2-钢筋混凝土框架剪力墙动力弹塑性分析

1、 例题2钢筋混凝土框架剪力墙动力弹塑性分析1 例题 动力弹塑性分析 例题.钢筋混凝土框架剪力墙动力弹塑性分析概要此例题将介绍利用 midas Gen做动力弹塑性分析的整个过程，以及查看分析结果的方法。 此例题的步骤如下:1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.简介设定操作环境及定义材料和截面用建模助手建立模型平面生成框架柱建立剪力墙楼层复制及生成层数据文件生成墙号定义边界条件输入楼面荷载定义结构类型定义质量定义配筋定义及分配铰特性值输入时程分析数据运行分析查看结果2 例题 动力弹塑性分析 1.简介本例题介绍使用 midas Gen 的动力弹塑性分析功能来进

2、行抗震设计的方法。例题模型为二层钢筋混凝土框架剪力墙结构。(该例题数据仅供参考)基本数据如下：轴网尺寸：3m x3m柱: 主 梁 ：混凝土：300x300200x300C30 层高： 一二层 ：3.0m 地震波： El Centro 分析时间： 12 秒 图1分析模型3 例题 动力弹塑性分析 2.设定操作环境及定义材料和截面 在建立模型之前先设定环境及定义材料和截面文件新项目1.2.3.主菜单选择文件保存: 输入文件名并保存主菜单选择工具设置单位系: 长度 m, 力 kN主菜单选择注：也可以通过程序右下角随时更改单位。 图2 定义单位体系主菜单选择 特性材料材料特性值：添加：定义C30混凝土4

3、.材料号：1名称：C30 规范：GB10(RC) 混凝土：C30材料类型：各向同性5.主菜单选择 特性截面截面特性值：添加：定义梁、柱截面尺寸；墙厚度 4 例题动力弹塑性分析图3 定义材料图4 定义梁、柱截面及墙厚度5 例题动力弹塑性分析3.用建模助手建立模型主菜单选择 结构建模助手基本结构框架： 输入：添加x坐标，距离3，重复2；添加z坐标，距离3，重复2；编辑： Beta角，90度；材料，C30；截面，200x300；生成框架；插入：插入点，0，0，0；Alpha，90。图5 建立框架6 例题动力弹塑性分析4.建立框架柱 生成框架柱的步骤如下：主菜单选择 节点/单元单元扩展：扩展类型：节点

4、线单元 单元类型：梁单元材料：C30注： 此处柱子高度-3，负号代表沿Z轴负向。 截面：300300 输入柱子高度：dz=-3 在模型窗口中选择生成柱的节点图6 生成框架柱7 例题 动力弹塑性分析 5.建立剪力墙 生成剪力墙的步骤如下：主菜单选择 节点/单元单元扩展：扩展类型：线单元平面单元 单元类型：板单元材料：C30注： 此处墙高度- 3，负号代表沿Z轴负向。 厚度：0.25 输入柱子高度：dz=3 在模型窗口中选择生成墙的线单元图7 建立剪力墙8 例题 动力弹塑性分析 6.楼层复制及生成层数据文件1：主菜单选择 结构建筑控制数据复制层数据: 复制次数：1 距离：3 添加在模型窗口中选择要

5、复制的单元，点击 2：主菜单选择 结构建筑控制数据定义层数据: 考虑刚性楼板地面高度：点击，若勾选使用地面高度，则程序认定此标高以下为地下室注：需要输出时程分析层结果的时候，勾选时称分析结果的层反应 图8 生成层数据9 例题动力弹塑性分析7.生成墙号1：主菜单选择 结构控制数据自动生成墙号: 图9 生成墙号8.定义边界条件主菜单选择 边界边界一般支承: 在模型窗口中选择柱底嵌固点图10 输入边界条件10 例题动力弹塑性分析9.输入楼面荷载1：主菜单选择 静力荷载建立荷载工况静力荷载工况:dl：恒荷载ll：活荷载图11 定义荷载工况11 例题动力弹塑性分析2：主菜单选择 荷载静力荷载结构荷载/质

