Midas civil 橋梁結(jié)構(gòu)專業(yè)計算軟件用戶手冊

如何使用用戶指南

Civil的用戶指南由三本用戶手冊和聯(lián)機幫助(On-lineManual)構(gòu)成。

第一冊GettingStarted&Tutorials

包括程序概耍和使用之前所需了解的事項以及一些供跟隨操作的例題

第二冊AnalysisforCivilStructures

對數(shù)值分析模型、單元以及分析功能的說明

第三冊AdvancedApplications

應(yīng)用例題的跟隨操作

On-lineManual

包含于程序內(nèi)部，是對各項功能的使用方法和輸入項目的詳細說明

為了更加有效地理解和掌握Civil的特性和功能，最好按以卜順序先對用戶指南的內(nèi)容有一定的了解后再開

始使用程序。

首先請閱讀對結(jié)構(gòu)分析的功能進行解說的第二冊的內(nèi)容，以便對結(jié)構(gòu)分析的概念有初步的了解。

對于Civil或其它類似程序有一定使用經(jīng)驗的用戶可省略此過程，而只是在使用過程中對需要參考的部分查

看用戶手冊。

第二冊中的內(nèi)容包括利用Civil進行有限元分析所需要考慮的基本事項和在設(shè)計過程中必須了解的?些基本

知識。據(jù)國外的?些專門雜志統(tǒng)計，在對結(jié)構(gòu)分析理論和所使用程序的理解不足的狀態(tài)下進行結(jié)構(gòu)分析

時，發(fā)生錯誤的概率在90%以上。

請根據(jù)第一冊的“安裝”部分的內(nèi)容按所示步驟安裝Civil。

并請閱讀第一冊的其它部分來了解使用Civil時所需的一些基本概念。

在第一冊中包括“設(shè)定操作環(huán)境”、“輸入數(shù)據(jù)”、“模型畫面的處理”、“選擇功能和激活/鈍化功

能”、“建?！?、“分析”、“杳看分析結(jié)果”等為高效建模和分析而必須了解的功能的使用說明。

對于各項功能以及輸入事項的詳細說明請參考Civil的Help菜單中聯(lián)機幫助(On-lineManual)的“開始"部

分的內(nèi)容。

VI

其次請運行CivilCD中“例題”的動畫文件。

該文件是將“例題”的對土木結(jié)構(gòu)的建模、分析以及查看結(jié)果的全過程使用ScreenCam記錄下來的動畫文

件，并含有語音說明。

用戶可根據(jù)第?冊中“例題1”的步驟將其直接應(yīng)用到Civil中。

接著請對第三冊“高級應(yīng)用(AdvancedApplications)"中的例題進行實習。

在“高級應(yīng)用”中針對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁和水化熱分析等實際工程項目，對從建模到分析、設(shè)計的全過程

按各步驟進行了說明，用戶可方便地跟隨操作。此中若有不解之處，可參考聯(lián)機幫助(On-lineManual)的

“開始”中相應(yīng)的內(nèi)容。

在MIDASIT的主頁(www.MidasU)提供了大量的驗證例題。通過這些例題，對于Civil的主要分析

功能，將其計算結(jié)果與理論值或其它結(jié)構(gòu)分析程序的計算結(jié)果進行了比較和驗證。驗證例題中的大部分是

由大學課程中經(jīng)常接觸的基本結(jié)構(gòu)問題構(gòu)成的，因此還可以被用來幫助結(jié)構(gòu)分析的初學者了解和掌握結(jié)構(gòu)

