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MIDAS-CIVIL软件简介

精品文档
MIDAS CIVIL软件简介

MIDAS可以做施工阶段分析、水化热分析，静力弹塑性分析、支座沉降分析、大位移分析，是强有力的土木工程分析与优化设计系统。其基本特点如下:
广泛的适用领域
钢筋混凝土桥梁:板型桥梁、刚架桥梁、预应力桥梁
联合桥梁:钢箱型桥梁、梁板桥梁
预应力钢筋混凝土箱型桥梁:悬臂法、顶推法、移动支架法、满堂支架法
大跨度桥梁:悬索桥、斜拉桥、拱桥
大体积混凝土的水化热分析:预应力钢筋混凝土箱型桥梁、桥台、桥脚、防波堤
地下结构:地铁、通信电缆管道、上下水处理设施、隧道
工业建筑:水塔、压力容器、电力输送塔、发电厂
国家基础建设:飞机场、大坝、港口

材料

公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵及设计规范(JTJ023-85)
公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025-86)
混凝土结构设计规范(GB50010-2002)
钢结构设计规范(GBJ17-88)
高层民用建筑钢结构技术规程(JGJ99-98)
其他国家和地区规范(美国、加拿大、德国、英国、欧洲、日本、韩国等)

截面
型钢:角钢、槽钢、H型钢、T型钢、方形钢管、圆形钢管、圆形钢棒、方形钢棒
组合截面:角钢-组合截面、槽钢-组合截面
焊接组合截面:角钢、槽钢、H形钢、T形钢、方形钢管、圆形钢管
其他国家标准截面(美国、德国、英国、日本、韩国等)

车辆荷载
公路桥涵设计通用规范(JTJ021-89)的汽车荷载、平板挂车和履带车荷载
城市桥梁设计荷载标准(CJJ77-89)的城-A级、城-B级车辆荷载和车道荷载
铁路桥涵设计基本规范(TB10002.1-99)的“中-活载”的普通活载、特种活载

地震设计反应谱
公路工程抗震设计规范(JTJ004-89)
铁路工程抗震设计规范(GBJ111-87)
抗震设计规范(GB50011-2001)

收缩和徐变、弹性模量的变化
公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵及设计规范(JTJ023-85)
其他国家规范(美国、欧洲、日本、韩国等)

钢筋混凝土构件设计
公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ025-86)
其他国家规范(美国、日本等)

钢结构构件设计
公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025-86)
其他国家规范(美国、韩国)

钢骨混凝土构件设计
型钢混凝土组合结构技术规程(JGJ138-2001)
使用钢管混凝土截面时，适用“钢管混凝土结构设计与施工规程”(CECS28:90)
其他国家规范(美国、韩国)

通过了国际认证机关ISC(InternationalStandardsCertification)Pty.Ltd的ISO9001:2000(质量管理体系)和ISO14001:1996(环境管理体系)的认证。

通过了韩国电算结构工学会的验证
通过了中国国家软件评测中心的认证
通过了4500多个大中型工程项目的检验
与世界一流的CAD软件开发公司-美国的BentleySystems合作，向北美地区推广和销售MIDAS系列产品。
与日本构造计划研究所合作，向日本推广和销售MIDAS系列产品。
美国子公司-MIDASoft。
中国子公司-北京迈达斯技术有限公司。
MIDAS建模实例:

在MIDAS光盘中有:
Civil 560 Manual PDF\01_Getting Started &Tutorials\Civil-tut1.pdf: 二层框架模型实例
Civil 560 Manual PDF\01_Getting Started &Tutorials\Civil-tut2.pdf: 单跨拱桥模型实例
Civil 560 Manual PDF\01_Getting Started &Tutorials\Civil-tut3.pdf: 盖梁实体单元精密分析模型实例

Civil 560 Manual PDF\03_Advanced Application\2.pdf: 顶推法桥梁施工阶段分析实例
Civil 560 Manual PDF\03_Advanced Application\3.pdf: 悬臂法桥梁施工阶段分析实例
Civil 560 Manual PDF\03_Advanced Application\4.pdf: 使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析实例
Civil 560 Manual PDF\03_Advanced Application\5.pdf: 移动支架法做桥梁施工阶段分析实例
Civil 560 Manual PDF\03_Advanced Application\6.pdf: 悬索桥成桥阶段与施工阶段分析实例
Civil 560 Manual PDF\03_Advanced Application\7.pdf: 斜拉索桥成桥阶段与施工阶段分析实例
Civil 560 Manual PDF\03_Advanced Application\8.pdf: 施工阶段水化热分析实例

