内容简介
     《MIDAS/Gen 应用实例教程及疑难解答》是一本MIDAS/Gen程序的入门书。它打破了常规的程序手册的写作格式,尽量做到相关问题集中介绍,方便查阅,避免翻来翻去,因此,《MIDAS/Gen 应用实例教程及疑难解答》有助于结构设计师尽快掌握MIDAS/Gen程序。按《MIDAS/Gen 应用实例教程及疑难解答》逐页简单浏览一遍,即可容易地入门MIDAS/Gen。
  全书共分8章,包括:软件的概况、建模、荷载输入、分析控制选项、分析结果查看、截面设计、工程实例、疑难问题解答等。
  《MIDAS/Gen 应用实例教程及疑难解答》适合于从事建筑结构设计的工程师快速掌握MIDAS/Gen软件的基本操作,也适合于有志于结构设计的在校学生了解学习MIDAS/Gen。     
内页插图
          目录
   第1章 MIDAS/Gen的概况
1.1 通过简单的例题来介绍MIDAS/Gen的操作
1.1.1 工程概况
1.1.2 建立模型及运行分析
1.1.3 结果查看
1.1.4 构件设计
1.2 MIDAS/Gen软件在有限元软件领域里的地位及其应用范围
1.3 MIDAS/Gen软件的操作图形界面
1.3.1 主菜单
1.3.2 树形菜单
1.3.3 关联菜单
1.3.4 模型窗口
1.3.5 表格窗口
1.3.6 信息窗口
1.3.7 状态条
1.3.8 工具条和图标菜单
1.4 MIDAS/Gen软件的坐标系
1.4.1 全局坐标系
1.4.2 单元坐标系
1.4.3 节点坐标系
1.5 MIDAS/Gen软件的单元类型、边界条件、材料类型
1.5.1 MIDAS/Gen软件的单元类型
1.5.1.1 桁架单元
1.5.1.2 梁单元/变截面梁单元
1.5.1.3 板单元
1.5.1.4 墙单元
1.5.2 MIDAS/Gen软件的边界条件
1.5.2.1 节点边界条件
1.5.2.2 单元边界条件
1.5.3 M1DAS/Gen软件的材料类型
1.6 MIDAS/Gen软件的选择、捕捉及激活、钝化功能
1.6.1 选择功能
1.6.2 激活/钝化功能
1.6.3 捕捉功能
第2章 应用MIDAS/Gen软件建模
2.1 结构建模助手的使用
2.1.1 梁建模助手
2.1.2 柱建模助手
2.1.3 拱建模助手
2.1.4 框架建模助手
2.1.5 桁架建模助手
2.1.6 板建模助手
2.1.7 壳建模助手
2.2 定义点格和轴网的几种方法
2.2.1 定义点格
2.2.2 定义轴网
2.3 定义用户坐标系
2.3.1 用户坐标系(UCS)的定义
2.3.2 已定义用户坐标系(UCS)的使用、保存
2.4 命名平面
2.4.1 通过平面上的三个点命名平面
2.4.2 通过选择平行于全局坐标系(GCS)的X-Y平面的平面命名平面
2.4.3 通过选择平行于全局坐标系(GCS)的X-Z平面的平面命名平面
2.4.4 通过选择平行于全局坐标系(GCS)的Y-Z平面的平面命名平面
2.5 材料特性、截面特性的定义
2.5.1 定义材料特性
2.5.2 定义截面特性
2.5.3 截面特性值系数
2.5.4 厚度的定义
2.6 线性单元的输入
2.6.1 布置在直线上的桁架单元、梁单元的输入
2.6.2 布置在曲线上的桁架单元、梁单元的输入
2.6.3 只受拉单元、只受压单元的输入
2.7 平面单元、实体单元的输入
2.7.1 板单元的输入
2.7.2 墙单元的输入
2.7.3 平面应力单元、平面应变单元、轴对称单元的输入
2.7.4 实体单元的输入
2.8 修改已输入的单元
2.8.1 删除单元
2.8.2 复制、移动单元