分析的基本概念。另外，驗證例題使用的是英文。

除此之外，MIDASIT的主頁(www.MidasU)還提供“技術(shù)資料”、“FAQ”、“Q&A”以及“用

戶建議”等欄目及相應(yīng)的內(nèi)容。不僅提供各種新舊功能的介紹和使用方法，還提供實際工作中進行結(jié)構(gòu)分

析所需的各種技術(shù)、最新理論等在線資料。

vii

土木結(jié)/z-r;

iDrCl/llSiruHiire

目錄

1.MIDAS/Civil的數(shù)值分析模型.......................1

數(shù)值分析模型/1

坐標系和節(jié)點/2

單元種類及主要考慮事項/4

桁架單元/4

只受拉單元/8

索單元/9

只受拉單元/13

梁單元/15

平面應(yīng)力單元/18

二維平面應(yīng)變單元/24

二維軸對稱單元/31

板單元/38

實體單元/45

單元輸入時的主要考慮事項/52

桁架、只受拉單元和只受壓單元Z54

梁單元/55

平面應(yīng)力單元/58

平面應(yīng)變單元/60

軸對稱單元/60

板單元/61

實體單元/62

單元的剛度數(shù)據(jù)/63

截面面積/65

有效剪切面積/66

抗扭剛度/68

截面慣性矩/76

截面慣性積177

截面面積矩/81

剪切系數(shù)/82

組合截面的剛度計算/83

邊界條件/84

邊界條件/84

自由度的約束/84

彈性支撐單元/87

彈性連接單元/90

單元端部釋放/91

考慮剛性域效果/93

主節(jié)點和從屬節(jié)點/106

支座的強制位移/115

2.Civil的結(jié)構(gòu)分析功能...........................119

結(jié)構(gòu)分析功能/119

靜力分析/120

特征值分析/120

反應(yīng)譜分析/126

時程分析/130

振型疊加法/130

屈曲分析/134

非線性分析/137

非線性分析的概念/137

幾何非線性分析/139

P-delta分析/145

采用非線性單元的分析/149

非線性單元的剛度/150

邊界非線性動力分析/152

分析模型的構(gòu)成/152

II

邊界非線性動力分析的概念/153

特征值分析時的注意事項/156

靜力荷載和動力荷載的組合/156

有效剛度/157

非線性連接單元的動力特性/157

橋梁結(jié)構(gòu)的移動荷載分析/167

車道和車道面/170

車輛移動荷載/177

車輛荷載的加載條件/184

水化熱分析/191

熱傳遞分析/191

熱應(yīng)力分析/195

時間依存性分析功能/197

施工階段分析/197

時間依存型材料的特性/199

施工階段的定義及組成/207

PSC（預(yù)應(yīng)力混凝土）分析功能/212

預(yù)應(yīng)力混凝土分析/212

預(yù)應(yīng)力損失/214

預(yù)應(yīng)力荷載/220

自動考慮橋梁結(jié)構(gòu)支座沉降效應(yīng)的分析/223

考慮鋼聯(lián)合梁橋組合前后截面性質(zhì)變化的分析/224

利用優(yōu)化設(shè)計方法求解未知荷載/224

in

坐標系和節(jié)點

1.MIDAS/Civil中的數(shù)值分析模型

數(shù)值分析模型

結(jié)構(gòu)分析模型是由節(jié)點、單元及邊界條件三要素所構(gòu)成的。其中，節(jié)點是用來確

定構(gòu)件的位置；單元是用分析模型數(shù)據(jù)表達結(jié)構(gòu)構(gòu)件的元素，它是由連續(xù)的結(jié)構(gòu)

構(gòu)件按有限元法劃分而成的；邊界條件是用來表達所研究的對象結(jié)構(gòu)與相鄰的結(jié)

構(gòu)之間的連接方式。

所謂的結(jié)構(gòu)分析就是為了研究結(jié)構(gòu)的力學性能，建立結(jié)構(gòu)的數(shù)值分析模型，利用

假定的外部環(huán)境作用，對數(shù)學模型作理論性的實驗分析的總過程。

在結(jié)構(gòu)分析時，需要準確的表現(xiàn)結(jié)構(gòu)的特性和結(jié)構(gòu)所處的外部環(huán)境。其中外部環(huán)

