数值分析模型2

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1、单元的刚度数据单元的优化形状比（AspectRatio）是根据单元的种类、单元的几何形状及结构形式不同而不同，通常采用接近1的形状比。如果单元形状为六面体时，尽可能做到内夹角为90º。实际情况下，难以做到这种划分方式时，采用局部优化形状比的方法。即对一些应力集中现象较大或需要精度较高的部位，尽可能做到采用正六面体的有限单元。单元的尺寸越小，其收敛性能越好。单元的刚度数据计算单元刚度时需要材料特征值和截面特征（或厚度）值。可以利用模型>材料和截面特性>材料功能，输入材料特征值；利用模型>材料和截面特性>截面或厚度功能，输入截面特征（或厚度）值。输入单元的材料特征值和截面特征值时，必要的命令列入表

2、1.1中。单元种类材料数据截面或厚度数据备注1桁架单元MaterialSection1只受拉单元MaterialSection1只受压单元MaterialSection2梁单元MaterialSection3平面应力单元MaterialThickness3板单元MaterialThickness4平面应变单元Material4轴对称单元Material5实体单元Material表1.1输入各种单元材料数据和刚度数据命令63土木结构分析1：使用桁架单元作结构分析时，在计算过程中只使用截面积(CrossSectionalArea)。但作截面设计或在主界面上形象地表示出构件形状时，需要输入截面形状。

3、2：使用梁单元作SRC(钢-混凝土组合)结构的受力分析时，软件自动计算组合结构的等效刚度。3：使用板单元时，只输入板的厚度。4：使用平面应变单元或轴对称单元时，软件自动生成单位宽度(1.0)的厚度和单位角度(1.0rad)的厚度，没有必要另行输入截面数据。5：使用实体单元时，单元的节点数据决定着单元的大小，没有必要另行输入截面数据。下面说明关于线性单元的截面性质的定义和截面的计算方法。如果把线性单元（桁架单元，梁单元…等）的截面特征值计算以后输入程序内时，应充分地考虑截面性质对结构受力及变形特征的影响。如果使用的材料被腐蚀或有其它损伤时，应考虑材料的截面减小因素。MIDAS/Civil软件可以

4、利用以下三种方法输入截面特征值。1．只输入截面的主要数据，MIDAS/Civil自动计算截面特征值。2．用户直接计算所有截面特征值以后，输入程序内。3．可直接选用已经归入到GB、KS、JIS、AISC规范内的数据库截面。对一般截面(PrismaticSection)、非均匀截面(TaperedSection)、组合截面(CombinedSection)及SRC截面可以直接利用固有的截面符号输入截面特征值。施工截面(ConstructionSection)可以利用已输入的两个截面特征值来输入截面。所谓的施工截面(ConstructionSection)是指由钢骨和混凝土所构成的随施工阶段发生变化

5、的截面。64单元的刚度数据下面介绍MIDAS/Civil软件自动计算截面特征值的方法和在计算过程中应该考虑的一般事项。截面面积（Area:CrossSectionArea）工程中使用截面面积(CrossSectionArea)来计算构件轴向刚度(AxialStiffness)和截面上产生的轴向应力。当截面面积的输入方式采用上述的第一种方法或采用第三种方法时，考虑不到节点部位由于构件之间的连接而造成的截面损失（如螺栓孔、铆钉孔）效果。所以在实际工程中，需要计算由于截面的损失对结构承载力的降低效果时，应该选用上述的第二种方法来输入截面面积。Area=∫dA=A1+A2+A3=(300r15)+(5

6、73r10)+(320r12)=14070图1.43截面计算65土木结构分析有效抗剪面积（Asy:AszEffectiveShearArea）当截面沿单元坐标系的y轴或z轴方向上承受剪切荷载(ShearForce)时，可以利用有效剪切面积(EffectiveShearArea)计算截面的抗剪刚度(ShearStiffness)。没有输入有效剪切面积，意味着忽略该方向上的剪切变形。如果采用上述的第一种方法或第二种方法输入截面特征值时，MIDAT/Civil软件将自动计算截面的抗剪刚度。其计算方法见图1.44。Asy:沿单元坐标系y轴方向上的有效抗剪面积。Asz:沿单元坐标系z轴方向上的有效抗剪面

7、积。66单元的刚度数据截面形状有效抗剪面积截面形状有效抗剪面积1.Angle2.Channel5A=Bt×5syfA=×(2Bt×)6syf65Aszw=Ht×AHtsz=×w63.I-Section4.Tee55Asyf=×(2Bt×)ABsyf=×()t66AHtsz=×wAHtsz=×w5.ThinWalledTube6.ThinWalledPipeAB=2××tA=××πrtsyfsywA