6、量自重:荷载工况：dl自重系数：Z=-1图12 定义自重3：菜单选择 荷载静力荷载初始荷载/其他分配楼面荷载定义楼面荷载类型：定义各房间荷载:名称：floor荷载工况：dl（ll） 楼面荷载：-5，-4注： 此处负号代表荷载方向沿Z轴负向。 12 例题 动力弹塑性分析 图13 定义楼面荷载 4：主菜单选择 视图激活全部按属性激活： 选择按层激活: 激活2F层图14 按层激活5：主菜单选择 荷载静力荷载初始荷载/其他分配楼面荷载分配楼面荷载:楼面荷载类型：floor 分配模式：双向（或长度） 13 例题 动力弹塑性分析 荷载方向：整体坐标系Z复制楼面荷载：方向Z，距离3在模型窗口指定加载区域节点

7、注： 楼面荷载分配不上，可检查分配区域内是否有空节点、重复节点、重复单元。 图15 分配楼面荷载6：主菜单选择 结果组合荷载组合： 自定义荷载组合“组合”，荷载工况系数：dl(ST)，1.0；ll(ST)，0.514 例题动力弹塑性分析图17 自定义荷载组7：主菜单选择 荷载静力荷载建立荷载工况使用荷载组合:图18 使用荷载工况建立荷载组合8：主菜单选择 视图激活全部全部激活 视图显示: 荷载 查看输入的荷载 15 例题动力弹塑性分析图19 显示荷载16 例题动力弹塑性分析10.定义结构类型主菜单选择 结构类型结构类型结构类型：3D (三维分析)将结构的自重转换为质量：转换到X、Y(地震作用方

8、向)图20 定义结构类型17 例题动力弹塑性分析11.定义质量1：主菜单选择 荷载静力荷载结构荷载/质量节点质量荷载转化为质量：质量方向：X，Y 荷载工况：DLLL组合系数：1.00.5图21 定义荷载质量18 例题 动力弹塑性分析 2：主菜单选择 荷载静力荷载结构荷载/质量节点质量节点质量：（本例题为了更好的看到铰的开展情况，给各节点添加节点质量增大地震作用）选取二层屋顶的所有节点，mX：100KN/g，mY：100KN/g图22 定义节点质量12.定义配筋主菜单选择设计混凝土设计混凝土构件验算：梁，柱构件 编辑验算用梁截面数据：i-节点，中央，j-节点：配筋上下各2根d10的钢筋箍筋d10

9、，保护层厚度0.035m。编辑验算用柱截面数据：箍筋类型：环筋d10，主筋8根d10，层数：3环箍/螺旋箍肢数：0.24m，排列：Y：4，Z：4，主筋的重心位置(do):0.035m19 例题动力弹塑性分析编辑验算用墙钢筋数据：竖向d12300，水平d10300图23 编辑验算用梁截面数据图24 编辑验算用柱截面数据20 例题动力弹塑性分析图25 编辑验算用墙钢筋数据13.定义及分配铰特性值注： 单元位置，为计算铰特性值所选用的截面配筋位置。滞回模型说明请参照帮助文件 1：主菜单选择 特性塑性材料非弹性铰定义非弹性铰特性值定义梁铰名称：beam，屈服强度（面）计算方法：自动计算，材料类型：钢筋

10、混凝土构件类型：梁，单元位置：中央，截面名称：1：200300，特性值：勾选My铰数量：5，滞回模型：Clough，特性值：自动计算21 例题 动力弹塑性分析 注： 滞回模型说明请参照帮助文件 计算卸载刚度的幂 图26 定义梁铰特性阶，用来调整混凝土 开裂后刚度卸载定义柱铰名称：colu，屈服强度（面）计算方法：自动计算，材料类型：钢筋混凝土构件类型：柱，截面名称：2：300300，特性值：勾选Fx,My，铰数量：5滞回模型：Clough，特性值：自动计算22 例题动力弹塑性分析FXMY图27 定义柱铰特性定义墙铰名称：wall，单元类型：梁-柱，材料类型：混凝土，墙类型：板定义：弯矩-旋转角