境主要就是指荷載因素?？赏ㄟ^規(guī)范或者一些現(xiàn)有的統(tǒng)計資料得到。但是，要想

把握好結(jié)構(gòu)的特性，充分地了解結(jié)構(gòu)的受力性能，則不是一件非常簡單的事情。

它將直接影響到結(jié)構(gòu)的受力分析結(jié)果。

因此，作結(jié)構(gòu)分析時必須充分細致的了解實際結(jié)構(gòu)的材料特性，掌握結(jié)構(gòu)的變形

能力即剛度，選擇合理的有限計算單元，使得計算結(jié)構(gòu)模型同實際結(jié)構(gòu)相接近，

使計算結(jié)果同實際結(jié)構(gòu)相符合。

但是，通常結(jié)構(gòu)的形狀是復雜的，而且很難精確地把握其材料的物理特性。要想

把結(jié)構(gòu)的剛度（即變形能力）和質(zhì)量精確地反映到計算結(jié)構(gòu)模型上，將會花去很

大的精力和時間，有時有可能帶來事倍功半的效果。

因此，進行結(jié)構(gòu)分析時，在不破壞整體結(jié)構(gòu)特征的前提卜，必須做到簡化、調(diào)整

計算結(jié)構(gòu)的數(shù)學模型，使得用最少的投入，得到最佳的結(jié)果。

1

土木結(jié)構(gòu)分析

例如，對橋梁的主梁建立數(shù)學模型時，不使用板形單元(平面應(yīng)力單元或板單

元)，而采用線形單元(桁架單元或梁單元)時，不但縮短結(jié)構(gòu)分析時間，而且

更便于作結(jié)構(gòu)設(shè)計。

所謂的有限元(FiniteElement)就是用分析模型數(shù)據(jù)表達結(jié)構(gòu)構(gòu)件特性的元

素、它是由連續(xù)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件按有限元法劃分而成的。它必須充分的反映結(jié)構(gòu)受力

特性，但通常很難做到用數(shù)學的方法完整地反映出實際結(jié)構(gòu)固有的特性。

因此，作為用戶必須充分地了解實際結(jié)構(gòu)的受力性能，掌握好各種有限單元的力

學特性，以便較好的選擇有限單元，正確地做到結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計。

坐標系和節(jié)點

MIDAS/Civil軟件使用如下幾個坐標系系統(tǒng)。

>全局坐標系(GlobalCoordinateSystem)

A單元坐標系(ElementCoordinateSystem)

A節(jié)點坐標系(NodelocalCoordinateSystem)

全局坐標系是由X、Y、Z三軸滿足右手螺旋法則的空間直角坐標系

(ConventionalCartesianCoordinateSystem),用大寫X、Y、Z表示三個軸

的方向。通常利用該坐標系表達節(jié)點坐標、節(jié)點位移、節(jié)點反力及相關(guān)于節(jié)點

的其它輸入數(shù)據(jù)。

全局坐標系是用來確定所分析對象結(jié)構(gòu)空間位置的坐標系統(tǒng)。啟動MIDAS/Civil

軟件，在系統(tǒng)界面視窗區(qū)，將自動生成基準點(ReferencePoint)即全局坐標

系的原點X=0、丫=0、Z=0和全局坐標系統(tǒng)。其中Z軸的方向平行于重力加速度方

向并與其反向。因此利用軟件建立結(jié)構(gòu)的計算模型時，建議做到結(jié)構(gòu)的垂直方向

與全局坐標系的Z軸平行建模，將有利于結(jié)構(gòu)分析。

2

坐標系和節(jié)點

單元坐標系也是由X、y、z三軸滿足右手螺旋法則的空間直角坐標系統(tǒng)，可用小

寫x、y、z表示三個軸的方向。

9參照“CIVIL數(shù)學分析通常利用該坐標系表達單元內(nèi)力、單元應(yīng)力及相關(guān)于單元的其它輸入數(shù)據(jù).°

模型''中的"單元種類和

主要考慮事項”結(jié)構(gòu)端部節(jié)點的約束（支撐）方向、彈簧支撐方向及節(jié)點的強制位移方向同全局

坐標系的坐標軸方向不相吻合時，通常采用節(jié)點坐標系。

節(jié)點坐標系也是由x、y、z三軸滿足右手螺旋法則的空間直角坐標系統(tǒng)，可用小

寫X、y、Z表示三個軸的方向。

圖L1全局坐標系和節(jié)點坐標

3

土木結(jié)構(gòu)分析

單元種類及主要考慮事項

MIDAS/Civil使用以下幾種單元類型。

>桁架單元(TrussElement)