MIDAS/Civil的分析功能

一、 有限元库：
MIDAS/Civil提供了实际设计需要的各种精确度极高的有限单元模型。

只受压单元
只受拉单元
间隙单元
钩单元
索单元(悬索单元)
桁架杆单元
一般梁单元
变截面梁单元
平面应力单元
平面应变单元
加劲肋板单元
轴对称单元
板单元(厚板/薄板、平面内/平面外厚度、正交异性)
实体块单元(六面体、四面体、楔形)
非线性连接单元(粘弹性消能器、铅芯橡胶支座、摩擦摆隔震装置、滞后系统)

二、分析功能
MIDAS/Civil不仅没有节点数和单元数的限制，对荷载数量和荷载组合数量也没有限制，并且提供批量处理多个模型的Batchanalysis功能。

静力分析
线性静力分析
热应力分析

动力分析
特征值分析
反应谱分析(SRSS、CQC、ABS)
时程分析

几何非线性分析
P-delta分析
大位移分析

屈曲分析
移动荷载分析
影响线分析
影响面分析

施工阶段分析
支座沉降分析
水化热分析
热传导
热对流
热辐射

动力非线性边界分析
粘弹性阻尼单元
弹塑性阻尼单元
铅芯橡胶支座隔震单元

摩擦摆隔震单元

考虑材料时间依存特性的分析
弹性模量的变化
徐变
收缩

钢筋混凝土预应力分析
预应力钢束的布置
钢束预应力损失

联合梁桥考虑联合前后刚度变化的分析

三、建模助手
梁、柱、拱、框架、桁架、板、壳
板型桥梁、钢筋混凝土刚架桥、暗渠
悬索桥
斜拉桥
预应力箱型桥梁(顶推法、悬臂法、移动支架法)

四、设计功能
钢筋混凝土
钢材
组合结构
工具箱
有限元网格划分及建模器
任意截面的特性值计算器
文本编辑器
图形编辑器
地震波生成器
材料统计表

五、施工阶段分析
使用MIDAS/Civil的施工阶段分析功能，可以考虑结构弹性模量的变化、徐变和收缩的影响、可以考虑结构模型的变化、荷载的变化、边界条件的变化。另外，对悬索桥和斜拉桥可以做施工阶段分析。特别是对预应力箱型桥梁，提供了悬臂法、顶推法、移动支架法的建模助手，用户只需输入简单的数据，即可自动生成施工阶段模型。在MIDAS/Civil中，可以做水化热分析。

施工阶段的输入
当结构体系发生变化（如构件的生成和拆除、边界条件发生变化等）时，将每个变化阶段都设定为施工阶段。
在各施工阶段内，将荷载的生成和拆除时间设定为始点。

输入各阶段的施工持续时间生成施工顺序，也可以删除和插入施工阶段
使用激活和钝化功能由单元组、荷载组、边界组生成施工阶段

施工阶段树形目录
可以更方便地观察各施工顺序。
可以更方便地编辑各施工阶段。
可以更方便地删除和插入施工阶段。
可以更方便地更换施工顺序。
利用施工阶段目录树即时观察结构体系和荷载的变化

六、桥梁分析功能
Ⅰ.一般桥梁分析
钢筋混凝土刚构桥建模助手
钢筋混凝土刚构桥建模助手是对一般刚构桥、地下刚构桥、∏型刚构桥、地下暗渠等结构在短时间内自动建立三维或二维模型并使用设计功能进行分析与设计的功能。
只要输入暗渠的尺寸和荷载的大小就可自动建模、生成荷载组合并进行分析
钢筋混凝土板型桥建模助手
钢筋混凝土板型桥建模助手可自动对钢筋混凝土板型桥进行建模、施加荷载并生成荷载组合
设计功能
利用一般桥梁建模助手，可在进行结构分析后对多种形式的梁、柱自动进行截面设计

