MIDAS软件应用之钢筋混凝土静力弹塑性推覆

钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析例题5.钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析概要此例题介绍使用MIDAS/Gen的反应谱分析功能来进行组合结构分析的方法。此例题的步骤如下:简要设定操作环境及设定材料截面用建模助手建立模型建立框架柱及剪力墙楼层复制及生成层数据文件定义组阻尼比定义边界条件输入楼面及梁单元荷载输入风荷载定义质量运行分析荷载组合一般设计参数钢筋混凝土构件设计参数钢筋混凝土构件设计静力弹塑性分析1.简要本例题介绍使用Midas/Gen的静力弹塑性分析功能来进行抗震设计的方法。例题模型为六层钢筋混凝土框-剪结构。(该例题数据仅供参考)基本数据如下：轴网尺寸：见平面图柱：500x500主梁：250x600 混凝土：C30剪力墙：250层高：一层：4.5m二~九层：3.6m设防烈度：7º（0.10g）场地：Ⅱ类图1.结构尺寸图2.分析模型2.设定操作环境及定义材料和截面1主菜单选择文件>新项目文件>保存:输入文件名并保存2主菜单选择工具>单位体系:长度m,力kN注：也可以通过程序右下角随时更改单位。注：也可以通过程序右下角随时更改单位。图3.定义单位体系3主菜单选择模型>材料和截面特性>材料：添加：定义C30混凝土材料号：1名称：C30规范：GB(RC)混凝土：C30材料类型：各向同性图4.定义材料4主菜单选择模型>材料和截面特性>截面：添加：定义梁、柱截面尺寸图5.定义梁、柱截面5主菜单选择模型>材料和截面特性>厚度：添加：定义剪力墙厚度图6.定义剪力墙厚度3．用建模助手建立模型主菜单选择模型>结构建模助手>框架：输入：添加x坐标，距离6，重复5；添加y坐标，距离6，重复3；编辑：Beta角，90度，生成框架；插入：插入点，0，0，0；Alpha，-90。图7.建立框架4.建立框架柱及剪力墙1主菜单选择模型>单元>扩展：扩展类型：节点——线单元单元类型：梁单元材料：C30截面：500x500输入复制间距：dz=-4.5在模型窗口中选择生成柱的节点注：对于不生成柱子的位置，可以用解除选择不生成柱子位置的节点。注：对于不生成柱子的位置，可以用解除选择不生成柱子位置的节点。图8.生成框架柱2主菜单选择模型>单元>扩展:扩展类型：线单元——平面单元单元类型：墙单元生成形式：复制和移动输入复制间距：dz=-4.5注：扩展时可以勾选目标>删除选项，确认是否保留梁单元。注：扩展时可以勾选目标>删除选项，确认是否保留梁单元。图9.生成剪力墙5．楼层复制及生成层数据文件1主菜单选择建筑物数据>生成层数据:复制次数：8距离：3.6添加在模型窗口中选择要复制的单元图10.楼层复制2主菜单选择建筑物数据>生成层数据:点击生成层数据：考虑5%偶然偏心考虑刚性楼板：若为弹性楼板选择不考虑地面高度：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勾选各构件承担的层间剪力注：程序自动计算风荷载时，程序将自动判别地面标高以下的楼层不考虑风荷载作用。注：程序自动计算风荷载时，程序将自动判别地面标高以下的楼层不考虑风荷载作用。图11.生成层数据3主菜单选择建筑物数据>自动生成墙号:避免设计时不同位置的墙单元编号相同，特别是在利用扩展单元功能时，一次生成多个墙单元时，这些墙单元的墙号相同，若这些墙单元不在直线上，X向、Y向都有时，程序则认为没有直线墙不给配筋设计。6.定义边界条件主菜单选择模型>边界条件>一般支承:在模型窗口中选择柱底及墙底嵌固点注：可以利用面选的功能对下部节点进行选择。注：可以利用面选的功能对下部节点进行选择。7.输入楼面及梁单元荷载1主菜单选择荷载>静力荷载工况:DL:恒荷载LL：活荷载WX:风荷载WY:风荷载图13.定义荷载工况主菜单选择荷载>自重荷载工况：DL自重系数：Z=-1图14.定义自重3菜单选择荷载>定义楼面荷载类型：定义各房间荷载:1名称：1荷载工况：DL（LL）楼面荷载：-5（-2.0）按图15.