11、，铰类型：骨架，相关类型：强度P-M,特性值：勾选Fz,My，滞回模型：修正武田三折线，特性值：自动计算23 例题动力弹塑性分析FZMY图28 定义墙铰特性24 例题动力弹塑性分析2：主菜单选择 特性塑性材料非弹性铰分配非弹性铰单元类型：梁非弹性较特性值：选择上一步定义的梁和柱铰特性值beam或colu选择所有匹配单元 （程序自动选择相应截面的单元）单元类型：墙非弹性较特性值：选择上一步定义的梁和柱铰特性值wall选择所有匹配单元 （程序自动选择相应截面的单元）图29 分配非弹性铰25 例题动力弹塑性分析14.输入时程分析数据1：主菜单选择 荷载地震作用时程分析数据时程函数： 添加时程函数:时

12、间函数数据类型：无量纲加速度地震波：选Elcenth波放大系数：1（也可以1）注： 地震波的最大加速度调整，可以通过放大系数或最大值来实现。 图30 添加时程函数26 例题 动力弹塑性分析 2：主菜单选择 荷载地震作用时程分析数据荷载工况：添加荷载工况名称：SC1结束时间：12秒（指地震波的分析时间，若地震波的作用时间为50秒，我们只分析到12秒处），分析时间步长：0.01（表示地震波上的取值步长，一般不要低于地震波的时间间隔），输出时间步长：1（整理结果时输出时间步长，例如结束 时间为20秒，分析时间步长为0.02秒，则计算结果有20/0.02=1000个，如果在输出时间步长中输入2，则表示

13、隔一步输出一步的结果）。分析类型：非线性，分析方法：直接积分法。时程类型：瞬态（地震波），当波为谐振函数时选择线性周期。加载顺序：接续前次 dl+0.5ll阻尼计算方法：质量和刚度因子，周期 1.46 、0.45阻尼比 0.0527 例题动力弹塑性分析图31 时程荷载工况28 例题 动力弹塑性分析 3：主菜单选择 荷载地震作用时程分析数据地震作用地面：地面加速度，定义地震波作用方向时程分析荷载工况名称：SC1X方向时程分析函数：函数名称：Elcenth系数：1（地震波增减系数）到达时间：0秒（表示地震波开始作用时间）Y方向时程分析函数：函数名称：NONEZ方向时程分析函数：若不考虑竖向地震作用

14、此项可不填水平地面加速度的角度：X、Y两个方向都作用有地震波时，如果输入0度，表示X方向地震波作用于X方向，Y向地震波作用于Y方向。如果输入90度，表示X方向地震波作用于Y方向，Y向地震波作用于X方向。如果输入30度，表示X方向地震波作用于与X轴成30 度方向，Y向地震波作用于与Y轴 成30度方向。操作：添加图32 地面加速度29 例题动力弹塑性分析15.运行时程分析主菜单选择 分析运行运行分析16.时程分析结果1：主菜单选择 结果时程时程分析结果位移/速度/加速度:可以查看在地震波作用下，各个时刻各节点的位移情况荷载工况：SC1步骤：11.16（可以任选某一时刻）时间函数：Elcenth位移：任选一方向位移若选择动画，可以以动画形式显示各时刻各节点的位移情况图33 任意时刻位移图30 例题动力弹塑性分析2：主菜单选择 结果时程时程图表/文本时程图形可以查看各节点位移及各单元的内力及应力情况定义/编辑函数：位移添加新函数名称：D1 节点号：在模型窗口选择某一节点 结果类型：位移参考点：地面输出分量：DX时程分析荷载工况：SC1图34 定义节点时程函数图35 节点位移时程图表