2.8.3 旋转复制、旋转移动单元
2.8.4 镜像单元
2.8.5 扩展单元
2.8.6 合并单元
2.8.7 分割单元
2.8.8 修改单元参数
2.9 边界条件的输入与修改
2.9.1 一般支撑
2.9.2 释放梁端部约束
2.9.3 考虑刚域效果
2.10 建筑物数据
2.10.1 复制层数据
2.10.2 定义层数据
2.11 结构类型
第3章 荷载的输入
3.1 定义静力荷载工况
3.2 结构自重的输入
3.3 节点荷载的输人
3.4 梁单元荷载的输入
3.4.1 输入梁单元上中间的集中荷载或均匀荷载
3.4.2 对位于一条直线上的几个梁单元输入连续粱荷载
3.4.3 按程序提供的标准模式输入由楼板传来的特殊类型的荷载
3.5 楼面荷载的定义和分配
3.5.1 楼面荷载的定义
3.5.2 楼面荷载的分配
3.6 压力荷载
3.7 风荷载
3.8 地震作用的输入
3.8.1 反应谱分析数据的输入
3.8.1.1 定义反应谱数据
3.8.1.2 输入反应谱荷栽条件
3.8.2 时程分析数据的输入
3.8.2.1 定义时间荷载函数
3.8.2.2 输入时程分析条件的名称和控制分析用数据
3.8.2.3 指定所要考虑的时程分析条件和看做地面运动的时问荷栽
3.9 将荷载转换成质量
第4章 结构分析控制选项
4.1 结构分析的基本原理
4.2 分析控制选项
4.2.1 主控数据
4.2.2 P-Delta分析控制
4.2.3 屈曲分析控制
4.2.4 特征值分析控制
4.2.5 非线性分析控制
4.2.6 分析选项
4.2.7 运行分析
第5章 分析结果的查看
5.1 反力结果查看
5.1.1 反力
5.1.2 查看反力
5.2 位移结果查看
5.2.1 位移形状
5.2.2 位移等值线
5.2.3 查看位移
5.3 内力结果查看
5.3.1 梁单元内力结果查看
5.3.2 板单元内力结果查看
5.4 应力结果查看
5.4.1 梁单元应力结果查看
5.4.2 板单元应力结果查看
5.4.3 实体单元应力结果查看
5.5 结构周期与位移结果
5.5.1 结构周期结果
5.5.2 结构位移结果
5.6 分析表格的生成
第6章 结构构件截面设计
6.1 一般设计参数
6.1.1 定义计算长度系数
6.1.2 活荷载折减系数
6.1.3 指定构件
6.1.4 反转构件方向
6.1.5 定义加腋梁
6.1.6 自由长度(I,Lb)
6.1.7 计算长度系数(K)
6.1.8 极限长细比
6.1.9 等效弯矩系数(Beta_m)
6.1.10 编辑活荷载折减系数
6.1.11 地震作用放大系数
6.1.12 抗震等级
……
第7章 工程实例
第8章 MIDAS/Gen疑难问题解答      
精彩书摘
     结果直接转换为文本形式。另外,MIDAS/Gen在开发阶段通过几千种例题的计算,将其计算结果与理论值以及其他S/w的计算结果进行了比较、验证,并通过应用于大量的工程项目中,证明了其准确性和高效性。
  在verification Manual中包含了以上例题中最具代表性的一些例题。在决定分析结构精确性的有限元运算原理方面,由于采用了最新理论,故可计算出比其他类似程序更为精确的计算结果。
  MIDAS Family Program在开发阶段通过几千种例题鉴定了理论值以及完成了与其他S/w的比较鉴定,内含最新的理论,能得出可靠的分析结果。
  自1989年开发以来,使用于包括政府机关在内的国内外4000多个工程项目中,证明了其效率和准确性。
