MIDAS入門-支座模擬

MIDAS中支座的模擬彈性連接剛性與剛性連接的區(qū)別1、概念解釋：1）彈性連接是一種具有6個(gè)自由度，類似于梁?jiǎn)卧膹椈蓡卧?，彈性連接由兩個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，兩節(jié)點(diǎn)的相對(duì)變形由彈性連接的剛度決定，其剛性連接的剛度為模型中最大剛度的100000倍，此時(shí)如果模型中人為定義了剛度很大的剛臂單元，則可能會(huì)因?yàn)閺椥赃B接的剛度過(guò)大，導(dǎo)致計(jì)算奇異。2）剛性連接是一種純粹的邊界條件，是節(jié)點(diǎn)自由度耦合的一種方式，一個(gè)剛性連接是由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，一個(gè)或多個(gè)從節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，從節(jié)點(diǎn)的約束內(nèi)容與主節(jié)點(diǎn)相同，主從節(jié)點(diǎn)的相對(duì)位移由剛性連接的約束內(nèi)容決定，如果約束內(nèi)容只有平動(dòng)自由度，則主從節(jié)點(diǎn)間無(wú)相對(duì)位移，如果約束內(nèi)容既有平動(dòng)自由度也有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，則主從節(jié)點(diǎn)因發(fā)生相同的轉(zhuǎn)動(dòng)位移而導(dǎo)致主從節(jié)點(diǎn)有相對(duì)的平動(dòng)位移。2、彈性連接定義多支座反力：注：如圖所示，可以把端橫梁定義成彈性連接的剛性，這樣端部剛度越大，分配下部的支反力越均勻，如左邊顯示，三個(gè)支座反力均相等；而右邊的單梁多支座的定義，計(jì)算結(jié)果就偏離實(shí)際情況，求出的中間支反力最大，這樣的結(jié)果是錯(cuò)誤，建議選用剛性連接的方法來(lái)定義單梁多支座。3、剛性連接定義多支座反力：注：定義多支座反力，盡量選用剛性連接來(lái)做。還有一個(gè)問(wèn)題，用彈性連接的剛性容易出錯(cuò)，因?yàn)閺椥赃B接的剛性取的是整個(gè)模型中最大剛度的10的5次方倍，如模型中有較大截面時(shí)，如承臺(tái)截面時(shí)，在主梁與主塔之間連接，容易造成計(jì)算結(jié)果奇異；4、建議：1）對(duì)于普通模型，用兩種方法模擬剛臂均可，對(duì)于模型中有大截面或者有大剛度單元時(shí)，建議采用剛性連接來(lái)處理，防止計(jì)算奇異。2）彈性連接剛性，形象說(shuō)就是一根“桿”，兩者是由一根有形的桿相連接；剛性連接就是兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間有“磁鐵”左右，兩者之間無(wú)剛度約束，而是自由度耦合的方式。3）彈性連接在施工過(guò)程中可以任意激活鈍化，剛性連接在施工過(guò)程中只能激活，不能鈍化。1.幾中常用邊界條件a.橋墩底部固接在模型>邊界條件>一般支承中將六個(gè)自由度全部選中。b.主梁支座只約束豎向：在模型>邊界條件>一般支承中僅選擇Dz。約束豎向和縱向：在模型>邊界條件>一般支承中選擇Dz和Dx。約束豎向和橫向：在模型>邊界條件>一般支承中選擇Dz和Dy。約束豎向、縱向和橫向：在模型>邊界條件>一般支承中選擇Dz、Dx、Dz。c.主梁與橋墩的連接一般來(lái)說(shuō)在主梁的建模點(diǎn)和主梁底〔也需要建立一個(gè)節(jié)點(diǎn)〕之間用剛性連接連接〔使用模型>邊界條件>剛性連接功能，主節(jié)點(diǎn)可選擇為主梁建模點(diǎn)〕。橋墩的頂點(diǎn)與主梁底的連接可用彈性連接連接，彈性連接的剛度可按廠家提供的支座產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)上的豎向和水平向剛度。只約束豎向：在模型>邊界條件>彈性連接中僅輸入SDx。約束豎向和縱向：在模型>邊界條件>彈性連接中僅輸入SDx和SDz〔或SDz〕。