定义楼面荷载4主菜单选择视图>激活>按属性激活：选择按层激活:激活2F层图16.按层激活5主菜单选择荷载>分配楼面荷载:楼面荷载类型：1分配模式：双向（或长度）荷载方向：整体坐标系Z复制楼面荷载：方向Z，距离8@3.6在模型窗口指定加载区域节点注：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。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17.分配楼面荷载6主菜单选择视图>激活>全部激活视图>显示：荷载查看输入的荷载图18.显示荷载8.输入风荷载1主菜单选择荷载>横向荷载>风荷载：添加荷载工况：WX风荷载设计标准：GB50009-2001风荷载方向系数：X轴方向系数1Y轴方向系数0注：程序只能自动计算有刚性板假定层的风荷载。注：程序只能自动计算有刚性板假定层的风荷载。图19.风荷载输入2重复步骤1，输入Y向风荷载WY,注意此时风荷载方向系数：X轴方向系数0，Y轴方向系数19.输入反应谱分析数据1主菜单选择荷载>反应谱分析数据>反应谱函数>添加:设计反应谱：GB50011-2001设计地震分组：1地震设防烈度：7º（0.10g）场地类别：Ⅱ地震影响：多遇地震阻尼比：0.05图20.生成设计反应谱2主菜单选择荷载>反应谱分析数据>反应谱荷载工况:特征值分析控制>频率数量（振型数）：6反应谱分析控制：振型组合方法：CQC反应谱荷载工况名称：RxRy地震角度：0º90º周期折减系数：0.8图21.反应谱荷载工况10．定义结构类型主菜单选择模型>结构类型：三维分析，地震荷载作用方向结构类型：3-D(三维分析)将结构的自重转换为质量：转换到X、Y(地震作用方向)注：注：当只做水平向地震作用的时候，转换到X、Y方向；需要做竖向地震分析的话，要转换到X、Y、Z三个方向上。图22.定义结构类型11.定义质量主菜单选择模型>质量>将荷载转换成质量质量方向：X，Y荷载工况：DLLL组合系数：1.00.5注：此处转换得荷载不包括自重。注：此处转换得荷载不包括自重。图23。定义自重12.运行分析主菜单选择分析>运行分析以上为整个前处理阶段，包括建模、荷载输入、分析选项，下面介绍后处理阶段。13.荷载组合主菜单选择结果>荷载组合:一般组合：用于查查看内力变形形等，一般组组合中有包络络组合注：1.考虑双向地震勾选双向地震程序会在荷载组合中自动添加。2.用户亦可自定义所需的荷载用户，先在左侧名称一栏定名称，在右侧选择荷载工况和组合系数。混凝土设计：用于于结构设计部部分组合点击自动注：1.考虑双向地震勾选双向地震程序会在荷载组合中自动添加。2.用户亦可自定义所需的荷载用户，先在左侧名称一栏定名称，在右侧选择荷载工况和组合系数。设计规范：GB550017--03图24。荷载组合14.一般设计参参数1主菜单选择设计计>一般设计参参数>指定构件自动指定构件自由由长度当梁单元中间被其其它节点分割割成几部分时时，需由程序序自动指定构构件，定义梁梁单元在强轴轴作用平面内内的自由长度度。注：当有非直线梁单单元时,需在模型中中选择此梁单单元由手动完完成。2主菜单选择设计计>一般设计参参数>反转构件方方向若有对称单元且对对称部分单元元编号相同时时，选择此项项菜单，否则则不用选择此此项菜单。3主菜单选择设计计>一般设计参参数>自由长度当由程序自动指定定构件后，程程序默认自由由长度为构件件两节点间距距离，一般不不用选择此项项菜单。当有有一些特殊构构件的自由长长度需由有设设计者指定时时，选择此项项菜单编辑构构件自由长度度。4主菜单选择设计计>一般设计参参数>计算长度系系数当由程序自动计算算时，一般不不用选择此项项菜单。当有有一些特殊构构件的计算长长度系数需由由设计者指定定时，选择此此项菜单编辑辑构件计算长长度系数。5主菜单选择设计计>一般设计参参数>极限长细比比一般由程序根据规规范内定，不不用选择此项项菜单。当有有一些特殊构构件的极限长长细比需由设设计者指定时时，选择此项项菜单编辑构构件极限长细细比。6主菜单选择设计计>一般设计参参数>等效均布荷荷载系数此系数为压弯构件件在强轴（或或弱轴）作用用平面内稳定定计算时的等等效弯矩系数数，可选择由由程序自动计计算。