Midas建模——综合管廊交叉口的详细过程

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管廊节点一般分为:投料口、出线口、排风口、排风口、交叉口等,交叉口是其中较为复杂的节点,如果掌握了交叉口的Midas建模方法,其他所有的节点建模便不成问题。 本文内容包含以下几个部分: 在CAD中建模,导入CAD模型,生成底板,生成下侧壁,生成中板,生成上侧壁,生成顶板,输入荷载,输入边界条件,定义子区域。 1.  在CAD中建模

管廊节点一般分为:投料口、出线口、排风口、排风口、交叉口等,交叉口是其中较为复杂的节点,如果掌握了交叉口的Midas建模方法,其他所有的节点建模便不成问题。


本文内容包含以下几个部分:

在CAD中建模,导入CAD模型,生成底板,生成下侧壁,生成中板,生成上侧壁,生成顶板,输入荷载,输入边界条件,定义子区域。


1.  在CAD中建模


在CAD用直线命令绘制交叉口的各层平面,组装成三维模型,另存为DXF格式。对于简单的模型,是可以直接在Midas中生成的,当模型较为复杂时,建议从CAD中导入。注意绘图比例为1:1,单位要和Midas中长度单位的保持一致。



小贴士:在建模过程中,建议设置通长贯穿的辅助线,这样当网格划分时,此处的网格是规整的,便于后期用剖断线查看板单元内力


2.  导入CAD模型


打开midas,新建一个文件,导入刚才保存的DXF文件,CAD中建立的直线导入到Midas中成为线单元。



小贴士:如果在Midas需要建立圆形洞口,因Midas不能直接导入圆弧单元,所以需要要把圆弧分段,然后每个弧段用直线段替代。


3.  生成底板


选择底层平面,用网格划分的功能,网格尺寸为1m,板厚为500mm。



小贴士:并非网格尺寸越小,结果越精确,一般控制网格尺寸在单元厚度的2-3倍之间。


4.  生成下侧壁


只激活底板,选择底板上需要拓展成侧壁的直线单元,用拓展命令(线单元-平面单元)。



小贴士:不要勾选“删除线单元”,如果建模过程出现偏差,保留此线单元有利于修改模型。  


5.  生成中板


选择中层平面,用网格划分的功能,网格尺寸为1m,板厚为500mm。



小贴士:不要勾选“删除线单元”,不然不能用拓展的命令生成侧壁。    


上侧板和顶板的生成可以参照以上方法,最终模型如下:




6.  输入荷载


荷载有这几种荷载:自重、地面活荷载、地面车辆荷载、地面土压力、地面活产生侧压、地面车辆产生侧压、池壁外侧土压力、 池壁外侧水压力、浮力。



地面土压力


池壁外侧水压力


浮力


小贴士:计算浮力时的水位高度应取至底板的板底标高。计算土压力时的覆土高度应取至底板的板面标高,当底板设置外悬挑时,应按实际净悬挑尺寸(扣除侧壁的厚度)考虑上覆土的压力。    


7.  输入边界条件


选择底板及中板的外挑部分,选择边界-面弹性支撑,分别设置Kx、Ky、Kz三个方向的基床系数。




小贴士:基床系数其实就是指土的刚度,其如何取值较为复杂,可参考PKPM的JCCAD的附录按不同土的性质取值。Kx、Ky分别取Kz的1/3。


8.  定义子区域


Midas中设计板单元时,需提前定义子区域,分别定义顶板、终版、底板、侧壁这4个子区域。


以上就是交叉口的Midas建模全过程,抗浮、内力、配筋、裂缝等。

上文介绍了综合管廊模型的建立过程,本文主要介绍如何查看单元内力和配筋。 下文内容包含以下几个部分: 统一单元坐标轴,抗浮验算,地基承载力验算,板单元内力及配筋验算。


1.  统一单元坐标轴


统一单元坐标轴的好处是便于查看单元内力,单元内力Fxx,Mxx等都是指单元坐标轴x方向的内力,如果单元坐标轴很乱,内力显示也是乱的。



小贴士:一般侧壁单元的y向为整体坐标轴的Z向,而 单元的 z向指向侧壁的内侧或外侧,z向的内侧或外侧决定了侧壁水、土压力的方向。


2.  抗浮验算


管廊的安全等级为一级,重要性系数为1.1, 所以 为了满足抗浮要求,在荷载组合中,浮力的系数应为1.1*1.05=1.155,自重的系数为1.0,而覆土的系数应为16/18=0.889(计算土压力时,覆土重度取 18KN/M3,而抗浮验算时 覆土的容重应按16KN/M3 )。



