MIDAS非线性边界分析

1、例11。边界的非线性分析摘要这个例子将介绍用MIDAS/Gen进行边界非线性分析的全过程和查看分析结果的方法。该示例的步骤如下：1.隔离器一例简介2.设置操作环境并定义材料和截面3.使用建模助手建立模型4.建立框架柱5.楼层复制和生成图层数据6.定义边界条件7.输入地板负荷8.定义结构类型9.定义质量10.输入时间历史分析数据11.运行时间历史分析12.时间历程分析结果13.阻尼器实例浅析14.定义阻尼器特征值15.检查阻尼器示例的时程分析结果1.简短的本示例介绍了使用MIDAS/Gen进行边界非线性分析的方法。使用两个示例模型来说明MIDAS/Gen对具有隔离器和阻尼器的结构进行时程分析的过

2、程和结果。(此示例数据仅供参考)基本数据如下：网格大小：请参见计划第：栏600x600光束：250x600混凝土：C30高度：1 5层：3.0m地震波：埃尔森特罗强化强度：7分析时间：20秒图1。分析模型2.设置操作环境并定义材料和截面在创建模型之前，设置环境并定义材料和截面1.从主菜单中选择文件新项目2.从主菜单中，选择文件保存：输入文件名并保存3.主菜单选择工具单元系统：长度m和力kN注意：你也可以使用程序的右下角随时更换单元。图2。定义单位制4.从主菜单中选择模型材料和截面特征材料：添加：定义C30混凝土材料1号名称：C30规格：国标混凝土：C30材料类型：各向同性5.从主菜单中选择模型

3、材料和截面特征截面：添加：定义梁和柱的截面尺寸图3定义了材料图4定义了梁和柱的截面3.使用建模助手建立模型主菜单选择文件新项目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4；添加z坐标，距离6，重复1；距离3，重复1；距离6，重复1编辑：角，90度；材料，C30；截面，250x600。生成一个框架；插入：插入点，0，0，0；阿尔法，-90度。图5建立框架4.建立框架柱生成框架列的步骤如下：主菜单选择型号单位扩展：注意：这里，列高为-3，负号表示沿Z轴的负方向。扩展类型：节点线单元类型：梁单元材质：C30截面：600600输入柱高：dz=-3在模型窗口中选择生成列的节点图6生成

4、框架列5.复制楼板并生成图层数据文件1:从主菜单中选择建筑数据复制图层数据：份数：5距离：3增加在模型窗口中选择要复制的单元格2:主菜单选择建筑数据定义图层数据：考虑刚性地板地面高度：单击，如果选中使用地面高度，程序将确定地下室低于此标高注：当需要输出时程分析图层结果时，检查分析结果的图层反应图7生成图层数据6.定义边界条件1.右键单击节点复制和移动：选择底部节点(Z=-3)，dx，dy，dz=0，0，-0.1，然后单击“尝试”2.主菜单选择模型边界条件的一般连接特征值：名称：ISO1作用类型：内力特征值类型：铅芯橡胶支座隔离装置线性特征值：有效刚度Dx千牛顿/米，Dy 1000千牛顿/米，D

5、z 1000千牛顿/米非线性特征值：Dy，Dz:弹性刚度1000千牛/米，屈服强度100千牛注：连接单元的Dx方向刚度指连接单元的轴向刚度，Dy和Dz方向刚度指连接单元的剪切方向刚度屈服后刚度与弹性刚度之比为0.02滞后周期参数a=0.5，b=0.53.主菜单选择模型边界条件常规连接：名称：ISO1型：铅芯橡胶轴承隔离装置两点：取两个节点，X=0，Y=0，Z=-3和Z=-3.1检查复制常规连接选项，复制x轴，间距46，然后单击“试用”重复上述步骤，连接并排列需要排列方位位置的节点。4.从主菜单中选择模型边界条件通用支持：并在模型窗口中选择Z=-3.1嵌入点：图8输入一般连接特征值图9装置的一般