>只受拉單元(Tension-onlyElement,包含Hook功能)

>索單元(CableElement)

>只受壓單元(Compression-on1yElement,包含Gap功能)

>梁單元/變截面梁單元(BeamElement/TaperedBeamElement)

>平面應(yīng)力單元(PlaneStressElement)

>板單元(PlateElement)

>平面應(yīng)變單元(2DPlaneStrainElement)

>平面軸對稱單元(2DAxisymmetricElement)

>空間單元(SolidElement)

輸入有限單元就是輸入相關(guān)于單元的種類、材料特性、剛度大小的數(shù)據(jù)和輸入確

定單元位置、形狀和大小的節(jié)點數(shù)據(jù)的過程。

桁架單元(TrussElement)

■一般事項

由2個節(jié)點構(gòu)成的桁架單元是屬于“單向受拉-受壓的三維線性單元(Uniaxial

Tension-Compression3DLineElement)n,它只能傳遞軸向的拉力和壓力。

通常利用該單元做空間桁架結(jié)構(gòu)(SpaceTruss)或交叉支撐結(jié)構(gòu)(DiagonalBrace)

的受力分析。

■單元自由度和單元坐標系

桁架單元的兩端各有?個沿單元坐標系的x軸方向的位移，它具有兩個自由度。

單元坐標系是單元的內(nèi)力及單元的應(yīng)力輸出的基準。在梁單元上，單元的抗剪剛

度和抗彎剛度輸入方向依據(jù)單元坐標系。所以在做結(jié)構(gòu)分析時必須正確地理解單

元坐標系的概念。

4

士兒種突及「要號/郭Ji:

