例題 3D-2Bay 分析模型和荷載條件/ 單位系/菜單系統/坐標系和柵格/ 設定荷載條件/輸入荷載/輸入樓面荷載/輸入節點荷載/輸入均布荷載/ Mode/荷載組合/確認反力/確認變形與位移/確認構件內力/剪力圖及彎矩圖/確認構件應力及動畫的處理/42BeamDetail ysis/461.3D-2Bay此例題是針對初次接觸MIDAS/Gen的用戶對于一個簡單的3維simple2-bay在InstallCD中提供有包含此例題所有建模、分析和結果確認過程的動畫及解說。3D-2bayframe的結構形態及使用得構件如圖1所示。為使問題簡單化，荷載條件考1:模型的自重及在2層樓面按重力方向施加0.5tonf/m2的2:在2層樓面施加0.25tonf/m23:在1軸上端按(+)X方向施加10tonf荷載條件4:在A軸的所有構件按(+)Y方向施加1.0tonf/mZ11BB32A????32A????:H11111???:H圖1.3D–2Bay 中的MIDAS/CIVIL的Icon連擊兩次以打開程序。)位系(例如:m、N、kg、Pa等SI單位系)，也可以采用復合單位系(例如:m、kN、‘’，而在輸入截面時可以通過畫面下端的單位變換窗口(或主菜單的工具>單位體系)將其該為‘m’，還可將進行分析時所使用的‘onf’、‘’單位改為應力單位‘onf/c在WorksTree中支持Drag&Drop方式的菜單

2.MIDAS/Gen

由于所使用的單位系可以自動變換而顯示于畫面下端(Statusbar的單位變換窗口-圖2的)和數據的輸入攔中，故可以簡單地操作而不致。這里‘m’和‘f’ (Mass)選擇欄選擇‘tonf(ton)’Icon的Toggleon狀況最好按所提示的Toggleon狀態相同設置以免出現

示出來以便可以一目了然地對其進行確認。利用其中各項通過拉&放功能可以對在節點或單元的輸入階段若將節點和單元及特性工具條等添加到所需位置的話會 圖3.工具在所有窗口，GCS用大寫(X,Y,Z),UCSECS用小寫(x,y,z)在MIDAS/CIVIL中若未對UCS作另行設置，則

ElementCoordinateSystem)以外，還為了輸入的方便提供節點坐標系(NCS,NodelocalCoordinateSystem)和用戶坐標系(UCS,UserCoordinateSystem)。NCS是對與桁架單元、只受拉單元、只受壓單元或梁單元相連節的任意節點按特定方向賦予邊界條件(LocalBoundaryCondition)或強制變形時所使用的坐標系。US是指用戶考慮建筑物的特殊形狀和排列，為了更方便地建模而在GS上另外設定的坐標系。輸入的節點、柵格及鼠標位置的坐標分別以UCS和GCS在狀態條(圖2的)中顯示為了輸入位于建筑物A列(參考圖1)的3個柱和2個梁，先利用X-Z(或樹形菜單的菜單表單>幾何形狀>用戶坐標系>X-Z平面)功能將A平面(GCSX-Z平面)設定為在圖標菜單點擊X-在原點輸入欄確認‘0,0,

點擊鍵可將所指定的用戶坐標系保存起來以便可以在需要的時候重新導入。在對幾個UCS來回使用時，此功能特別方便。

圖4.為建模地方便通過以下的操作在UCSx-y平面上排列1m在圖標菜單點擊設置點柵在dx,dy輸入欄輸入‘1,圖5.MIDAS/CIVIL在最初狀

由于當前畫面的視點被設定為標準視圖，所以為輸入的方便將其轉換為正面視圖(或樹形菜單的試圖>視點>正面(-Y))以使PointGrid的橫豎方向與模型窗口一致。另外，使用捕捉點格以使鼠標的擊點可以自動移到鄰近的GridPoint上。在圖標菜單點擊正點擊捕捉軸線、SnapAll(Toggle材料編號1:SS4001:H2002008/12–2H4002008/13–Main的Model>點擊鍵可完

在截面形狀輸入欄中確認‘H在載面名稱選擇欄選擇‘H200200點 鍵 圖6.截面特性窗選擇

圖7.

