midas这种情况该怎么解决？应该怎么释放梁端约束让单元35正确？

一、几何尺寸

空心板梁几何尺寸见图 411 至图 413。

图 411 横截面布置图(cm)

图 412 边板截面（cm）

图 413 中板截面（cm）

二、主要技术指标

（1） 结构形式：装配式先张法预应力混凝土简支空心板梁

（2） 计算跨径：16m

（3） 斜交角度：0 度

（4） 汽车荷载：公路－Ⅱ级

（5） 结构重要性系数:10

三、计算原则

（1） 执行《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2012）。

（2） 6 厘米厚现浇 C50 混凝土不参与结构受力，仅作为恒载施加。

（3） 温度效应，均匀温升降均按 20 摄氏度考虑；温度梯度按《公路桥涵设计通用规范》规定取值。

（4） 按 A 类部分预应力混凝土构件设计。

（5） 边界条件：圆形板式橡胶支座约束用弹性支承进行模拟，弹簧系数SDx=SDy=1890 KN/m；SDz=9212E+05KN/m；SRx＝078E+09KNm/rad；

四、主要材料及配筋说明

（1） 空心板选用 C50 混凝土

（2）预应力钢绞线公称直径

，1根钢绞线截面积

，

抗拉强度标准值

，

锚具变形总变形值为 12mm。横截面预应力筋和普通钢筋布置见图

441 和图 442。预应力筋有效长度见表 441。

图 441 边板钢筋钢绞线布置图(cm)

图 442 中板钢筋钢绞线布置图(cm)

图中 N9 筋（实心黑点）为普通钢筋，其余为钢绞线。

表 441 16 米空心板预应力筋有效长度表

注：表中构造有效长度指施工设计图中预应力筋的有效长度。计算有效长度指考虑预应力传递长度影响后结构分析采用的预应力筋有效长度；计算有效长度＝构造有效长度－预应力传递长度。

五、施工阶段说明

空心板梁施工阶段共划分为 5 个，各阶段工作内容见表 451。

表 451 空心板梁施工阶段划分说明

六、建模主要步骤及要点

（1） 定义材料与截面

定义材料可通过路径：模型/截面和材料特性/材料来实现，见图 461和图 462。其中，C50(不计重量)用于横向联系单元。

图 461

图 462

中边板截面，用 AutoCAD 绘制生成后缀为 dxf 的文件，通过路径：工具/截面特性计算器来生成 midas 截面文件，再通过路径：模型/截面和材料特性/截面/PSC/PSC-数值来实现，见图 463

图 463

（2） 定义荷载类型定义荷载类型可通过路径：荷载/静力荷载工况来实现，见图464。

图 464

（3）定义结构组

定义结构组前，检查所建模型是否正确，按消隐按钮显示结构外形，见图 465定义结构组可通过路径：模型/组定义结构组来实现，见图 466。将结构定义为主梁 1～主梁 10 和横向联系共 11 个结构组，并用 midas 拖移功能指定给所建模型。

图 465

图 466

（4）定义荷载组

定义荷载组可通过路径：模型/组定义结构组来实现。定义自重、均布荷载和预应力 3 个荷载组。

（5）定义边界组

定义边界组可通过路径：模型/组定义边界组来实现，见图 467。定义支座和横向联系铰 2 个边界组。

图 467

（6） 预应力钢筋描述

预应力钢筋描述通过路径：荷载/预应力荷载输入钢束特性值、钢束布置形状和钢束预应力荷载3部分内容的数据来实现，见图468。尤其需要注意，在钢束预应力荷载窗体输入的张拉端应力值应为锚下张拉控制应力扣除台座工作锚具变形、预应力钢筋回缩及分批放张预应力钢筋引其的应力损失值。在实例中，考虑上述因素的预应力损失值为485Mpa，锚下张拉控制应力

