，強制位移值為累加值。

3) “支座沉降組”默認的沉降方向為節(jié)點的局部坐標 z 軸或整體坐標 Z 軸；節(jié)點強制位移可定義節(jié)點 6 個自由度的任一方向。

圖 1.14  兩種方式定義支座沉降的節(jié)點方向對比