midas中反应谱分析

反应谱分析北京迈达斯技术有限公司TOC\o"1-5"\h\z简要 1设定操作环境及定义材料和截面 2\o"CurrentDocument"定义材料 2\o"CurrentDocument"定义截面 3建立结构模型 4\o"CurrentDocument"主梁及横向联系梁模型 4\o"CurrentDocument"输入横向联系梁 5\o"CurrentDocument"输入桥墩 5\o"CurrentDocument"刚性连接 7建立桥墩和系梁 9输入边界条件 10\o"CurrentDocument"输入支座的边界条件 10\o"CurrentDocument"刚性连接 11\o"CurrentDocument"输入横向联系梁的梁端刚域 12\o"CurrentDocument"输入桥台的边界条件 13输入二期恒载 14输入质量 15\o"CurrentDocument"输入反应谱数据 17输入反应谱函数 17\o"CurrentDocument"输入反应谱荷载工况 18运行结构分析 19查看结果 20\o"CurrentDocument"荷载组合 20\o"CurrentDocument"查看振型形状和频率 21\o"CurrentDocument"查看桥墩的支座反力 24简要本例题介绍使用MIDAS/CIVIL的反应谱分析功能来进行抗震设计的方法。例题模型使用的是简化了的钢箱型桥梁模型，由主梁、横向联系梁和桥墩构成。桥台部分由于刚度很大，不另外建立模型只输入边界条件；基础部分假设完全固定，也只按边界条件来定义。下面是桥梁的一些基本数据。跨 径：45m+50m+45m=140m桥 宽：11.4m主梁形式：钢箱梁钢材：GB(S)Grade3(主梁)混凝土：GB_Civil(RC)30(桥墩)[单位：mm]图1.桥梁剖面图T,250 750 图1.桥梁剖面图T,250 750 3.600 3,350 2501,000■fE30Cix12tl£1,500x12t(£300x12t5,200设定操作环境及定义材料和截面开新文件(口新项目)，以‘Response.mcb'为名保存(保存)。文件/新项印文件/保存(Response)将单位体系设定为kN(力),m(长度)。工具/单位体系长度;力〉kNJ定义材料分别输入主梁和桥墩的材料数据。模型/材料和截面特性/材料材料号(1); 类型〉S钢材规范〉GB(S); 数据库＞Grade3J材料号(2); 类型＞混凝土规范〉GB-Civil(RC);数据库＞30J图2.定义材料

定义截面使用用户定义来输入主梁、横向联系梁以及桥墩的截面数据。主 梁： 箱型截面2000X2500X12X16/18横向联系梁：工字型截面1500X300X12X12/12柱 帽： 实腹长方形截面1.5X1.5桥 墩： 实腹圆形截面1.5主梁与桥墩连接的支座部分使用弹性连接(ElasticLink)来模拟。模型/材料和截面特性/截面数据库/用户名称(Girder);截面形状＞箱型截面;用户偏心＞中-中心H(2) ;B(2.5) ;tw(0.012)tf1(0.016) ;C(2.3) ;tf2(0.018)名称(Cross); 截面形状＞工型截面;用户输入截面尺寸时，若只输入tfl,不输入tf2,则输入截面尺寸时，若只输入tfl,不输入tf2,则tf2与tf1相同。H(1.5) ;B(0.3) ;tw(0.012) ;tf1(0.012)名称(Coping);截面形状＞实腹长方形截面偏心〉中冲心用户；H(1.5);B(1.5)J名称(Column);截面形状＞实腹圆形截面用户；D(1.5)J图3.定义截面建立结构模型主梁及横向联系梁模型使用J建立节点建立节点后，通过田扩展单元功能将节点按28@5m扩展成梁单元来建立主梁。◎顶面，乙捕捉节点(开)，刃捕捉单元(开)回自动对齐(开)模型/节点/"建立节点坐标(0,0,0)复制〉复制次数(1)；距离(0,7.7,0)J模型/单元/E扩展单元全选扩展类型＞节点线单元单元属性＞单元类型＞梁单元材料＞1:Grade3;截面＞1:Girder生成形式＞复制和移动复制和移动＞等间距dx,dy,dz(5,0,0);复制次数(28)J图4.输入主梁