，

因此，输入的张拉端应力值＝13485-485＝1300Mpa。

图 468

（7）支座和横向联系铰缝的模拟

梁与支座的连接通过路径：模型/边界条件/弹性连接中的刚性连接类型来实现；支座的模拟通过路径：模型/边界条件/节点弹性支承，输入弹簧系数来实现。

横向联系铰缝的模拟通过路径：模型/边界条件/释放梁端部约束来实现，选择铰－刚连接，并输入

和

。见图469和图4610。

图 469

图 4610

（8）荷载施加及各施工阶段描述

自重指描述的结构组重量。自重通过路径：荷载/自重进行施加。Midas中混

凝土容重默认值为

，

板梁 C50 混凝土的容重

，输入的竖向（Z 方向）自重系数应为-26/25=-104。

恒载包括桥面铺装C50混凝土、沥青混凝土和钢筋混凝土防撞护墙，均定义为均布荷

载，通过路径：荷载/梁单元荷载进行施加。其中，每块中板承担 Z 方向的均布荷

载

；每块边板承担Z方向的均布荷载

，X方向的均布扭矩

，均布扭矩＝防撞护墙均布集度乘以防撞护墙重心距边板偏心距。

温升温降荷载，通过路径：荷载/温度荷载/系统温度进行施加。正负温差荷载，通过路径：荷载/温度荷载/梁截面温度进行施加。

各施工阶段描述通过路径：荷载/施工阶段分析数据/定义施工阶段来实现。按拟定的各施工阶段工作内容，分别施加已定义的结构组、边界组、荷载组进行描述。见图4611

图 4611

（9）定义汽车荷载

定义汽车荷载通过路径：荷载/移动荷载分析数据输入移动荷载规范、车道、车辆、移动荷载工况 4 部分内容的数据实现，见图 4612

图 4612

其中，定义车道时，车道 1：选择横向联系梁、横向连接组、车辆移动方向往返、斜交角始终点均为 0、以主梁 2 为基准偏心距 01 米、桥梁跨度 16 米，用鼠标通过两点指定车道 1，见图 4613；

图 4613

车道 2：选择车道单元、辆移动方向往返、以主梁 5 为基准偏心距 0 米、桥梁跨度 16 米，用鼠标通过两点指定车道 2，见图 4614

图 4614

（10）结构分析控制

路径：分析/主控数据选择相关项见图 4615

图 4615

路径：分析/移动荷载分析控制数据选择相关项见图 4616

图 4616

路径：分析/施工阶段分析控制数据选择相关项见图 4617

图 4617

（11）运行

按 F5 键执行计算

七、汽车荷载横向分布系数不同计算方法的比较

（1）方法一

铰接板梁法。采用平面杆系有限元程序进行单梁计算时，考虑汽车荷载空间效应影响，应计入汽车荷载横向分布系数。采用 Doctorbridge(桥梁博士)软件内置工具可以计算出汽车荷载横向分布系数。本例中，2 个车道活载作用下边、中板跨中截面汽车荷载横向分布系数分别为：

（2） 方法二

midas 空间梁格直接定义车道荷载法。本例中，边界条件和板横向连接如前所述，定义了 2 个车道荷载，计算结束后可通过路径：结果/分析结果表格/位移查得 2个车道荷载作用下各板梁跨中截面挠度 Dz 值，见图 471 和表 471。

表 471 2 个车道荷载作用下各板梁跨中截面挠度 Dz 值（mm）

图 471

汽车荷载横向分布系数可按公式（471）计算

式中：

－汽车荷载横向分布系数

N －车道数

－第i号板跨中截面挠度值

1 号边板和 2 号中板跨中截面汽车荷载横向分布系数分别为：

（3） 方法三

空间梁格施加单位力法。本例中，分别在各板跨中截面施加 P=1000 KN，方向朝下的单位力。 如图 472 所示，计算出 P＝1000 KN 分别作用于各板跨中截面时各板跨中截面挠

