结构中的运用
摘要：Midas Civil是个通用的空间有限元分析软件，可适用于桥梁结构、地下结构、工业建筑、飞机场、大坝、港口等结构的分析与设计。近年来，Midas Civil在大临结构设计计算中的运用愈加广泛。
关键词：Midas Civil,大临结构，受力分析 1工程概况
南京至句容城际轨道交通工程DS6-TA02标二工区线路出黄梅站后沿S122省道南侧敷设，跨越黄梅河后，逐渐由路南向东斜跨S122省道后转入宝华山路，沿宝华山路路中敷设，跨越华阳北路后进入宝华山站。其中黄梅站～宝华山站为高架区间，区间线路长度约为5.3km。
HY37~HY40悬臂拼装现浇0号块共有两处，位于122省道西侧、黄东立交两侧，在承台上布设钢管柱作为支撑系统。
图1 0号块支撑Midas Civil模型
HY44~HY47双线连续刚构现浇U梁跨度为33.13m+45m+30m，跨越黄梅河，采用钢管柱贝雷梁组合满堂盘扣脚手架作为连续梁支撑系统。本文具体针对该处连续梁支撑系统设计计算进行阐述。
图2 连续梁支撑Midas Civil模型
2 Midas Civil使用优势
（1）适应不规则或组合型等各类大临结构形式；
（2）根据设计方案自定义材料、截面等，具有较高的灵活性； （3）荷载布设及组合多样，能较为真实的模拟现场实际施工情况； （4）分析数据全面，一键导出数据，便捷直观了解各构件受力情况； （5）3D模型直观清晰，提供设计依据。 3操作流程及受力分析 3.1操作流程
Midas Civil操作流程如图1：
图3 Midas Civil操作流程图
3.2受力分析
设计方案贝雷梁采用Q345钢材，其余构件均采用Q235钢材。 Q235钢材强度设计值： 抗拉、抗压、抗弯f=215N/mm2 抗剪 [τ]=125N/mm2 容许挠度 [σ]≤L/400 Q345钢材强度设计值： 抗拉、抗压、抗弯f=305N/mm2 抗剪 [τ]=175N/mm2 容许挠度 [σ]≤L/400 3.2.1挠度分析
选择不同构件，得出最大变形值，并根据受力面长度计算容许挠度，确认是否在允许偏差范围内，以贝雷梁为例：
图3构件最大变形值
钢管柱贝雷梁最大变形位于贝雷梁腹杆处，最大变形值为12.49mm。贝雷梁跨度最小为9m。
最大变形值：σ=12.52mm < [σ]=9000/400=22.5mm，故满足要求。 3.2.2抗弯计算
选择不同构件，得出最大组合应力，对比构件强度设计值，确认是否在允许偏差范围内，以钢管柱、桩顶托梁及斜撑组合为例：
图4 构件最大组合应力
构件最大组合应力为112.05N/mm。
最大组合应力：f=112.05N/mm< [f]=215 N/mm，故满足要求。 3.2.3抗剪计算
选择不同构件，得出最大剪应力，对比构件强度设计值，确认是否在允许偏差范围内，以盘扣脚手架为例：
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图5 构件最大剪应力
构件最大剪应力为11.55N/mm。
最大剪应力：τ=11.55N/mm< [τ]=125 N/mm，故满足要求。 3.2.4单桩承载力
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图6 构件最大支撑反力
钢管柱最大支撑反力为1049.6KN。
结合现场地质勘察报告，参考《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）计算得出单桩竖向极限承载力标准值Quk = 6126.105（kN）
式中：
Ra —— 单桩竖向承载力特征值； Quk —— 单桩竖向极限承载力标准值； K —— 安全系数,取K=2。
单桩竖向极限承载力标准值 Quk = 6126.105（kN） 单桩竖向承载力特征值Ra = 3063.053（kN）
单桩竖向承载力特征值Ra = 3063.053（kN）＞1049.6KN，故单桩承载力满足要求。
3.2.5焊缝计算
选择焊接构件，得出最大拉应力，通过计算得出最小焊缝要求，通过对比确认是否在允许偏差范围内，以剪刀撑为例：
图7 构件最大拉应力
根据《钢结构工程施工质量验收标准》（GB 50205-2020），角焊缝为三级焊缝，强度设计值为170MPa，根据钢管桩剪刀撑组合应力计算结果可知，最大组合拉应力为68.81MPa，最大拉压应力均出现在接头处，可作为焊缝的拉压应力来考虑。
钢管桩剪刀撑采用[10槽钢，按照正交截面，焊缝高度按8mm考虑，对焊缝强度进行校核。
（1）最大拉力
[10槽钢的截面面积A=1270mm
最大拉力F=σA=68.81×1270=87388.7N （2）最小焊缝长度
按照最大应力68.81MPa考虑，最小焊缝长度为：
2
〖l〗_w=F/σd =87388.7/（170×8）=64.3mm
施工控制过程中，焊缝长度按照100mm、焊缝高度按照8mm进行控制，因此焊缝计算满足要求。
4结语 参考文献
[1] GB 50205-2020, 钢结构工程施工质量验收标准 [2] JGJ 94-2008,建筑桩基技术规范 [3] GB50017-2017,钢结构设计标准
[4] JGJ300-2013,建筑施工临时支撑结构技术规范
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