输入横向联系梁在主梁起点处使用曲建立单元功能连接两个节点建立一个横向联系梁后，可通过将该梁按纵桥方向复制来建立剩余横向联系梁。®节点号(开)模型/单元/ 建立单元单元类型＞一般梁/变截面梁材料＞1:Grade3;截面〉2:Cross;BetaAngle(0)节点连接(1,2)呦模型/单元/H复制和移动选择最新建立的个体形式＞复制;复制和移动＞等间距dx,dy,dz(5,0,0戶;复制次数(28)驗MIDAS/CIVILWindowsV52.0[Professional]-[E:圳Wor册电刁15号圳Adv-1圳MovingLoad]-[ModelWe诃翕FileEditViewModelLoadAnalysisResultsModeQueryToolsWindowHelp托3』扌|创龙二］|诙|直国歐矗兔盟⑬I或动托3』扌|创龙二］|诙|直国歐矗兔盟⑬I或动I岂禺測曲NodeElementpoun... Mass|Load||TranslateElements ...|StartNodeNumber: [59 ...|StartElementNumber: |86 J『Mode——(*■CopyQiMove

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输入桥台的边界条件本例题主梁与桥墩系梁的支座部分使用弹性连接和刚性连接功能来模拟。桥台的边界条件如图14所示。基础则假设其完全固定，故约束所有自由度。AC— 45-fflAC— 45-ffl 50-ffl ■ 45-ffl 双向自由单向自由固定隐藏（关），債标准视图，国全部激活模型/边界条件/一般支承爲单选（节点：1,57）选择〉添加；支承条件类型〉Dy,Dz（开）J爲单选（节点：2,58）选择〉添加；支承条件类型〉Dz（开）J爲单选（节点：91,92）选择〉添加；支承条件类型〉D-AII（开），R-AII（开）J使用查询＞查询节点使用查询＞查询节点功能（图12的①）可在信息窗口查询相应节点的各种输入情况，并可非常容易地查看两个节点间的距离。图15.输入边界条件输入二期恒载首先定义二期恒载的静力荷载工况。荷载/静力荷载工况名称(DL);类型＞恒荷载图16.输入静力荷载工况假设二期恒载为10kN/m大小的均布荷载，使用梁单元荷载功能输入。口左面荷载/梁单元荷载窗口选择(单元:主梁，图17的(1)荷载工况名称〉DL;选择〉添加荷载类型＞均布荷载方向＞整体坐标系Z;投影＞否数值〉相对值；x1(0);x2(1);w(-10)图17.输入主梁二期恒载输入质量由于在进行反应谱分析之前需先进行特征值分析，故输入进行特征值分析所需的结构的质量。在MIDAS/Civil中输入质量有两种类型。一个是将所建结构模型的自重转换为质量，还有一个是将输入的其它恒荷载（铺装及护栏荷载等）转换为质量。对于结构的自重不需另行输入，即可在模型＞结构类型对话框中完成转换。而二期荷载一般是以外部荷载（梁单元荷载、楼面荷载、压力荷载、节点荷载等）的形式输入的，可使用模型＞质量＞荷载转换为质量功能来转换。本例题也使用上述两种方法来输入质量。首先将所输入的二期荷载（梁单元荷载）转换为质量。模型/质量/将荷载转换成质量质量方向〉X,Y,Z转换的荷载种类＞梁单元荷载（开）重力加速度（9.806）;荷载工况〉DL组合值系数（1）;添加图18.将梁单元荷载转换为质量