度值。按公式（472）计算横桥向各板位置处的影响线坐标。

图 472

式中：

－横桥向各板位置处的影响线坐标值。

－单位力

作用于第i号板梁跨中截面引起的第j号板梁该截面位置处的挠度值。

1 号边板和 2 号中板影响线坐标计算结果见表 472

表 472 1 号边板和 2 号中板影响线坐标计算表

根据表中

值点绘出1号边板和2号中板影响线，并按规范要求布置车辆荷载，见图473和图474

图 473 1 号边板荷载横向分布影响线

图 474 2 号中板荷载横向分布影响线

1 号边板汽车荷载横向分布系数为

2 号中板汽车荷载横向分布系数为

将三种方法的计算结果汇于表 473

表 473 汽车荷载横向分布系数不同计算方法计算结果比较表

三种方法的计算结果比较接近，在实际工程中可采用上述三种方法之一计算汽车荷载横向分布系数，然后按平面单梁格进行计算。

八、空间梁格与平面单梁格计算结果比较

（1）单梁格计算说明

仅对边板弯矩计算结果进行比较。施加荷载和支座边界条件同前述空间多梁格模型，采用方法一得到的边板汽车荷载横向分布系数

，进行单梁格计算。单梁结构图和离散图见图481和图482。

图 481 单梁结构图

图 482 单梁离散图

（2）单梁格内力主要计算结果

单梁格恒载弯矩、施工阶段末钢束一次弯矩和汽车荷载弯矩图见图 483 至图485。

（3）空间多梁格内力主要计算结果

空间多单梁格恒载弯矩、施工阶段末钢束一次弯矩和汽车荷载弯矩图见图 486 至图488。

图 483 单梁格恒载弯矩图

图 484 单梁格施工阶段末钢束一次弯矩图

图 485 单梁格汽车荷载弯矩图

图 486 空间多梁格恒载弯矩图

图 487 空间多梁格施工阶段末钢束一次弯矩图

图 488 空间多梁格汽车荷载弯矩图

（3）空间梁格与平面单梁格计算结果比较

由图 481 至图 488 知，空间梁格与平面单梁格弯矩计算结果比较接近。

九、荷载组合

荷载组合通过路径：结果/荷载组合/混凝土设计/自动生成来实现，见图 491 和图 492

图 491

图 492

十、施工阶段板梁跨中截面上拱值

通过路径：结果/分析结果表格/位移可查的施工各阶段中边板跨中截面挠度上拱值。见表 410

表 410 施工各阶段上拱值（mm）

十一、支点组合通过路径：结果/反力/查看反力可查的荷载标准值作用下第 36 号组合中边板支点组合反力值,见图411。由图411知：边、中板支点反力最大值分别为306KN和367KN。

图 411

十二、其他计算结果

其他计算结果可通过路径：结果的表格数据或图形显示查询。

截面位置不同。在固定荷载作用下，结构内力与位移是确定的，某截面的内力是定值；在移动荷载作用下，结构某截面的内力随荷载位置的变化而变化。根据影响线的概念可知移动荷载和固定荷载下结构内力在区别在截面位置不同。

第五章 建筑结构受力分析

一、单项选择题

（－）大纲内容

1 ．作用在构件上力的大小，其他条件不变的情况下（ ）。

A ．施加外力越大，构件越安全 B ．施加外力越小，构件越安全

C ．施加外力越大，构件越不安全 D ．施加外力越小，构件越不安全

2 ．荷载的分类，下列荷载中属于永久荷载的是（ ）。

A ．建筑安装过程中发生的施工荷载 B ．构造层自重及不均匀下沉产生的作用

C ．大地震、雪崩等 D ．楼上的人群

3 ．决定构件在受力状态下能否安全工作，构件本身材料的力学性能的好坏是其主要因素之一，下列说法正确的是（ ）。

A ．材料强度越高，材质越好，构件越安全 B ．材料强度越低，材质越差，构件越便宜

C ．材料强度越高，材质越低，构件越经济 D ．材料强度越低，材质越好，构件越安全

4 ．材质相同，截面粗细不同的两个杆件，在相同的拉力 P 作用下，遭受破坏的程度不一样，细截面的杆件先破坏，原因是（ ）。

A ．截面越大，单位面积承受的力越大 B ．截面越小，单位面积承受的力越小

C ．截面越小，单位面积承受的力越大 D ．截面越大，单位面积承重的力越大

5 ．结构简图中的抽象支座形式很多，其主要形式有固定铰支座，可动铰支座，固定端支座，其中关于可动铰支座说法正确的是 ( )