小贴士:当整体抗浮不满足要求时,经常使用底板外挑的办法来增加覆土重量以达到抗浮要求,但是这样做对底板跨中的局部抗浮基本没有贡献,如果要满足局部抗浮,必须加大底板厚度。实际上,在整体抗浮满足要求,且底板配筋也配足的情况下,是不会出现局部浮起(竖向位移较大)的情况的,所以,这个局部抗浮是否一定要满足,也需要具体情况具体分析。


3.  地基承载力验算


验算地基承载力的荷载组合采用标准值,在结果-反力-土压力菜单下查看。



小贴士:因管廊为空心结构,所以在很多情况下,基底的附加应力为负值,即使为正值,其值也较小,所以地基承载力一般都满足要求。但是对于基地为淤泥质土的情况,因开挖对基底下土带来的扰动不可避免,所以一般都对淤泥质土进行地基处理


4.  板单元内力及配筋验算


Midas和PKPM最大的不同是PKPM可以根据你输入的活荷载自动按规范进行各种组合,而 Midas则不行,所见才能所得,你需要考虑哪种荷载组合,需要手动定义荷载工况并输入相应组合系数。比如算抗浮验算、内力计算、裂缝验算等都需要自己去定义不同的荷载工况。



通常来说,考虑的荷载中应包含顶板的活荷载、车辆荷载以及覆土重量以此来计算顶板、侧壁以及底板。此时的侧壁为压弯构件,但为了考虑侧壁受力的最不利的情况,也会忽略上述的三个荷载,仅考虑自重和水土的侧压力。

在结果-板单元内力中,可以查看各种荷载工况下的板单元内力。用剖断线的命令可以让内力的查看更为直观。




Midas不仅提供了查看弯矩、剪力、轴力的功能,也可以让其根据内力自动生成配筋面积,并且根据实际的配筋面积(需人为手动输入)来计算裂缝宽度。唯一的遗憾是Midas不能直接根据最大裂缝宽度来生成配筋面积,在这一点上,实用性比不上PKPM。

板单元的配筋方式一般为板面两个方向和板底两个方向,在 Midas中,用板顶方向1,板顶方向2,板底方向1,板底方向2来表达。方向1指与整体坐标轴X轴(或XY平面)夹角为0度的方向,而方向2则与方向1垂直。至于板顶和板底如何定义,是按局部坐标系z轴的方向?还是按内外侧?小编目前并不能确定,只能是根据相对弯矩的大小来判定哪边是板顶哪边是板底。




在定义配筋大小并更新配筋面积后,可以查看裂缝的宽度。



小贴士:可以根据Midas提供的内力用其他软件复核板单元的配筋面积和裂缝宽度,但要按压弯构件来验算,而非纯弯构件,否则,结果会偏于保守。


来源: 网络

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  • 猪猪0313
    猪猪0313 2017年10月18日 08:08:29 5楼
    总结的真好,谢谢收集提供资料,辛苦了,很受用
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  • xuehaia
    xuehaia 2017年10月18日 09:07:22 6楼
    谢谢楼主无私分享
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  • 阿童木的
    阿童木的 2017年10月30日 09:06:11 8楼
    这种节点最难的是约束的施加,楼主是否能简要概括一下约束的施加。不胜感谢
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  • cuteser
    cuteser 2017年11月12日 10:38:00 9楼
    本帖最后由 cuteser 于 2017-11-12 10:39 编辑 111.jpg 122.jpg 124.jpg 110.png 用MIDAS做管廊设计太费事了,光导算侧壁的水压土压就费了牛劲了。 世纪旗云的管廊设计软件,一小时就能学会,荷载组合自动化,网格剖分一键搞定,侧壁的水压土压,自动导算。而且还能算配筋和裂缝,出配筋图,一键生成计算书。 地下结构设计者,值得拥有。 到q q群184155943里可以下载安装包。
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  • 崔晓晓
    崔晓晓 2018年01月04日 15:50:25 10楼

    学习了!~~谢谢楼主分享~~~

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  • coollyy25
    coollyy25 2018年03月07日 11:29:10 11楼

    请问楼主,Midas-Civil定义配筋是在哪个位置呢?求具体操作,谢谢楼主!

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  • chay.lo
    chay.lo 2019年06月24日 10:36:04 12楼
    请问这是midas哪一款软件?
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