  MIDAS Family Progi-am通过了财团法人韩国电算结构工学会的严格鉴定。在计算机技术方面,MIDAS/Gen所使用的是客体指向性语言Visual C++,因此可以充分地使32bit视窗环境的优点和特点得到发挥。以用户为中心的输入输出功能使用的是精确而且直观的用户界面和尖端的电脑图形技术,从而为复杂的大型建筑物的建模和分析提供了很大的便利。
  在结构设计方面,MIAS/Gen全面强化了实际工作中结构分析所需要的分析功能。通过在已有的有限元库中加入索单元、钩单元、间隙单元等非线性单元,结合施工阶段、时间依存性、几何非线性等最新结构分析理论,从而计算出更加准确的和切合实际的分析结果。建模技术采用的是自行开发的新概念CAD形式的建模技术,加以如Auto Mesh Gene,ation、结构建模助手等高效自动化建模功能,可以更加提高建模效率。设计方面包含有ACI标准、钢结构设计用容许应力设计法(ASD)、极限强度设计法(LSD、LRFD)等多种最新的荷载标准和设计规范。特别是钢结构的优化设计(ptimal Design)功能可以在考虑多种设计要求的基础上进行最优化的轻量设计,从而提高了效率和精确性。      
前言/序言
     当下的建筑设计行业,具有非常明显的两个特点:一是建筑形态的日益复杂化,二是留给设计师的计算时间越来越少。这使得结构设计师越来越急迫地需要掌握相对精确且简单便捷的计算分析程序。MIDAS/Gen就是一款相对精确且简单便捷的计算分析程序。
  本书充分考虑了结构设计师的特点,打破了常规的程序手册的写作格式,尽量做到相关问题集中介绍,方便查阅,避免翻来翻去。作者相信,本书的出版有助于结构设计师尽快掌握MIDAS程序。按本书逐页简单浏览一遍,即可容易地入门MIDAS/Gen。
  本书适合于从事建筑结构设计的2r_程师快速掌握MIDAS/Gen软件的基本操作,也适合于有志于结构设计的在校学生了解学习MIDAS/Gen。
  本书由王昌兴主编,田立强、王雷、徐珂、郑蓉军编写。房英健、古今提供了部分模型。赵建敏、陈春材、刘会兴审阅了稿件。在本书编写出版过程中,清华城市规划设计院、迈达斯技术有限公司及中国建筑工业出版社给予了大力支持。值本书出版之际,特向他们致以衷心的感谢。    
				
 
				
				
					《MIDAS/Gen 应用实例教程及疑难解答》  一、 序言  在现代土木工程领域,结构分析与设计软件扮演着至关重要的角色。它们能够模拟复杂的物理行为,预测结构在各种荷载和环境条件下的响应,从而帮助工程师优化设计、确保安全并降低成本。MIDAS/Gen 作为一款功能强大、应用广泛的通用结构分析与设计软件,在桥梁、建筑、隧道、岩土等众多工程领域拥有大量的用户群体。然而,任何一款复杂的软件,在使用过程中都难免会遇到各种问题,从基础操作的困惑到高级分析的疑难,再到结果解读的挑战。  本书的诞生,正是为了弥合理论知识与实际应用之间的鸿沟,为MIDAS/Gen的用户提供一份全面、详实、实用的参考指南。我们深知,对于许多工程师而言,掌握软件的强大功能固然重要,但更关键的是能够独立解决在使用过程中遇到的难题,能够灵活运用软件应对实际工程项目中的复杂情况。因此,本书不仅侧重于教会用户如何使用MIDAS/Gen,更致力于帮助用户理解软件背后的原理,掌握解决问题的思路,从而真正提升工程设计和分析的能力。  我们期望通过本书,能够让MIDAS/Gen的用户,无论是在校学生、初入职场的工程师,还是经验丰富的资深专家,都能在软件的应用道路上更加顺畅,更加自信。我们希望本书能够成为您手中不可或缺的工具,陪伴您在结构工程领域不断探索和创新。  