勾选由程序自动计计算在模型窗口选择竖竖向压弯构件件当有一些特殊构件件的稳定计算算需由设计者者指定时，在在此项菜单内内直接输入等等效弯矩系数数即可。7主菜单选择设计计>一般设计参参数>编辑活荷载载折减系数一般在做基础设计计时考虑活荷荷载折减，其其它情况可不不考虑。考虑虑时由设计者者直接输入折折减系数。8主菜单选择设计计>一般设计参参数>地震作用放放大系数考虑时由设计者直直接输入放大大系数。9主菜单选择设计计>一般设计参参数>编辑构件类类型定义框架梁、框架架柱、墙。选项：添加/替换换构件类型：：梁梁：框架梁在模型窗口利用过过滤器功能选择框框架梁，按即可。同样方法定义柱和和墙构件。15.钢筋混凝土土构件设计参参数1主菜单选择设计计>钢筋混凝土土构件设计参参数>定义抗震等等级图26。设计标准2主菜单选择设计计>钢筋混凝土土构件设计参参数>材料分相系系数图27。材料分项系数3主菜单选择设计计>钢筋混凝土土构件设计参参数>编辑钢筋混混凝土截面特特性图28。钢筋混凝土截面特特性4主菜单选择设计计>钢筋混凝土土构件设计参参数>编辑最大配配筋率图29。设定最大配筋率5主菜单选择设计计>钢筋混凝土土构件设计参参数>：定义设计计用钢筋直径径图30。配筋设计的基本规规定16．钢筋混凝土构件设设计1主菜单选择设计计>钢筋混凝土土构件设计>梁的设计梁设计结果查看在选择项勾选某个个梁单元，再再勾选连接模模型空间，在在模型空间可可以看到你选选择的梁单元，点选图图形结果以图图形方式输出出，点选详细细结果以文本本文件输出。图31。梁设计结果2主菜单选择设计计>钢筋混凝土土构件设计>柱的设计柱设计结果查看图32.柱设计结结果3主菜单选择设计计>钢筋混凝土土构件设计>墙的设计墙设计结果查看图33.墙设计结果17．静力弹塑性（PUUSHOVEER）分析1主菜单选择设计计>静力弹塑性性分析>静力弹塑性性分析控制图34.静力弹塑塑性分析控制制2主菜单选择设计计>静力弹塑性性分析>PUUSHOVEER荷载工况况添加静力弹塑性分析的的荷载工况：：push1控制选项：一般控控制最大平移：：0.5m勾选使用初始荷载载荷载分布形式：模模态振型：3放大系数：1按即可注：控制位移一般为总高度×塑性位移角限值，参见抗规表注：控制位移一般为总高度×塑性位移角限值，参见抗规表图35.静力弹塑塑性分析的荷荷载工况3主菜单选择设计计>静力弹塑性性分析>PUUSHOVEER荷载工况况定义/显示初始荷载荷载工况：DL放大大系数：1按荷载工况：LL放放大系数：00.5按按即可图36.定义初始始荷载4主菜单选择设计计>静力弹塑性性分析>定义铰特性值值添加铰数据类型名称：：lj（梁铰）定义数据形式：弯弯矩－Y，Z（弯矩铰）按按铰数据类型名称：：zj（柱铰）定义数据形式：PP－My－Mz（轴力弯弯矩铰）按铰数据类型名称：：QJ（墙铰）定义数据形式：PPMM（轴力弯矩矩铰）按图37.定义PUUSHOVEER铰5主菜单选择设计计>静力弹塑性性分析>分配铰特性性值选项：添加/替换换静力弹塑性铰的形形式：lj单元类型：梁单元元铰的位置：I和JJ在模型窗口选择所所有梁单元（利利用过滤器功功能选择），按按即可。同样方法分配柱铰铰和墙铰6主菜单选择设计计>静力弹塑性性分析>运行静力弹弹塑性分析7主菜单选择设计计>静力弹塑性性分析>静力弹塑性性曲线静力弹塑性分析的的荷载工况：：push11显示方式：能力反反应谱定义设计反反应谱：需求求反应谱设计反应谱：CHHINA(GGB500111－2001))设计地震分分组：1地震设防烈度：77（0.01gg）地震设防烈烈度：7（0.01gg）场地类别：Ⅱ地震震影响：罕遇遇地震阻尼比：0.05结构反应模式：AA（短周期新新建建筑物）B（短周期已已有建筑物）C（短周期破损建筑筑物）USER（用户定义义）图37.静力弹塑塑性曲线8自动生成性能控制制点荷载步。点点击，然后点点击图38.性能控制制点荷载步push11(pp)9主菜单选择设计计>静力弹塑性性分析>PUSHOOVER图形>层剪力/层间位移/层间位移角角PUSHOVERR荷载工况：push11