約束豎向和橫向：在模型>邊界條件>彈性連接中僅輸入SDx和SDyz〔或SDy〕。約束豎向、縱向和橫向：在模型>邊界條件>彈性連接中輸入SDz、SDx、SDz。注意：a.可在顯示中選擇顯示彈性連接坐標(biāo)軸查看要約束方向的坐標(biāo)軸。b.當(dāng)用戶希望使用單向〔只〕受壓支座時(shí)，可在彈性連接中選擇“只受壓”。一般來(lái)說(shuō)不推薦用戶使用只受壓支座，當(dāng)用戶擔(dān)心產(chǎn)生負(fù)反力時(shí)，可先用既能受壓又能受拉的彈性連接先分析一次，查看彈性連解是否受拉，如有受拉的情況，通過(guò)結(jié)果>移動(dòng)荷載追蹤器查出發(fā)生負(fù)反力時(shí)的移動(dòng)荷載布置，然后按靜力荷載加載且把彈性連接修改為只受壓后重新分析即可。c.釋放梁端部約束當(dāng)梁與其他構(gòu)件鉸接時(shí)，可使用邊界條件>釋放梁端部約束功能釋放彎曲約束。注意：不能釋放一個(gè)節(jié)點(diǎn)周邊所有梁?jiǎn)卧诖斯?jié)點(diǎn)上的彎曲約束，否則產(chǎn)生奇異。1.邊界定義中應(yīng)注意的問(wèn)題a.在彎橋中一般沿著徑向和切向約束，此時(shí)應(yīng)事先給節(jié)點(diǎn)定義節(jié)點(diǎn)局部坐標(biāo)軸，這樣在一般支承中定義的橋墩底部固結(jié)支座和主梁支座會(huì)沿著局部坐標(biāo)軸方向約束，輸出的反力也是局部坐標(biāo)軸方向的。b.彎橋中雙支座的模擬，可在實(shí)際支座位置〔實(shí)際支座位置在徑向時(shí)，可通過(guò)復(fù)制主梁節(jié)點(diǎn)，復(fù)制方向選擇圓心和主梁節(jié)點(diǎn)即可?！辰蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)與主梁建模點(diǎn)用剛性連接連接，主節(jié)點(diǎn)選用主梁建模點(diǎn)。將這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)向下復(fù)制，距離為支座高度+梁高〔梁截面以頂對(duì)齊時(shí)〕，復(fù)制生成的點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的點(diǎn)用彈性連接連接，剛度參考廠家產(chǎn)品介紹。當(dāng)彈性連接的下部沒(méi)有模擬橋墩時(shí)，按固接處理；下部模擬了橋墩時(shí)，則連接橋墩相應(yīng)的點(diǎn)。c.一定要注意支座節(jié)點(diǎn)的位置，特別是用板單元建立斜橋時(shí)，支座位置一定要設(shè)置在板下。此時(shí)可在板的建模點(diǎn)支座位置節(jié)點(diǎn)向下復(fù)制半個(gè)板厚的距離，用剛性連接將其連接起來(lái)，然后再向下復(fù)制相當(dāng)于支座高度的距離，用彈性連接將其連接起來(lái)，將彈簧下面點(diǎn)固結(jié)，這樣才能正確地計(jì)算出是否產(chǎn)生負(fù)反力。d.當(dāng)用戶自行輸入彈性連接的剛度值不要輸?shù)倪^(guò)大，一般來(lái)說(shuō)模擬近似剛性時(shí)可使用“剛性”或輸入10e5～10e10之間值。e.當(dāng)用戶用虛擬梁?jiǎn)卧M剛臂時(shí)，虛擬梁?jiǎn)卧膭偠纫膊粦?yīng)過(guò)大，可輸入10e5～10e10之間值，但當(dāng)虛擬梁?jiǎn)卧牟牧现袕椥阅Ａ恐狄草斎氲南喈?dāng)大時(shí)，也會(huì)發(fā)生警告。此虛擬梁?jiǎn)卧膹椥阅Ａ靠捎靡话悴牧系闹?，容重可設(shè)為0。f.虛擬梁?jiǎn)卧膭偠冗^(guò)小或過(guò)大分析時(shí)均會(huì)出現(xiàn)警告，將會(huì)影響自振周期結(jié)果，當(dāng)虛擬梁?jiǎn)卧膭偠冗^(guò)小時(shí)，可能會(huì)影響屈曲分析的結(jié)果〔在外力很小的情況下會(huì)發(fā)生屈曲〕。g.剛性連接與彈性連接的“剛性”，兩者分析結(jié)果應(yīng)接近〔會(huì)有