./邁達(dá)斯橋梁建?；A(chǔ)介紹對于結(jié)構(gòu)工程師來說,掌握一款簡單易用的有限元計(jì)算軟件對于工作效率的提升,是必不可少的。現(xiàn)在流行的各種通用以及專業(yè)有限元軟件均具有良好的可視化功能,通過數(shù)據(jù)以及圖形的交互功能,結(jié)構(gòu)工程師可以更好的分析結(jié)構(gòu)的受力情況,從而加深對于結(jié)構(gòu)整體以及局部受力特性的認(rèn)識。然而,并非所有的有限元計(jì)算軟件都具有快捷、簡便而人性化的操作界面以及程序語言,筆者曾使用MidasCivil、JQJS、橋梁博士、ANSYS及SAP等有限元程序進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)分析,通過對比后發(fā)現(xiàn),MidasCivil在進(jìn)行線彈性靜力分析,尤其是施工階段分析時,相比其他幾種有限元軟件更加便捷,而目前全球市場化最好的大型有限元通用軟件ANSYS由于其特有的程序化設(shè)計(jì)語言APDL,在進(jìn)行高端結(jié)構(gòu)分析時,具有明顯優(yōu)勢。所以,對于剛剛接觸有限元程序的橋梁結(jié)構(gòu)工程師來說,筆者推薦選用MidasCivil作為起步軟件,它人性化的界面設(shè)置以及與Excel良好的互通性將幫助使用者更快的走入有限元程序的大門。下面將介紹MidasCivil用于橋梁結(jié)構(gòu)分析的基本建模過程。1定義材料與截面特性作為有限元計(jì)算的第一步工作,筆者習(xí)慣首先定義材料特性,邁達(dá)斯中提供了國外常用的各種材料的材料特性,使用者可根據(jù)實(shí)際情況選擇,對于跨徑較大的橋梁上部結(jié)構(gòu)來說,一般采用的混凝土為C50,而鋼絞線一般選取Strand1860,選取方法如下所示〔注意,普通鋼筋材料特性無需在此添加：點(diǎn)擊右上角的添加鍵,彈出如下對話框,選取完成后點(diǎn)擊適用鍵,如下圖所示：之后需要定義截面特性,這里需要注意的是,對于需要配置普通鋼筋的截面,需采用設(shè)計(jì)截面,設(shè)計(jì)截面中提供了多種截面類型供使用者選擇,但筆者認(rèn)為更加便捷的定義方式為使用AutoCAD繪制截面,并另存為dxf格式,而后使用程序提供的截面特性計(jì)算器導(dǎo)入dxf格式的截面,并進(jìn)行截面特性計(jì)算,最后將其存為設(shè)計(jì)用數(shù)值截面導(dǎo)入邁達(dá)斯主程序中。2定義節(jié)點(diǎn)與單元最基礎(chǔ)的建立節(jié)點(diǎn)與單元的方法如上圖所示,通過定義復(fù)制,鏡像,擴(kuò)展等功能建立節(jié)點(diǎn)與單元,各邁達(dá)斯學(xué)習(xí)資料上均有詳細(xì)介紹。但筆者認(rèn)為,橋梁結(jié)構(gòu)建模時所需節(jié)點(diǎn)與單元往往不具備很強(qiáng)的規(guī)律性,故上述方法對于建模效率的提高往往不盡如人意,筆者推薦利用邁達(dá)斯與Excel良好的交互性提高建模的速度,具體方法如下所示：首先建立結(jié)構(gòu)初始節(jié)點(diǎn),然后選取查看節(jié)點(diǎn)表格,按照表格格式在Excel中輸入節(jié)點(diǎn)坐標(biāo),并將其復(fù)制到邁達(dá)斯節(jié)點(diǎn)表格中,然后打開邁達(dá)斯單元表格,仍按其格式輸入單元的材料與截面類型,初始與結(jié)束節(jié)點(diǎn),即可方便快捷的定義結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)與單元。3定義預(yù)應(yīng)力鋼束特性與形狀首先應(yīng)在窗口菜單中點(diǎn)擊荷載選項(xiàng),然后于下拉菜單中選取預(yù)應(yīng)力荷載選項(xiàng),再在子菜單中選擇鋼束特性值,并根據(jù)所使用的預(yù)應(yīng)力鋼束特性輸入如下圖所示的菜單項(xiàng)。然后選擇鋼束布置形狀,填寫所需的菜單項(xiàng),筆者同樣推薦首先在Excel中做好鋼束形狀特征值,而后復(fù)制到相應(yīng)列表中的方法,以便提高效率。這里需要注意的是,對于曲線橋梁來說,為了保證鋼束形狀與曲線良好吻合,推薦使用單元的輸入方式,而對于直線橋梁來說,為了方便的進(jìn)行復(fù)制等操作,推薦使用直線的輸入方式。4定義各種組如圖所示,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析前,需先定義好各種組,對于結(jié)構(gòu)來說,不同施工階段所激活的單元需定義為不同的結(jié)構(gòu)組,邊界組、荷載組與鋼束組同理。且為了查看結(jié)果時的便捷性,往往也將使用者所關(guān)心單元定義為一個結(jié)構(gòu)組,總而言之,組的定義應(yīng)盡量詳盡,以便于模型的修改與查看。5定義邊界條件如圖所示,在理想的橋梁約束條件下,僅需對相應(yīng)位置的節(jié)點(diǎn)施加一般支承,定義時需注意選擇相應(yīng)的邊界組以及支承約束方向。這里需要注意的是,一般支承的坐標(biāo)系方向?yàn)榫植孔鴺?biāo)軸的方向,往往與整體坐標(biāo)軸不同,定義前應(yīng)首先顯示該處的局部坐標(biāo)方向,以便建立正確的約束條件。6定義靜力荷載工況與荷載如圖所示,在定義荷載前,首先需定義靜力荷載工況,這是為了按照規(guī)進(jìn)行荷載組合,靜力荷載工況的定義項(xiàng)一般與荷載組的定義項(xiàng)相同。需要注意的是,自重等要在施工階段添加的荷載要定義為施工階段荷載,而人群荷載,車道荷載,支座沉降等及不定義荷載組,也不定義靜力荷載工況。7定義施工階段最后,需定義施工階段,如圖所示,首先點(diǎn)擊荷載,然后點(diǎn)擊下拉菜單中的施工階段分析書據(jù),再點(diǎn)擊子菜單中的定義施工階段。需要注意哦是,在設(shè)定施工階段菜單中,單元、邊界與荷載均需按照實(shí)際施工階段時所施加的添加,并保證結(jié)構(gòu)為不可變體系。且施工階段持續(xù)時間較長時,應(yīng)定義子步驟。8