圖8.在輸入結構構件之前為了對輸入的狀況進行確認可以使用顯示截面形狀的消隱(或主菜單的視圖>刪除消藏線)功能。如果消隱處于Toggleoff狀態，則構件只會被顯示成一條單線(WireFrame)而非具體的形狀。點擊圖標菜單的顯梁R梁ReferencPoint

在圖標菜單點擊消隱(Toggle在圖標菜單點擊顯示后分別在節點表單和單元表單的節點編號和單元編on利用梁單元(BeamElement)輸入位于A列(參考圖1)RReferencPointBeta在NodalConnectivity輸入欄輸入坐標或距離時，可使用‘,

在樹形菜單 在材料名選擇欄中確認‘1:在截面名選擇欄中確認‘1:H200200在Beta角選擇欄中選擇‘90(參考說明參考畫面下端(StatusBar)的UCS坐標順次點擊(000)和(030)兩點建立單以UCS為準順次點擊(5,0,0)和(5,3,0)兩點建立單元以UCS為準順次點擊(10,0,0)和(10,3,0)兩點建立單元在圖標單元點擊對在截面名選擇欄選擇‘2:H400200在Beta角選擇欄選擇對Intersect選擇欄中的Node和Elem表示‘’的話所建立的單元上原有的節點或與其它單元相交的節點會被自動分割。K-節點是在單元坐標系的坐標來自動計算BetaA

??截面為H-截面時，對于柱子(與GCSZ軸平行的構件)的腹板方向程序中自動設定為與GCS的X軸相平行，故象本例題一樣柱子的腹板方向與GCS的Y軸平行時需將其旋轉90o。至于梁(除柱子以外的所有梁單元和桁架單元)的腹板方向則被自動設置為與GCS的Z軸相平行，故本例題中梁單元的Beta角為0o。-liel)選擇主菜單的模型l>結構類型并在圖形顯示中，將標高與樓面表高（x-y平面）對齊/顯示前表示‘’的話的端部就可以如圖9的一樣對齊。事先將自動對齊設置為Toggleon狀態的話程序內會自動調節比免重復點擊對齊。轉換為GCS的話點格的在IsoView進行輸入操作時,若捕捉點格處要捕捉功能時最好將其Toggleoff并利用節點或

圖9.建立2AB為指定對象可點擊全部選擇(或主菜單的視圖>選擇>全部選擇)并利用移動單元功能進行。對于不同的適用對象或相關性不大的功能若使用ModelEntity表單(圖10的節點、1.1.在圖標菜單點 對于dx、dy、dz可以使用MouseEditor功能用鼠標方向來取代鍵盤輸入。(圖

在功 在dxdydz輸入欄輸入‘060(參考說明on圖10 :同種功 :ModelEntitydx,dy,dz須以UCS為對所捕捉的節點或單元Query功能可以通過將圖所示的鍵Toggle

說明2

圖10.2維框Beta

在距離的輸入欄中可以使用MouseEditor功能。MouseEditor是指用戶不必利用鍵盤輸入坐標或距離而是直接使用鼠標點擊模型窗口的任意點來輸入坐標或節點的功能。若MouseEditor功能不順利運行可用 表中選擇CreateElements建立單元。此時為了避免節點和柵格最好將PointGrid和PointGridSnap功能轉換為Toggleoff狀態。不必使用節點編號，利用快速查詢(圖11)