A ．构件可绕支座任意转动，但该支座不可有水平方向和垂直方向的任何移动

B ．构件可绕支座任意转动，可沿支座水平方向移动，但垂直方向不可有任何移动

C ．支座处完全是固结的，既不可转动，也不可的水平和垂直方向的任何移动

D ．构件可绕支座任意转动，可沿支座水平方向移动，沿垂直方向也可以随意转动

6 ．梁受力破坏的实质，下列说法正确的是（ ）。

A ．梁的上部受拉，下部受压而且越靠近梁截面的上边缘，压应力越大，越靠近梁截面的下边缘，拉应力越大。

B ．梁的上部受压，下部受拉，越靠近梁截面的上边缘，压应力越大，越靠近梁截面的下边缘，拉应力越大

C ．梁的上部受压，下都受拉，越靠近梁截面的上边缘，压应力越小，越靠近梁截面下边缘，拉应力越小

D ．梁的上部受拉，下部受压，越靠近梁截面的下边缘，压应力越小，越靠近梁截面的上边缘，拉应力越大

7 ．承重墙的结构布置方式有横墙承重体系，纵墙承重体系和纵横墙混合承重体系，下列说法正确的是（ ）。

A ．横墙承重体系的房间小，内部支撑的墙多，抵抗变形能力强，建筑刚度大

B ．纵墙承重体系的房屋内部比较空旷，房间划分比较灵活，建筑物抵抗变形能力强，但整体刚度差

C ．纵横墙混合承重体系的房屋布置十分灵活，但建筑物刚度比较小

D ．横墙承重体系的房间小，内部支撑的墙多，但抵抗变形能力弱，建筑刚度小

8 ．影响砖石砌体强度的因素除了与砖石材料本身的强度大小和受力性质有关时，还与砂浆标号大小有关，下列关系砂浆标号说法正确的是 ( )

A ．砂浆标号越高，粘结越牢靠，砌体强度越低

B ．砂浆标号越高，粘结越牢靠，砌体强度越高

C ．砂浆标号越低，粘结越松散，砌体越经济

D ．砂浆标号越低，粘结越牢靠，砌体强度越高

9 ．下列关于圈梁的说法中错误的是（ ）。

A ．它可以提高建筑物的空间刚度和整体性，但减少了墙体稳定性

B ．减少由于地基不均匀沉降而引起的墙体开裂

C ．防止较大振动荷载对建筑物的不良影响

D ．在抗震设防地区，设置圈梁是减轻震害的重要构造措施

（二）相关内容

l ．框架结构体系是由竖向构件和水平构件连接而成的一个能承受竖向荷载和水平荷载的空间结构。下列不是框架体系的结构特点的是（ ）。

A ．梁与柱的连接为刚节点，即钢筋混凝土框架的柱与梁在连接点处主筋是交叉在一起，并用高标号混凝土浇筑而成的，梁柱之间不会在节点处有相互转动的位移

B ．大多数情况下，框架梁端均作用有负弯矩

C ．荷载作用下，框架柱不仅受压，而且还承受弯矩剪力

D ．屋架和柱间视为铰接，屋架多为桁架，故可看作刚度很大的横梁，排架受力后，两侧柱顶的水平移相等

2 ．高层住宅楼和公寓建筑多被用于何种结构体系（ ）。

A ．框架一剪力墙结构体系 B ．剪力墙结构体系

C ．框架结构体系 D ．排架结构体系

3 ．单层厂房经常采用何种结构体系（ ）。

A ．排架结构体系 B ．桁架结构体系

C ．剪力墙结构体系 D ．柜架结构体系

4 ．大跨度空间结构的特点是结构受力不再受平面的约束，而是综合考虑三维空间受力状态，其刚度大，整体性好，稳定性好，有良好的抗震性能，特别适应于大跨度的文艺演出和体育场馆建筑，下列结构体系不属于大跨结构体系的是（ ）。