Ⅱ.预应力钢筋混凝土箱型桥梁分析
预应力钢筋混凝土箱型梁和变截面梁
为了便于建模和分析，MIDAS/Civil提供了在实际设计中经常使用的预应力钢筋混凝土箱型桥梁截面。
将倾斜边上的变化点激活后，输入所需的数值即可得到规整的PSC箱型截面
输入始点和终点位置的截面后程序会自动生成中间区段变化的截面
象FCM桥梁那样截面大小有变化的结构，只要给出两端的截面形状和曲率半径，程序会自动计算出各位置的截面特性。
纵向和横向都可以输入变截面。
生成所有截面后，如果修改某个截面的数据，其他截面也会自动做相应的修改。
按照道桥设计标准中的规定，自动计算有效翼缘宽度。
预应力钢束的布置
预应力钢束可以在三维空间上布置成任意形状，程序会根据三维曲率来计算应力损失。
分析时考虑预应力钢束的张拉方法(先张/后张)以及布置形状（内/外）的影响
可以自由地布置预应力钢束
在任意位置输入基准点、反弯点、偏心距后程序自动在三维空间上布置预应力钢束
在横截面上可以任意布置预应力钢束，选择横截面上任意一个单元，都可以确认预应力钢束在该截面上的布置情况。
预应力短期损失可以考虑锚具变型和预应力钢筋的内缩、预应力钢束与预埋管的摩擦、混凝土弹性变形等影响。
预应力长期损失可以考虑混凝土的徐变和收缩、预应力钢束的松弛等影响。
可以考虑因荷载或温度变化引起的预应力钢束的应力变化。

Ⅲ.顶推法桥梁分析
顶推法桥梁施工方案建模助手
利用顶推法桥梁施工方案建模助手，输入构件的尺寸和数量，即可生成全体桥梁的模型，并按照输入的构件数量自动生成施工阶段。
利用顶推法桥梁建模助手建立桥梁模型和边界条件
只要输入施工工期，程序将自动计算各施工阶段混凝土的材龄和荷载。
在数据库中选择预应力钢束的类型后程序将自动布置翼缘和腹板处的预应力钢束，并生成图形
只要输入预应力钢束的反弯点和锚固装置位置，程序会自动计算出钢束最佳的布置形状。
使用内含的预应力钢束布置方式，可以生成最佳的预应力钢束形状。
顶推法桥梁施工阶段建模助手
输入桥梁信息、各施工段的施工工期、每回推出长度，程序将自动形成各阶段的细部施工工序（支撑条件的激活和钝化）。
利用顶推法桥梁建模助手自动生成的各施工阶段模型、
边界条件以及荷载的示意图
各施工阶段推出构件时，在时间不变的情况下，只改变边界条件的功能。
用顶推法施工弯桥时各施工阶段顶进构件的时间、位置和边界条件示意图
因为在一个文件中包含了所有施工阶段的信息，所以便于按施工阶段激活或钝化模型、边界条件以及荷载的信息。
可以考虑徐变和收缩的影响。
可以利用建模助手自动生成弯桥的施工阶段。

Ⅳ.悬臂法桥梁分析
悬臂法桥梁建模助手
只要输入截面形状、预应力钢束的布置信息、桥梁信息，程序即可自动生成悬臂法桥梁的模型和各施工阶段。
利用悬臂法桥梁建模助手可以自动完成悬臂法
桥梁的预应力钢束的布置并生成各施工阶段模型
在建模助手中可以定义截面并布置预应力钢束。
在建模助手中可以建立包括桥墩以及最后合龙段的全体模型。
利用悬臂法桥梁建模助手建立的桥梁模型以及预应力钢束的布置形状
利用悬臂法桥梁建模助手可以即时观察各施工阶段的进展。
悬臂法桥梁各施工阶段中单元的生成过程以及加载过程示意图

Ⅴ.移动支架法桥梁分析
移动支架法桥梁建模助手
MIDAS/Civil提供移动支架法/满堂支架法桥梁建模助手，利用建模助手可以建立各施工阶段的模型。
利用移动支架法桥梁建模助手可以自动布置预应力钢束
对特殊的施工阶段可以做特别处理
可以将任意施工阶段作为最终阶段输出，对施工中的结构随时可以做时程分析、地震荷载分析以及移动荷载分析。
悬臂法桥梁任意施工阶段的特征值分析结果
施工阶段后处理
可以输出弯桥截面左右两侧的最大应力。
移动荷载分析时，既可以输出最大内力，又可以输出发生最大内力时其它构件的内力。
为了分析各施工阶段，提供了各种图形（内力、应力、挠度、反力等）输出功能。
提供各施工阶段分析结果的动画文件。
可以输出任意截面的细部分析结果。
可以输出预应力损失图表。
用表格确认各施工阶段的反力和内力最大值
计算三维曲率和松弛引起的预应力损失的示意图
为了现场能进行有效的施工管理
程序提供了悬臂法桥梁各施工阶段的挠度和预拱度控制图
顶推法桥梁各施工阶段的弯矩和分析结果表格
各阶段应力和分析结果表格
顶推法桥梁各施工阶段钢导梁前端的位移表格
各施工阶段桥墩、桥台以及临时桥墩上的反力表格
各施工阶段内力和位移