面将单元的自重转换为质量。模型/结构类型将结构的自重转换为质量转换到X,Y,Z图19.将结构的自重自动转换为质量质量输入结束后，可使用查询＞质量统计表格功能确认质量输入得是否正确。表格中荷载转化为质量是指被转换成质量的外部荷载，结构质量指的是被转换的自重。在表格下端的合计（图20的③）里的数值为被转换的所有质量的合计。查询/质量统计表格罰M罰MassSummary■回INodeNodalMass(tonf/g)LoadToMass(tonf/g)StructureMass(tonf/g)Sum(tonf/g)530.00000.50990.58291.0928540.00000.50990.58291.0928550.00000.50990.58291.0928560.00000.50990.58291.0928570.00000.25490.31840.5733580.00000.25490.31840.5733670.00000.00001.67791.6779680.00000.00001.67791.6779690.00000.00001.67791.6779700.00000.00001.67791.6779710.00000.00002.20S52.2085720,00000,00002.20B52,2085730,00000,00000,57360.5736740,00000,00000,57360.5736750,00000,00000,57360.5736760,00000,00000,57360.5736770,00000,00000,22530.2253780,00000,00000,22530.2253790,00000,00000,45050.4505800,00000,00000,45050.4505810,00000,00000,45050.4505820,00000,00000,45050.4505830,00000,00000,45050.4505840,00000,00000,45050.4505850,00000,00000,45050.4505860,00000,00000,45050.4505870,00000,00000,45050.4505880,00000,00000,45050.4505890,00000,00000,45050.4505900,00000,00000,45050.4505910,00000,00000,22530.2253►Q2E：7E：E：E：3-0.22532Total0,000028,55391 52,4822 81,0361图20.质量统计表格输入反应谱数据R反应谱函数中输入的最大周期必须包含特征值分析所计算出的最大、最小周期的范围。输入反应谱数据R反应谱函数中输入的最大周期必须包含特征值分析所计算出的最大、最小周期的范围。输入反应谱函数进行抗震计算，这里使用振型分解反应谱法。输入地震荷载所需的各项参数如下。基本烈度：7场地类别：I重要性修正系数：1.0综合影响系数：0.20最大周期：10秒如图21，将以上参数输入后就可自动得到公路工程抗震设计规范(JTJ004-89)的地震影响系数曲线。荷载/反应谱分析数据/反应谱函数＞添加设计反应谱;设计反应谱＞China(JTJ004-89)基本烈度＞7场地类别〉I重要性修正系数＞1.0综合影响系数＞0.20最大周期(10)R图21.输入反应谱函数RR地震荷载的方向与X-Y平面平行，则选择‘X-Y'方向。R地震角度是指地震荷载的方向与整体坐标系X轴的夹角，角度的符号对于Z轴遵循右手法则。输入反应谱荷载工况输入反应谱函数后，按桥梁纵向（整体坐标系X方向）和侧向（整体坐标系Y方向）分别定义反应谱荷载工况。荷载/反应谱函数/反应谱荷载工况荷载工况名称（X-dir）;函数名称〉CH-JTJ004-89方向〉X-YQ;地震角度（0）Q放大系数（1）操作＞添加荷载工况名称（Y-dir）;函数名称〉CH-JTJ004-89方向〉X-Y;地震角度（90）图22.输入反应谱荷载工况放大系数（1）;操作＞添加图22.输入反应谱荷载工况面定义进行特征值分析和反应谱分析时的分析方法。特征值分析控制（图22的Q）频率数量（25）J面定义进行特征值分析和反应谱分析时的分析方法。特征值分析控制（图22的Q）频率数量（25）J反应谱分析控制（图22的⑥）振型组合方法＞SRSSRJR如果分析后振型参与质量达不到规范所规定的90%，则需适当增加频率数量重新进行分析。图23.特征值分析控制对话框R选择振型组合方法（SRSS,SquareRoot-oftheSumoftheSqua-res）R若选择考虑振型的正负号，则在对各振型的结果进行组合时会考虑正负号，并需选择符号的考虑方式，详见在线帮助手册。ResponseSpectrumAnalysisControl-ModalCombinationType柠期翌「CQCrAEISDampingRatio:[ri厂Addsigns(+,-)totheResults<*AlongtheMajorModeDirectionCAlongtheAbsoluteMaximumValueOK| Cancel|图24.反应谱分析控制对话框运行结构分析建立模型并所有参数后，即可运行结构分析。分析尸运行分析查看结果荷载组合结构分析结束后，对于分析结果进行线性组合，并取组合结果中的绝对值最大值（ABS）。对于桥梁纵向和侧向分别按以下方法进行荷载组合，来查看支座的水平方向反力。＞荷载组合l（LCBl） :1.0IX-dirl+0.3IY-di