A ．薄壳结构 B ．网架结构

C ．简体结构体系 D ．悬索结构

5 ．结合我国目前的具体情况，《抗震设计规范》提出了“三水准”的抗震设防目标，下列说法错误的是（ ）。

A ．第一水准：当遭受到低于本地区设防烈度的地震影响时，建筑物一般应不受损坏或不需维修仍能继续使用

B ．第二水准：当遭受到本地区设防烈度影响时，建筑物可能有一定程度的损坏，但经一般维修或不经维修仍能继续使用

C ．在进行建筑抗震设计时，原则上应满足三水准抗震设防目标的要求。这就是通常我们所说的“小震不坏，烈度设防可修，大震不倒”的建筑抗震要求

D ．第三水准：当遭受到高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时，建筑不致倒塌或发生危及生命的严重破坏

6 ．地震烈度是指某一地区地面和各级结构物遭受地震影响的强弱程度。对应于一次地震，表示地震大小的震级只有一个，然而由于同一次地震对不同地点的影响是不一样的，下列关于地震烈度的说法中，不正确的是（ ）。

A ．烈度随震中距离的远近而有所不同

B ．一般说来，距震中越近，地震影响越大，烈度就越高

C ．距震中越远，地震影响越小，烈度就越低

D ．距震中越近，地震影响越大，烈度就越低

7 ．地震是由于地质构造作用引起的地面振动地震震级是表示地震本身能量大小的尺度，其值根据地震仪记录的地震波图来确定，下列关于震级的描述错误的是 ( )

A ．小于 2 级的地震人们感觉不到，只有仪器才能记录下来，称为微震

B ． 2 ～ 4 级地震，人们可以感觉到，称为有感地震

C ． 5 级以上地震就会引起建筑物不同程度的破坏，统称为不可补救性地震

D ． 7 级以上的地震称为强烈地震或大地震，大于 8 级的地震称为特大地震

二、多项选择题

（－）大纲内容

1 ．作用在结构构件上的力，总的来说可以分为两类，一类是直接施加在结构上，并使结构内部产生效应的力；另一类是由于某种原因使结构产生约束和外加变形，从而结构内部产生了内力效应，我们说，作用包括（ ）。