二、本书内容概览  本书旨在为MIDAS/Gen的用户提供从入门到精通的全方位指导,内容涵盖了软件的核心功能、经典应用案例的详细解析,以及在实际操作中经常遇到的疑难问题及其解决方案。本书力求做到内容详实、逻辑清晰、图文并茂,确保读者能够轻松理解并快速掌握。  第一部分:MIDAS/Gen 基础入门与核心功能解析  本部分将带领读者从零开始,逐步熟悉MIDAS/Gen的界面布局、基本操作以及核心功能。我们将详细介绍:     软件安装与界面概览: 涵盖软件的正确安装步骤,并对MIDAS/Gen的主界面、菜单栏、工具栏、模型视图、属性窗口等关键组成部分进行逐一讲解,帮助用户快速建立整体认知。    基本建模技术: 重点讲解如何创建和编辑模型,包括节点、杆件、梁、板、壳、实体等基本单元的生成与属性定义。我们将演示如何利用坐标、捕捉功能、阵列、镜像等命令高效地构建几何模型,并强调建模过程中的注意事项,如单元类型选择、网格划分的策略等。    材料与截面属性定义: 深入讲解如何为模型赋予真实的材料和截面属性。我们将介绍各种常用材料(如混凝土、钢材、钢筋混凝土)的定义方法,包括线弹性、弹塑性等本构模型。同时,详细阐述各种截面(如矩形、圆形、工字钢、槽钢、组合截面等)的建模与输入方式,以及如何利用截面数据库和截面生成器创建自定义截面。    边界条件与荷载施加: 这是结构分析的基础。我们将详尽讲解如何定义各种边界条件,如固定约束、简支约束、弹簧约束等,并演示如何在不同节点和边界上施加荷载,包括集中力、分布荷载、温度荷载、自重、位移激励等。特别会强调荷载组合的设置方法,以满足不同规范的要求。    分析类型与设置: 介绍MIDAS/Gen支持的多种分析类型,包括静力分析(线弹性、非线性)、动力分析(模态分析、时程分析、谱分析)、稳定性分析等。我们将指导用户如何根据工程需求选择合适的分析类型,并详细讲解各类型分析的参数设置,如求解器选择、收敛准则、时间步长等。    结果后处理与可视化: 掌握如何查看、理解和利用分析结果是软件应用的关键。本节将讲解如何查看位移、应力、应变、内力等基本结果,并通过图形化界面(如位移云图、应力云图、内力图)进行直观展示。同时,还会介绍如何提取特定位置或单元的结果数据,进行曲线绘制,以及导出报告和图像。  第二部分:MIDAS/Gen 经典应用实例详解  本部分将精选一系列代表性的土木工程结构案例,通过详实的步骤和图示,演示MIDAS/Gen在实际项目中的应用。每个案例都将围绕具体的工程背景,从建模、荷载施加、分析到结果解读,进行全面讲解。     案例一:多层框架结构抗震分析        工程背景: 某多层框架建筑,包含地下室和地上数层,需要进行抗震性能评估。        重点内容: 框架结构建模(梁、柱、板),材料与截面定义,地震荷载(静力等效、反应谱)的施加,模态分析与动力时程分析,层间位移角、构件内力等结果的分析与判定。    案例二:大跨度钢桁架桥梁设计与优化        工程背景: 一座采用钢桁架体系的大跨度桥梁,需要进行可行性分析和初步设计。        重点内容: 桁架杆件建模,复杂节点连接的模拟,荷载(活载、风载)的施加,结构整体稳定性分析,关键杆件的内力分析与截面选型。    案例三:预应力混凝土连续梁桥施工过程模拟        工程背景: 某预应力混凝土连续梁桥,需要模拟其分段架设、张拉预应力等施工过程。        重点内容: 梁单元的生成与分段,预应力的施加(应力输入、应变输入),施工阶段性分析,考虑徐变和收缩的影响,施工期间各阶段的内力与挠度变化。    案例四:地下连续墙与隧道结构相互作用分析        工程背景: 城市地下隧道开挖,需要分析周边地下连续墙的受力变形以及与隧道结构之间的相互影响。        