對于桁架單元、只受拉單元及只僅受壓單元等只具有軸向剛度的單元而言，只有

單元坐標系的X軸有意義，它是確定結(jié)構(gòu)變形的基準，但利用y、Z軸可確定桁

架截面在視窗上的方向。

為便于用戶使用MIDAS/Civil軟件，通常可利用B角來表示單元坐標系的y,

z軸方向。

Q在CIVIL軟件里，所線性單元的單元坐標系里，X軸的方向?qū)⑵叫杏诠?jié)點N1和節(jié)點N2的連線方向。

謂的線性的元就是指桿°（參照圖1.2）如果，單元坐標系的x軸平行于全局坐標系的Z軸，B角是

單元、只受拉單元、只

受壓單元、梁單元及變?nèi)肿鴺讼礨軸與單元坐標系z軸件的夾角。該角度的正負符號是，以單元坐標

截面梁單元的總稱。平系的x軸為旋轉(zhuǎn)軸依據(jù)右手螺旋法則來確定。如果單元坐標系的x軸與全局坐

面單元（板形單元）是

標系的Z軸不相互平行時，P角是全局坐標系的Z軸與單元坐標系的x-z軸所

指面”.小兒、%中

元、平面應(yīng)變單元、軸構(gòu)成的平面間的夾角。

對稱單元及墻體單元

X,：通過節(jié)點N1平形于全局坐標系X軸的軸

Y'：通過節(jié)點N1平形于全局坐標系丫軸的軸

Z'：通過節(jié)點N1平形于全局坐標系Z軸的軸

GCS全局坐標系

（a）豎直構(gòu)件（單元坐標系的x軸平行于全局坐標系的Z軸）

GCS-全局坐標系

（b）水平或傾斜構(gòu)件（單元坐標系的x軸與全局坐標系的Z軸不相互平行）

圖L2B角概念

上木結(jié)構(gòu)分析

■單元相關(guān)功能

CreateElements輸入單元

Material輸入材料的物理特性

Section輸入截面特性

PretensionLoads輸入預(yù)應(yīng)力荷載值

■單元內(nèi)力輸出

單元的輸出內(nèi)力符號見圖1.3所示，圖中以箭頭指示方向為正“+”。

*箭頭指向為正。

單元坐標系的

y軸

AxialForce

圖L3桁架單元的單元坐標系及單元的輸出內(nèi)力（應(yīng)力）符號規(guī)定

6

單元種類及主要考慮事項

TRUSSELDCNTFORCESDEFAULTPRINTOUTUnitSystem：tonf

BJMNATSECLCMx即FORCE-1FORCE-」

2016sLCSI-3.40735-3.40468

slC82-2.26274-2.26096

sLI33-2.28039-2.27862

21I6sLCBI-6.23564-6.23031

SLC82412354-4.11999

sLC83-4.19065-4.18710

2216SLC81-6.43235-6.42436

$LC82-4.33966-4.33433

sLC83-4.23681?4,23148

TRUSSBBtENTSTOSSESDffAULTPRINTOUTUnitSystea:tort.m

ELEMMATSECLCMxMnSTRESS-1STRESS-J

2016sLCBI-2509.0935?2507.1310

SLC82-1666.2293-1664.9210

SLCB3-1679.2287-1677.9204

21\6sLCBI-4591.7854-4587.8604

31cB2-3036.4804-3033.8637

SLCB3-3085.9001-3083.2835

2216sLCBI-4736.6364?4730.7479

slC82-3195.6241-3191.6991

sLCB3-3119.8898-3115.9648

圖L4桁架單元的單元內(nèi)力及應(yīng)力輸出

7

土木結(jié)構(gòu)分析

只受拉單元(Tension-onlyElement)

■一般事項

由2個節(jié)點構(gòu)成的該單元是屬于“只受拉3維線性單元(Tension-only3DLine

Element)w,它只能傳遞軸向拉力。通常利用該單元做抗風支撐(WindBrace)或吊鉤

(HookElemenl)等構(gòu)件的受力分析。

利用只受拉單元作結(jié)構(gòu)分析的構(gòu)件有以卜兩種。

Truss在桁架系統(tǒng)里，對只承受拉力的桁架可以利用該單元作結(jié)構(gòu)分析。

打。心施加拉力之前具有一定的初始間隙(HookDistance),加拉力變形達

到初間距以后開始承受荷載的構(gòu)件，可以利用該單元作結(jié)構(gòu)分析。

。應(yīng)該熟練掌握On-

lineManual上

“CIVIL功能

>Analysis>MainL—卜而始間隙=0~4卜一初始間隙＞0

ControlData”內(nèi)容

(a)TrussType(b)HookType

圖1.5只受拉單元的概念圖

8

單元種類及主要考慮事項

■單元自由度及單元坐標系

同桁架單元具有相同的單元口由度及單元坐標系

■單元相關(guān)功能

Q反復計算(IterativeMainControlData反復驗算"(IterativeAnalysis)H'j',收斂條件控

Ana]ysis)就是在作結(jié)構(gòu)

的II：?線性分析時，為了制數(shù)據(jù)

精確地計算隨荷載的大Material輸入材料的物理特性

小變化而改變的結(jié)構(gòu)剛

度值起見，需要反復進Section輸入截面特性

行計算，最后達到滿足

PretensionLoads輸入預(yù)拉荷載值

收斂條件為止。把這一

過程稱之為Iterative

Analysisa

■單元內(nèi)力輸出

同桁架單元具有相同的符號體系

索單元(CableElement)

