模型修正参数在Midas里的实现全解.pptx

目录1234前言构件修正参数整体修正参数修正示例第1页/共24页前言对Midas模型的建立与计算分析处理分为以下三个模块：前处理求解后处理材料截面节点、单元边界条件荷载PSC设计RC设计钢构件设计SRC设计预应力钢筋混凝土构件钢筋混凝土构件钢构件钢骨砼构件材料强度截面验算弹性模量、泊松比、线膨胀系数、容重截面尺寸截面特性值调整系数：截面面积、截面惯性矩、自重第2页/共24页吊杆疲劳损伤S-N曲线损伤因子：监测数据：疲劳应力时程循环统计：雨流计数法、普通计数法、功率谱法等线性材料的疲劳剩余强度模型：第3页/共24页Midas模型修正：吊杆作为钢构件，其强度修正可在钢构件设计模块体现，Midas中钢构件设计采用的是公路桥涵钢结构及木结构设计规范，与公路钢管混凝土拱桥设计规范中对吊杆承载能力验算的规定不同，因此做如下处理。规范吊杆承载能力验算公式：吊杆疲劳损伤第4页/共24页吊杆疲劳损伤第5页/共24页此处对226、230、234、241、245、249号单元进行强度修正，由1670MPa 折减为1383.5MPa，验算结果如下：吊杆疲劳损伤第6页/共24页吊杆均匀腐蚀及断裂吊杆均匀腐蚀及断裂可根据检测结果通过折减相应大小的吊杆截面面积进行修正，在Midas模型中，通过直接改变截面尺寸实现。对系杆可采用与吊杆相同的方法在Midas模型中实现相关参数的修正。第7页/共24页钢筋混凝土构件对于纵梁、横梁等钢筋或预应力钢筋混凝土构件，公路桥梁承载能力检测评定规程中根据对钢筋混凝土构件的检测结果，引入了承载能力检算系数和承载能力恶化系数、直接对抗力效应进行修正，并引入混凝土截面折减系数和钢筋截面折减系数分别修正其几何参数值。第8页/共24页混凝土截面折减系数是对混凝土的各几何参数进行折减：参数在Midas中的实现如下：第9页/共24页钢筋截面折减系数主要为对钢筋截面面积的折减：第10页/共24页承载能力恶化系数和承载能力检算系数通过对PSC设计结果中抗力进行人工处理来实现。如下表为PSC设计使用阶段正截面抗弯验算结果，Mn为抵抗弯矩，可将Mn列数据乘以实现修正。第11页/共24页钢管混凝土脱空钢管混凝土脱空采用折减混凝土截面特性参数的方法进行修正，Midas中通过编辑施工阶段联合截面混凝土部分的刚度系数来实现模型修正。第12页/共24页钢管均匀锈蚀钢管锈蚀会引起钢管截面削弱，可根据检测结果相应折减钢管截面特性参数。Midas中通过编辑施工阶段联合截面钢管部分的刚度系数来实现模型修正。第13页/共24页钢管均匀锈蚀a)对钢管均匀锈蚀损伤，可通过根据均匀锈蚀厚度相应折减钢管截面面积进行模型修正；b)根据公路钢管混凝土拱桥设计规范（JTG/TD65-062015）3.1.6 的规定，处于不同厚度范围的钢管采用的强度设计值不同，因此当钢管由于均匀锈蚀厚度发生跃变时，应折减钢管截面的同时，根据规范规定对钢管强度设计值做相应修正。第14页/共24页钢管疲劳损伤、钢管焊缝开裂钢管疲劳和钢管焊缝开裂通过修正钢管材料的强度来实现，Midas中对材料强度的定义在后处理模块进行构件设计验算时实现。钢管混凝土作为组合结构，只能考虑采用SRC设计进行验算，但最终发现并不可行，原因如下：SRC设计目前支持的中国规范是型钢混凝土组合结构技术规程，而钢管混凝土拱桥的验算应根据公路钢管混凝土拱桥设计规范进行；SRC设计的材料和截面必须选择“组合材料”和“组合截面”，但组合截面截面形式有限，且不支持任意截面定义，无法适应钢管混凝土截面形式的需要。第15页/共24页钢管疲劳损伤、钢管焊缝开裂综上所述，对钢管强度的修正，无法再Midas模型中实现。但是由于材料的强度值与结构的内力位移等的分析无关，只对构件的承载能力有贡献，因此，可根据公路钢管混凝土拱桥设计规范中的验算公式，自行编写程序进行验算。只需在验算时对所调用的钢管强度值进行自定义即可实现钢管强度在模型中的修正。T16mm时T16mm时单管偏心受压承载能力验算：第16页/共24页修改整体结构的材料参数可在材料数据里整个结构所用材料的材料参数：弹性模量、泊松比、线膨胀系数、容重、阻尼比等。第17页/共24页修正示例损伤位置损伤类型修正参数1/4、1/2跨处四根吊杆（226/241/230/245单元）吊杆均匀锈蚀截面折减10%单侧系杆（305单元）系杆均匀修饰截面折减10%拱顶（193/194/213/214单元）拱顶钢管混凝土脱空混凝土截面参数折减10%拱顶钢管均匀锈蚀钢管截面参数折减10%第18页/共24页模型修正前后的频率变化：健康状态频率修正模型频率变化比率5.3094715.3491620.75%7.5786567.5802040.02%12.37162312.317433-0.44%12.66110512.6657620.04%14.17041514.171290.01%15.77377215.710095-0.40%17.50480517.452679-0.30%20.20001120.192181-0.04%25.28507725.231407-0.21%25.93788225.886439-0.20%第19页/共24页修正单元处应力变化：损伤类型修正单元号健康状态应力值 修正模型应力值变化率吊杆均匀锈蚀2278.33E+058.78E+055.38%2428.45E+058.99E+056.33%2338.72E+059.18E+055.22%2488.85E+059.40E+056.21%系杆均匀锈蚀3051.26E+061.41E+0611.84%钢管均匀锈蚀193-2.55E+05-2.76E+058.24%194-2.55E+05-2.77E+058.63%213-2.57E+05-2.77E+057.78%214-2.57E+05-2.76E+057.39%混凝土脱空193-1.40E+04-1.54E+0410.00%194-1.40E+04-1.54E+0410.00%213-1.48E+04-1.64E+0410.81%214-1.48E+04-1.64E+0410.81%第20页/共24页对整体结构所有材料的弹性模量依次折减5%、10%，统计结构频率的变化情况，结果如下：弹性模量c50不计自重c50Q345吊杆系杆不折减3450000034500000206000000190000000 195000000折减5%3277500032775000195700000180500000 185250000折减10%3105000031050000185400000171000000 175500000第21页/共24页健康状态频率弹模折减5%频率弹模折减5%弹模折减10%频率弹模折减10%5.3094715.1697882.63%5.020725.75%7.5786567.3835992.57%7.1811515.54%12.37162312.0672482.46%11.7403255.38%12.66110512.3402052.53%12.0074595.44%14.17041513.7976052.63%13.4016685.74%15.77377215.3862022.46%14.9688655.38%17.50480517.0661912.51%16.6082555.40%20.20001119.697342.49%19.180055.32%25.28507724.6537572.50%23.9935865.38%25.93788225.2914132.49%24.6203465.35%第22页/共24页谢谢！第23页/共24页感谢您的观看。第24页/共24页