在圖標菜單點擊點格、定義點格(Toggle在功 在截面選擇欄確認‘2:H400200 以下輸入單元11和12間的小梁。利用捕捉單元功能可以省略輸入節點的過程直接建立單元。給小梁的端部賦予釋放梁端約束條件并將其到右跨上。單元時將被單元賦予邊界條件(釋放梁端約束)再進行的話可以減少以后的工作量提高效率MIDAS/CIVIL可以通過畫

點擊單選選擇單元在ModelEntity在功 表選擇釋放梁端約在ModelEntity表單選擇在功 在等距離的dx,dy,dz用鼠標依次指定節點14和單元10的中間位置自動輸入‘50 點 單元屬 點 單元屬 框r的點擊顯 利用Shrink功能可 利用功能 鍵或Main的模型>節點>節點表格或模圖11.在輸入支撐條件之前為指定相應的節點將6個柱子下部所處的平面利用平面若將Icon Hidden功能Toggleoff的話可以方便地對所選節

用鼠標點擊6個柱子下部節點中的一個在功 MIDAS/CIVIL為用戶的擇 圖12.在輸入荷載之前須先設定荷載條件(LoadCases)?在ModelEntity表單(圖12的)為設定荷載條件，點擊荷載條件名選擇欄右側的鍵(或樹型菜單中的荷載>靜力在ModelEntity表單(圖12的)中選擇※在類型選擇欄中所選擇的荷載種類(恒荷載、火荷載、雪荷載...等)可在后處理模式中按圖13.在功 圖 定義Floor圖14. Description欄可以在畫面上欲確認節點的就會顯示出其位置并在MessageWindow上顯示畫面下端的Statusbar中會

在功 --若在顯示屬性的Size表單中調整LabelSymbol可以調整所顯示的荷載圖節點被選擇的話，相應

圖16.在功 在屬性選擇欄確認‘添加圖17.輸入X利用3Points功能通過指定A平面上的3個節點也選擇任意單元后運行Query>ElementDetailTable可以確認單元所被輸ElementDetailTable用于檢查荷載的重復輸入等建模誤差時非常有效。

選擇‘XZ平面用鼠標指定A列(參考圖18)的一個節點在功 圖18.輸入Y進行模型分析以前將建模過程中所指定的顯示狀態根據以下步驟解除。在MIDAS/Gen與用 所設定的Disy項目無

在圖標菜單點擊顯示后選擇節點編號表單將節點前的‘’解除(或者點擊(Toggleoff))另外要對數據的屬性進行修改或變更時，若利用樹形菜單的關聯菜單和&放方在WorksTree的Context可以對屬性Assign、Delete將鼠標移到樹形菜單的特性>載面中‘1:H2002008/12’項的位置后，若修改截面數據的話，圖19.利用樹形菜單下面說明樹形菜單所提供的建模功能–拉&放方式的模型數據修改方法截面編號第2號變為藍

在樹形菜單的特性>載面中對‘2:H4002008/13’項雙擊以選擇梁單在載面中以對‘1:H3001506.5/9’的指定狀態將鼠標拉到(Drag)模在模型窗口確認所修改的梁的數據點擊撤銷右側的撤指定‘5ModifySection’選擇1~5圖20.拉&因本例題只進行線性靜力分析(LinearStaticysis)，故不需另行輸入其它的分析結構分析開始的話，在畫面會出現如圖21所示的告知結構分析正在進行的分析結束之后在信息窗口中會顯示出所使用的總的分析時間而畫面的窗口會消圖21.MIDASGen建模過程中的所有輸入工作只能處理模式中進行，而對于反力、變形、構件內請注意，結構分析結束