■一般事項

由2個節(jié)點構(gòu)成的該單元是“只受拉3維線性單元(Tension-only3DLine

Element)",它只能傳遞單元的軸向拉力。利用這單元可以作隨張拉力大小的改

變，構(gòu)件的剛度發(fā)生變化的索結(jié)構(gòu)的受力分析。

作線性分析時，索單元可以作為等價桁架單元考慮；作幾何非線性分析時，該單

元自動轉(zhuǎn)化為彈性懸索結(jié)構(gòu)單元。

圖1.6索單元概念

9

土木結(jié)構(gòu)分析

■等價桁架單元

等價桁架單元的剛度有一般彈性剛度和下垂(sag)剛度。

隨張力而改變的剛度值可以按下式計算。

1

K

comb

l/（ag+l/Kw

EA

Kcomb

CD2I}EA

L1+

12T3

EA12」

Q[''歿=石密

其中，E:彈性模量A:截面面積

L:長度w:單位長度重量

T:拉力

■彈性懸索結(jié)構(gòu)（ElasticCatenaryCableElement）

MIDAS/Civil軟件里，作兒何非線性分析時，索單元的切線剛度可按下述方法計

算。

如圖1.7為一個索單元，其中i點的位移是/I、42、23,j點的位移是/

4、45、/6,節(jié)點力由原來的叫F°2,吟,巴，F(xiàn)°5,%增加到F.,F2,F3,F“

。這時，節(jié)點力及節(jié)點位移間的平衡方程式如下。

F5,R

F4=-F,

F,=-R

R=-F3-gL。（假設(shè)3。=3）

I"=1*0-AI+A4=f（F,,F,,F3）

I，=%-&+冬=8（小月，弓）

L=Lo=h（F5,月,月）

10

單元種類及主要考慮事項

圖1.7彈性懸索單元（CableElement）的切線剛度概念圖

在全局坐標系里，懸索上的每一點沿坐標長度方向的微分值如下。如果把這些值

整理成荷載和變形的關(guān)系，就可已得到柔度矩陣（［F］）,而柔度矩陣的倒數(shù)就是

剛度矩陣（［K］）。懸索結(jié)構(gòu)的剛度并不是一次性計算就可得到的，它是通過多次

重復計算后，使方程式達到平衡狀態(tài)時才能得到精確的剛度值。

國

明

5f嗚

麗af

=++一

花

花

』

事

dl為

明

=+叫+

一

西

dl花

弼

dl旦

曳

明

明

ah嗚

=一++

殂

一

斫

11

上木結(jié)構(gòu)分析

獷

ra-f

af一

成

西

.P匹

電

XfdM電

^電

dl-R=

y-而-

d鳩

1砥

dlR

dlzI?

ahahI

l^

一

理

柔度矩陣的每個元素可按下式計算。

=-晟低+wLo+B}-ln低+A}]4]___________1

2

B+(F^+WL0)BA2+耳A

f.洸=耳I___________

12花w[B]+(耳+wL0)BA2+^A

F]R+wL0+B月+A

W|_B2+(F,+WL)B

0A2+F,A

-兔

西

兔

以

u一]___________1_

一

w22

蜴B+(E,+wL)BA+F^A

s0

ah

一

西

ah

一

花

ah

一

西

12

單元種類及主要考慮事項

A=(甲+好+B=付+理+低+WLJ)”')

{dF}=KT{dA}

國

西

里西

西

生

西

亞

弧

西

西

科

明

雪

雪

空

蛋

雪K

科

弧

貽

泡

弧

明

西

聶

竭

西

空

弧

延

就

近M

—

IIJ=西

八

K..餐<<

<弼

在

必

一

鴨

衛(wèi)<

<弧

工

科

-S-e

聾

區(qū)

<西

尺

國

弧

工

弧

科

只受壓單元(Compression-onlyElement)

■一般事項

由2個節(jié)點構(gòu)成的該單元是“只受壓3維線性單元(Compression-only3DLine

Element),它只能傳遞單元的軸向壓力。做接觸界面及邊界部位建立計算模型

時使用該單元。利用只受壓單元作結(jié)構(gòu)分析的構(gòu)件有以下兩種。

Truss在桁架結(jié)構(gòu)里，對只承受壓力的桁架可以利用該單元作結(jié)構(gòu)分

析。

Cap施加壓力之前具有一定的初間距(CapDistance),施加壓力變形

達到初間距以后開始承受荷載的構(gòu)件，可以利用該單元作結(jié)構(gòu)