A ．沉降作用 B ．温差作用

C ．地震作用 D ．荷载作用

E ．人为作用

2 ．荷载按是否随时间变化可划分为（ ）。

A ．永久荷载 B ．可变荷载

C ．偶然荷载 D ．固定荷载

E ．分布荷载

3 ．荷载按其作用性质划分为（ ）。

A ．静力荷载 B ．可移动荷载

C ．集中荷载 D ．动力荷载

E ．风荷载

4 ．生产实践中，人们认识到，决定构件在受力状况下能否安全工作的主要因素有（ ）。

A ．作用在构件上力的大小

B ．构件的横截面面积的大小

C ．构件本身材料的力学性能（材质）的好坏

D ．构件的几何形状是否合理

E ．构件是否是静定结构

5 ．结构简图中的抽象支座形式很多，其主要形式有（ ）。

A ．双铰支 B ．虚角

C ．固定铰支座 D ．可动铰支座

E ．固定端支座

6 ．影响砖石砌体强度的因素除了与砖石材料本身的强度大小和受力性质有关外，还有哪些因素有关（ ）。

A ．砂浆标号大小 B ．砌筑搭接方式

C ．砌筑砂浆饱满程度 D ．砖石表面平整度

7 ．单层工业厂房，经常采用的结构是排架结构，排架由屋架、柱、基础组成，柱间和屋架间设置支撑，保证厂房纵向刚度，排架结构的特点是（ ）。

A ．柱子插入杯型基础，浇灌牢靠

B ．屋架和柱间视为铰接，屋架多为桁架，故可看作刚度很大的横梁，排架受力后，两侧柱顶的水平位移相等

C ．排架结构中重要受力构件是柱

D ．大多数情况下，排架梁瑞均作用有负弯矩

E ．荷载作用下，框架柱不仅受压，而且还承受弯矩和剪刀

（二）相关内容

1 ．悬索结构是大跨度屋盖的一种理想结构形式，其优点是 ( )

A ．受力合理，节约物料

B ．能跨越很大的跨度而不需中间支承，从而形成很大的建筑空间

C ．施工方便且速度较快

D ．可以使建筑物获得良好的物理性能

E ．悬索结构在节点荷载作用下，各杆件主要承受轴力，能充分发挥材料的强度，节省钢材结构自重小

2 ．抗震设计的基本原则是 ( )

A ．应具有明确的结构计算简图和合理的地震作用传递途径

B ．在一个抗震结构体系中，一部分延性好的构件在地震作用下，首先达到屈服，充分发挥其吸收和耗散地震能量的作用

C ．结构应具备必要的强度，良好的变形能力和耗能能力

D ．结构应具有合理的刚度的强度分布，避免因局部削弱或变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中；对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力

E ．应合理选择构件截面尺寸，合理配置纵向钢筋和箍筋，避免剪切关于弯曲破坏

3 ．结构消能减震体系中的消能构件或装置，按照其构造形式可以做成（ ）。

A ．消能楼板层 B ．消能前力墙

C ．消能节点 D ．消能支撑

E ．消能联接

4 ．建筑构件与结构是两个不同的概念，下列说法正确的是（ ）。

A ．构件是建筑物上独立的杆件，而构件则是由构件相互连接构成的平面或立体几何形体

B ．杆件是结构组成的基础，也是结构承载的必要条件

C ．构件承受荷载的能力与其材料的性能、断面几何尺寸有关

D ．构件是由结构相互连接构成的平面或立体几何形体，结构是杆件组成的基础

E ．结构的承载力、稳定性主要与构件组合形式有关

　概述荷载横向分布计算一直是公路桥梁设计中的一个重要内容。它作为空间内力计算的一种实用近似方法 ,曾得到广泛的应用。利用内力或荷载的横向分布系数分析桥梁结构 ,实质上是在一定的误差范围内寻求一个近似的影响面来代替精确的影响面 ,把一个复杂的空间问题转化成平面问题来进行求解 ,及把影响面 η(x ,y)分解成两个单值函数的乘积 ,即 η(x ,y) =η1(x)×η2 (y)。近些年来 ,随着有限元方法的出现和数值计算技术迅猛的发展 ,出现了一些桥梁结构分析的通用计算程序 ,似乎给人以错觉 :认为荷载横向分布理论的计算方法将被先进的三维空…

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悬臂梁的影响线：把中间支撑看成是静不定力，计算出具体数值后转换为集中力，再分别计算各力对梁的挠度数值，进行矢量相加即可。

简支梁就是说梁的两端搭在两个支撑物上，两端铰接，现实看是只有两端支撑在柱子上的梁，主要承受弯矩的单跨结构。一般为静定结构，受力简单，跨中只有正弯矩，体系温变、混凝土收缩徐变、张拉预应力都不会在梁中产生附加内力。简支梁为力学简化模型。

概念

桥梁上行驶的火车、汽车，活动的人群，吊车梁上行驶的吊车等等，这类作用位置经常变动的荷载称为移动荷载。常见的移动荷载有：间距保持不变的几个集中力（称为行列荷载）和均布荷载。为了简化问题，我们往往先从单个移动荷载的分析入手，再根据叠加原理来分析多个荷载以及均布荷载作用的情形。