重点内容: 实体单元模拟土体,板单元模拟地下连续墙,梁单元模拟隧道结构,考虑土体的弹塑性本构模型,地下水位的影响,土压力与支撑力的施加,位移与应力分布的分析。    案例五:钢管混凝土拱桥设计与荷载效应分析        工程背景: 一座采用钢管混凝土拱桥作为主跨的桥梁,需要进行详细设计。        重点内容: 复杂空间杆件与实体单元的组合建模,钢管混凝土材料本构,拱架的施工安装顺序模拟,车辆荷载、风荷载、温度荷载的作用,主拱、吊杆、系梁等关键构件的内力与变形分析。  第三部分:MIDAS/Gen 应用疑难解答与高级技巧  本部分将聚焦用户在使用MIDAS/Gen过程中可能遇到的共性问题和典型难点,提供切实可行的解决方案和实用的高级技巧。     建模疑难:        如何处理复杂几何形状的建模?(如曲线构件、自由曲面)        网格划分的原则与技巧,如何避免网格畸变?        如何有效地检查和修正模型错误?(如自相交、单元重叠)        如何导入外部CAD模型?    荷载与边界条件疑难:        风荷载、地震荷载的具体参数如何取值?(结合规范)        如何模拟非线性边界条件?(如摩擦支座、屈服阻尼器)        如何进行复杂的荷载组合?(基于规范的组合方法)    分析疑难:        非线性分析不收敛的原因及解决方法?(如单元刚度突变、荷载过大)        模态分析结果异常(如负频率、模态重叠)怎么办?        动力时程分析如何选择合适的时间步长?        稳定性分析中的屈曲模式与临界荷载如何理解?        如何进行疲劳分析?    结果解读疑难:        如何根据分析结果进行构件的强度和稳定性校核?        如何判断结构的变形是否满足设计要求?        如何识别和处理异常应力集中?        如何利用MIDAS/Gen输出的数据与其他软件进行联合验算?    高级应用技巧:        自定义截面和材料的应用。        参数化建模与设计优化。        与其他工程软件(如CAD、BIM软件)的集成应用。        API接口的使用与二次开发初步介绍。        高级结果可视化与报告制作技巧。  三、本书的特色与优势     理论与实践并重: 本书不仅介绍软件的操作方法,更注重解释软件背后的力学原理和工程概念,帮助读者知其然,更知其所以然。    案例驱动,化繁为简: 通过大量贴近实际工程的案例,将抽象的理论转化为直观的操作步骤,使学习过程更加生动有趣。    问题导向,解决实际困难: 针对用户在实际应用中遇到的痛点和难点,提供详细的分析和解决方案,帮助用户快速克服障碍。    内容全面,覆盖广泛: 从基础入门到高级技巧,从经典案例到疑难解答,本书力求覆盖MIDAS/Gen应用过程中的各个环节。    图文并茂,易于理解: 大量的截图、图表和示意图,配合简洁明了的文字描述,最大程度地降低了阅读和理解的难度。    面向各类读者: 无论是初学者还是有经验的用户,本书都能提供有价值的信息和指导。  四、结语  MIDAS/Gen是一款强大的结构分析工具,但其价值的真正体现,离不开使用者扎实的理论基础、敏锐的工程判断以及熟练的软件操作。本书的编写,正是致力于成为您在掌握MIDAS/Gen这条道路上的忠实伙伴和良师益友。我们希望通过本书的阅读,您能够不仅熟练运用MIDAS/Gen完成各种工程分析任务,更能从中汲取解决复杂工程问题的智慧和方法,最终成为一名更优秀的结构工程师。