分析。

■單元自由度及單元坐標系

同桁架單元具有相同的單元自由度及單元坐標系

13

土木結(jié)構(gòu)分析

■相關(guān)功能

MainControlDate反復驗算(IterativeAnalysis)時收斂條件控制數(shù)據(jù)。

Material輸入材料的物理特性

Section輸入截面特性

PretensionLoads輸入預(yù)拉力荷載值

■單元內(nèi)力的輸出

同桁架單元具有相同的符號體系

_/卜一初始間隙=0

(a)TrussType

。應(yīng)該熟練掌握On-line

Manual上“CIVIL功能

>Analysis>MainControl

Data”內(nèi)容

初始間隙＞o

(b)GapType

圖1.8只受壓單元的形態(tài)及概念

14

單元種類及主要考慮事項

梁單元(BeamElement)

■一般事項

這是由2個節(jié)點構(gòu)成的，是屬于“等截面或變截面三維梁單元小區(qū)1m^位011-

prismatic3DBeamElement)w，它具有拉、壓、剪、彎、扭的變形剛度(依據(jù)

TimoshenkoBeamTheory)o

當梁截面面積沿長度范圍內(nèi)不發(fā)生變化(PrismaticBeamElement)時,把一個截面

面積(Section)輸入到對話窗口；當梁截面面積沿長度范圍內(nèi)發(fā)生變化(Non-

PrismaticBeamElement)時，把梁兩端的兩個截面面積輸入到對話窗口。

利用MIDASl/Civil軟件分析變截面梁時，截面面積、有效抗剪截面及截面的抗

扭剛度都看作是x軸方向的線性函數(shù)(LinearVariation)。而橫截面面積對該截面

的主軸計算的截面慣性矩，按用戶選擇的不同，沿x軸方向可以形成為1次、2

°參考On-lineManual次、3次性函數(shù)。°

上“CIVIL功能

>Modcl>Properties>Secti

0,1■單元自由度及單元坐標系

無論是在單元坐標系還是在全局坐標系里，梁單元的每一個節(jié)點都具有三個方向

的線性移動位移和三個方向的旋轉(zhuǎn)位移，因而每個節(jié)點具有6個自由度。

梁單元坐標系與桁架單元具有相同的坐標系。

■相關(guān)功能

CreateElements輸入計算單元

Material輸入材料的物理特性

Section輸入截面特性

BeamEndRelease確定兩節(jié)點的連接方式(釋放梁端約束，剛結(jié)及較

接等)

BeamEndOffsets輸入梁端偏心距離

ElementBeamLoads輸入梁荷載(作用于梁上的集中及均布荷載)

LineBeamLoads確定加荷范圍并輸入線荷載

AssignFloorLoads將樓板荷載轉(zhuǎn)換成梁荷載來輸入

PrestressBeamLoads輸入預(yù)應(yīng)力荷載值

TemperatureGradient輸入溫度梯度

15

土木結(jié)構(gòu)分析

■單元內(nèi)力輸出

輸出的單元內(nèi)力符號如圖1.9所示，箭頭指向為正（+）。

構(gòu)件應(yīng)力的正負號規(guī)定與單元內(nèi)力符號規(guī)定相同。但在彎矩作用下截面上產(chǎn)生應(yīng)

力時，則以受拉為正、受壓為負來規(guī)定其符號。

*輸出的內(nèi)力是以箭頭指向為正（+）。

Shear：

圖1.9梁單元的單元坐標系及單元內(nèi)力（或應(yīng)力）符號規(guī)定

16

單元種類及主要考慮事項

KAMEL0ENTFORCES8KMENT3DEFAULTPRINTOUTUnitSystemtonf.m

o.

o.

ELEMHATSECLCMxNnPTAXIAL

$HEAR-ySHEAR-zTOoR.SIONiMOiei