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满堂支架计算模拟（仅作算例使用）

模型简化

本例所模拟满堂支架是由钢管、木枋等截面组成。最终模型如图1

单元类型：本例模板应用板单元模拟，混凝土垫层应用8节点实体单元模拟，其他构件均采用梁单元来模拟。

荷载分布：主要荷载类型有：自重荷载（系数-1），腹板荷载，底板荷载，翼缘板荷载，可变荷载，均使用压力荷载来模拟。

图1 最终模型图

边界条件：

支架混凝土下部采用一般支撑模拟，限制节点空间6个自由度（Dx,Dy,Dz，Rx，Ry，Rz）模拟固定端,立杆横撑两端释放梁段铰约束模拟铰接，立杆顶部节点与与木枋之间的连接应用较大刚度的只受压弹性连接（刚度106kN/m），另外施加（Dx，Dy）的水平约束以及（Rx，Ry，Rz）的转动约束，以防止运算产生奇异，顶面板单元各节点和下层木枋节点之间用弹性连接中的一般连接模拟（刚度都取106kN/m）。

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模型建立

l 设定操作环境 1. 首先建立新项目

(存)。 文件

/

文件 /

保存 新项目)，以‘满堂支架计算.mcb’ 为名保存

( 保

2. 单位体系1) 在新项目选择工具>单位体系

2) 长度 选择‘m’, 力(质量) 选择‘kN’ 3) 点击l 定义材料

使用Civil数据库中内含的材料来定义材料。 1) 点击模型，材料和载面特性 2) 点击3) 点击

材料（图2）

4) 确认一般的材料号为‘1’（参考图3) 5) 在类型栏中选择‘钢材’

6) 在钢材的规范栏中选择‘GB03(S)’ 7) 在数据库中选择‘Q235’ 8) 点击

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图2 图3

使用同样的方法建立混凝土材料和木枋材料，相应的材料属性如下图4、图5所示

图4 混凝土材料属性

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图5 木枋属性

l 定义截面

1) 模型 / 材料和截面特性

/ 2) 数据库/用户 3) 截面形状>管形截面 4) 选定用户 5) 截面名称>钢管 偏心>中心

点适用，并用同样的方法建立其他截面形式（图6、图7）。

截面/添加

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图6 钢管截面

图7 木枋截面

l 输入节点和单元

1）鼠标右键选择节点>建立节点，坐标（0,0,0）

2）鼠标右键选择节点>复制和移动>框选刚建立的节点1,方向为z向，间距（0.3,11@1.2,0.3）截面窗口如下图8所示

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图8 复制节点1

3）鼠标右键选择单元>建立（选择刚建立的最下到最上部节点建立单元）单元设置窗口如下图9所示。

图9 建立单元1

4）鼠标右键选择单元>复制和移动>选择刚建立的单元，任意间距x方向，

15@0.6，点击适用，窗口下图10所示

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图10 单元复制

5）鼠标右键选择单元>建立>选择下部高度为0.3m的一行节点左端连接到右端建立横撑单元，窗口如下图11所示

图11建立横撑单元

6）运用上述复制单元的方法复制横撑单元，方向为z方向，间距为11@1.2，窗口如下图12所示

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图12 竖向复制横撑单元

7）同样复制单元的方法，全选建立的所有单元，切换到横断面视图，单元>复制和移动>y方向，间距4@0.9，3@0.3，9@0.6，3@0.3，4@0.9，窗口如下图13所示

图13 y方向复制所有单元

8）鼠标右键选择单元>建立>选择下部高度为0.3m的一行节点左端连接到右端建立横撑单元，窗口如下图14所示

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图14 y方向建立最底层横撑单元

9）按照上述5）纵向复制横撑单元的方法复制y向最底层单元，选择刚建立的底层横撑单元，复制方向为z，间距11@1.2，窗口如下图15所示

图15 y方向复制生产的横撑单元

10）

按照前述7）复制所有横撑单元的方法复制y方向的所有横撑，全选y

方向所有横撑，复制方向为x，间距15@0.6，点击适用可以生产所有的立杆单元。点击轴测图按钮，窗口如下图16所示

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图16 生成所有的立杆单元

11）

切换到横断面视图，选择立杆顶端中间部分节点，右键节点>复制和移动

>间距为0.05m，接着右键单元>建立，选择木材和木枋截面生成的单元如下图17、图18所示

图17 复制所选择的节点

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图18 生成横向木枋单元

12）

选择刚建立的木枋单元，按照10）中的复制方法，复制方向为x，间距

15@0.6，点击适用，生成所有的横向木枋单元，点击顶面视图，如下图19所示

图19 生成所有的横向木枋单元

13）

选择刚建立的横向木枋单元中间间距为0.6m的单元，右键单元>分割，x

方向分割成2份，如下图20所示

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图20 分割横向木枋

14）

选择所有的横向木枋单元>节点>复制和移动，z方向0.1m，生成纵向木

枋的节点。 15）

切换到纵向视图方向，右键单元>建立，选择新生成的最左端和最右端节

点，建立纵向木枋单元，其中所用的纵向木枋截面和横向木枋截面相同，选择木枋截面即可，如下图21所示

图21 建立纵向木枋单元

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16） 选择新建立的纵向木枋单元，右键单元>复制和移动>y方向22@0.3，生

成所有的纵向木枋单元，切换到横断面视图，如下图22所示

图22 生成所有的纵向木枋单元

17）

按照11）中的方法，选择所有纵向木枋单元，右键>节点>复制和移动，

z方向0.05m，生成模板单元所需的节点 18）

单独激活所有模板单元所需的节点，切换到顶视图，右键单元>建立>选

择板单元，点击厚度右侧小按钮，新建一个0.15m的厚度，此为模板所需的厚度值，然后顺次连接模板单元四周的4个节点，生成模板，如下图23所示

图23 生成的模板单元

19）

最后建立下部垫层混凝土，切换到纵断面视图，选择支架最底成所有的

节点>复制和移动，z方向，-0.2m，生成混凝土垫层底部的节点 20）

单独激活所有的混凝土垫层节点，右键单元>建立>选择实体单元类型，

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C20混凝土，按照图例要求顺次连接8个节点即可生成支架下部混凝土垫层，如下图24所示

图24 新建成的混凝土垫层

图25 交叉分割单元

l 输入边界条件

MIDAS/Civil是三维空间结构分析程序，故每个节点有6个自由度(Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz)。下面将由下到上建立所以的边界条件。

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1）选择所有混凝土垫层下部的节点，选择边界>一般支承>约束所有的自由度，点击适用，如下图26所示

图26 混凝土垫层底部边界条件

2）选择所有的支撑横杆单元，选择边界>释放梁端铰约束>点击适用，如下图27所示

图27 释放梁段约束

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3）切换到横断面视图，选择支架顶所有的节点和所以的木材料的单元激活>选择边界>弹性连接的只受压，数值10e6，同时框选下面的复制弹性连接选项，x方向，15@0.6，以此从左到右连接支架顶部节点和横向木枋节点，生成支架与横向木枋之间的连接，如下图28所示

图28 生成支架与横向木枋支架的弹性连接

4）与3）同样的方法生成横向木枋与纵向木枋之间，纵向木枋与模板之间的弹性连接

5）选择所有的木枋及模板单元>边界>一般支承>将除Dz以外所有的约束加上，如下图29所示

图29 木枋节点及模板节点的一般支承