(HydrationHeatysis)結 對含有階段(Stage)和Step的模型提供分析結果的圖形(Stage/StepHistory按施荷條件提供車輛移動荷載的分析結果(MovingLoad利用優化法自動計算滿足建筑物特殊約束條件的荷載系數(Unknown(BridgeGirderStress(TendonTime-dependentLoss提供反力、變形、構件內力、應力等分析結果的SpreadSheet提供用戶可自己對結構分析的結果進行組合或整理要點的問題樹文本輸入在結構分析過程中對于前處理階段所輸入的‘D’、‘L’、‘WX’、‘WY’等4種單位荷載條件進行了靜力分析。在這里介紹對于這種單位荷載條件進行線性組合(MIDASGen可以不必在輸入階段就對荷載組合條件進行定義，而可LinearLoadCombination)荷載組合條件1(LCB1):1.0DL+1.0荷載組合條件2(LCB2)1.2DL0.5LL1.3荷載組合條件是在主菜單的結果>組合中通過導入荷載組合窗口(圖22)而輸這里ST是指靜力荷載(Static)因為在Factor輸入欄已在Table中輸入數據態的記號(圖22的)消除指定其它位置的Cell將該

在說明輸入欄輸入‘1.0DL+1.0用鼠標點擊右側編輯載面中的荷載工況選擇欄后利用鍵選擇‘DL(ST)FloorDead在輸入欄輸入在荷載工況輸入欄的第二行選擇‘LL(ST)|FloorLive 在說明n輸入欄輸入‘1.2DL0.5圖22.由于本例題的模型形狀比較簡單故在整個模型上直接確認反力也相對較為容易。但對于形體復雜的模型直接在整體模型上確認反力會比較，故有時有必要選擇某一特定部位來確認其反點擊顯示類型的Values右側的鍵可以調整所輸出反力的位數。紅色所表示的部分為發生最大反力的支點位

選擇Components的Local(ifdefined),若節點被賦予NodeLocalAxis時節點反力會按Local的軸向在校核分析結果的后處理模式中， ElementToolbar更為方便。(參考圖23)圖23.為便于選擇特定位置的節點，點擊節點編號使各節點編號在畫面上顯示出來用鼠標點擊節點的話，24)

在功 在圖表菜單點擊節點編號(Toggle圖24.在結果-[反力]表格窗口中在按著[Ctrl]鍵的狀態下拉動鼠標選擇節點,FX,FY,FZ的各輸出結果在圖類型選擇欄選擇‘Web在X軸l(Index)選擇欄確認‘節點圖25.支點反力的圖形(Web對復雜的建筑物的變形進行確認時，將畫面以WireFrame的形式表現的話會相對容易一些。但在這里在觀察縮小單元后的形態的狀態下確認其變形。DXDX2DY2此狀態下變形只以節點此狀態下所顯示的是構擇RealDeform，會沿著擇NodalDeform需要較長NodalDeform會更為有

在圖表菜單點擊節點編號(Toggle在功 點 26.變形(Deformed在顯示類型點擊數值右側的鍵可調整畫面上數圖27.變形圖(DeformedShapeScaleFactor在功 在功 圖28.若要將圖29的Contour分布顯示得更柔和一些，可以使用漸變色彩(Gradation)另外以投影圖(View)的形式查看模型選擇GradientFill并輸 。

點擊圖標菜單的(Toggle將填充涂色表示為圖29.變形圖(等高線圖圖30.變形圖(等高線圖Gradient下面以單元坐標系y軸的彎矩為例來了解一下對單元所發生的構件內力進行確認的方法。在圖標菜單點擊(Toggle在功 表選擇梁內力/灣 圖31.構件內力等高線圖(對單元坐標系y軸的彎矩剪力圖與彎矩圖 andBendingMomentDiagram)的圖化處理步驟幾乎在功 /在顯示屬性選擇欄選擇‘Exact’、‘SolidFill’，在Scale輸入欄輸入,,確認彎矩后點擊對????選擇Myz時，會將對于為Value在畫面上顯示出圖32.彎矩圖(BendingMoment選擇‘YZ平面用鼠標點擊處于圖1的①在圖標菜單點擊激在圖標菜單點 右側視圖33.Y-ZMIDAS/Gen可以利用多種選擇(Selection)功能和激活/鈍化(Active/In-active)功能，不僅對特定平面，