Ⅵ.斜拉桥分析
MIDAS/Civil不仅提供了斜拉桥成桥阶段的建模助手，并且可以利用优化计算得到拉索的初始张力。另外，Civil还提供了施工阶段分析功能，在各施工阶段可以考虑单元的生成和拆除、边界条件以及荷载条件的变化等。
提供了斜拉桥建模助手。
可以建立对称以及非对称斜拉桥的模型。
可以建立桁架梁和箱型梁模型。
建模时可以考虑梁的纵向起拱。
利用斜拉桥的建模助手生成的三千浦大桥模型
利用优化计算求拉索的初始张力
可以利用优化计算法则求拉索的初始张力。
可以求多种约束条件下的未知荷载系数。
可以求满足索塔和主梁约束条件的荷载系数。
首先求未知荷载系数并计算出斜拉桥拉索的初始张力
然后对斜拉桥成桥阶段所作的分析
使用了索单元的非线性分析
桁架单元和索单元的线性以及非线性分析。
给索单元加初始张力。
考虑了几何刚度影响的静力和动力分析
使用初始荷载生成斜拉桥的几何刚度。
使用考虑了初始荷载的几何刚度做静力和动力分析。
考虑了由初始荷载生成的几何刚度的影响对道山大桥做的特征值分析
施工阶段分析
定义施工阶段。
考虑几何非线性的施工阶段分析。
逆、顺施工阶段分析。
基本阶段和最终阶段之间的转换功能。
将西海大桥分析模型渲染处理后的画面
西海大桥各施工阶段
可以计算和输出各施工阶段位移、内力和应力。
可以计算各施工阶段索的张力变化量。
特定施工阶段的静力和动力分析
特定施工阶段的静力和动力分析。
风荷载和地震荷载的动力效应分析。

Ⅶ. 悬索桥分析
悬索桥是由主缆组成的柔性结构，与其它结构不同的是，悬索桥需要特别的分析方法。
MIDAS/Civil的悬索桥建模助手能自动计算成桥阶段主缆的坐标和张力。程序中内含三维弹性悬索单元和等效桁架单元，可以考虑索的非线性特征。程序还支持悬索桥的几何非线性分析和施工阶段分析。
使用悬索桥建模助手生成的广安大桥成桥阶段模型
成桥阶段分析
使用几何刚度做线性分析（线性有限位移分析）。
移动荷载分析（影响线分析）。
特征值分析、反应谱分析、时程分析。
悬索桥建模助手
只要输入垂度、主梁的自重等设计条件，程序将自动生成主缆以及悬索桥结构的所有坐标。
自动计算成桥阶段主缆和吊杆的张力。
由主缆和吊杆的张力自动生成结构几何刚度。
利用悬索桥建模助手决定悬索桥的初始平衡状态后，做成桥阶段分析和施工阶段分析。
利用悬索桥建模助手做初始平衡状态分析。
使用悬索桥建模助手决定成桥阶段结构形状以及索和吊杆的张力
成桥阶段分析结果
将静力和动力分析结果以文本、图形、表格等形式输出。
悬索桥特征值分析结果
施工阶段分析
MIDAS/Civil支持几何非线性分析（大位移分析）和施工阶段分析，可以将每个施工阶段的内力和变形包含到下一个施工阶段的分析中，从而得到准确的分析结果。
定义施工阶段
利用施工阶段对话框，定义各施工阶段的构件、边界条件和荷载。可以添加和删除施工荷载和其它荷载。
可以即时查看各施工阶段。
利用施工阶段对话框，定义各施工阶段的构件
边界条件和荷载，然后按逆施工方向分析的过程示意图
成桥阶段分析
输出各施工阶段的位移、内力、应力等。
输出各施工阶段在施工荷载和风荷载作用下的分析结果。
输出特定施工阶段的动力分析结果
输出后仰量(SetBack)和各施工阶段索的垂度。
由逆施工阶段分析得到的各施工阶段的变形和主缆的张力图表

七、水化热分析
MIDAS/Civil提供热传导、热应力分析功能和考虑施工阶段的水化热分析功能。在水化热分析中可以考虑材料的弹性模量随时间变化的特性、徐变和收缩的影响、管冷的效果以及分段浇筑混凝土的影响等。
水化热分析模型
分层浇筑的矮塔斜拉桥预应力箱型桥梁
输入热工特性和时间依存材料特性
输入热工特性和时间依存材料特性的对话
定义施工阶段
定义施工阶段对话框(定义各施工阶段的单元、边界条件等)
PSCBox柱头部位分段浇筑时的水化热分析（应力分布）
分析结果图形
可以输出容许应力、实际应力、温度变化、拉应力比等。
各施工阶段分析结果图形

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