6、连接图10输入边界条件7.输入地板负荷1.主菜单选择荷载静态荷载条件： DL:恒定荷载LL:活载图11定义了负载情况2.主菜单选择载重：荷载条件：DL自重系数：Z=-1图12定义了自重3.菜单选择荷载定义楼层荷载类型：定义每个房间的负荷：名称：办公室负荷条件：楼层负荷：-4，-2注意：这里的负号表示负载方向沿z轴为负。名称：屋顶荷载条件：地面荷载：-6，-0.5注意：如果楼层负荷未分配，您可以检查分配区域中是否有空节点、重复节点和重复单元。图11定义了地板负荷4:从主菜单中选择负荷分配楼层负荷：楼层荷载类型：OFFICE分布模式：双向(或长度)荷载方向：整体坐标系Z复制楼板荷载：方向Z，距离4

7、3以同样的方式输入车顶地板载荷图12定义了地板负荷图13显示了地板负荷8.定义结构类型主菜单选择模型结构类型结构类型：三维(3D分析)将结构的自重转换为质量：转换为X和Y(地震作用方向)图14定义了结构类型9.定义质量从主菜单中选择模型质量，将载荷转换为质量：质量方向：x，y负载条件：DL LL组合系数：1.00.5图15定义了负载质量10.输入时间历史分析数据1.主菜单选择加载时间历史分析数据时间历史加载功能：添加时间历史函数：时间函数数据类型：无量纲加速度地震波：选择ELCENT-H波(或其他波)最大值：0.035克注：在抗震设计规范中，7度区地震加速度时程曲线最大值为35，因此加速度最大

8、值为0.035g。图16添加时间历史加载功能2.主菜单选择加载时间历史分析数据时间历史加载条件：添加装货箱名称：SC1结束时间：20秒分析时间步长：0.02输出时间步长：2分析类型：非线性分析方法：模态叠加法时程类型：瞬态(地震波)，当波为共振函数时，选择线性周期。阻尼：直接输入，所有模式的输入阻尼比：0.05图17添加时间历程负载条件3.主菜单选择负载时间历史分析数据时间历史负载条件特征值分析控制：分析类型：默认频率数：10(振动模式数)所有其他选项都可以默认图18特征值分析控制4.主菜单选择载荷时间历史分析数据地面加速度时程分析荷载工况名称：SC1x方向时间历程分析功能：功能名称：elce

9、nt-h系数：1(地震波增减系数)到达时间：10秒(表示地震波开始作用的时间)y方向时间历程分析功能：功能名称：elcent-h系数：1(地震波增减系数)到达时间：15秒(表示地震波开始作用的时间)z向时程分析功能：如果不考虑竖向地震作用，则不填此项水平地面加速度的角度：当在X和Y两个方向上施加地震波时，如果输入0度，意味着x方向地震波作用于x方向，y方向地震波作用于y方向。如果输入90度，意味着X方向的地震波作用于Y方向，Y方向的地震波作用于X方向。如果输入30度，则意味着X方向地震波与X轴成30度角，Y方向地震波与Y轴成30度角。图19定义了地面加速度11.运行时间历史分析主菜单选择分析运

10、行分析以上是整个预处理阶段，包括建模、负载输入和分析选项。12.时程分析结果(与没有隔离轴承的结果相比)1.主菜单选择结果分析结果表周期和振动模式：注：在周期和模式表中，提供了以下结果，包括参与质量、模式参与系数、模式方向系数和各模式的参与质量。当需要判断模型的某一模式形状是否在X和Y方向上平移或扭曲时，需要通过整合模式形状参与质量和模式形状方向系数来进行判断。图20周期和模式表(无隔离轴承)图21周期和模式表(带隔离轴承)2.主菜单选择结果时间历程分析结果时间历程分析图形层数据图形层的最大剪切力图22数据图表图23楼板最大剪力(无隔离装置)图24楼板最大剪力(带隔离装置)2.主菜单选择结果时

11、间历程分析结果图层数据图形图层剪切/倾覆力矩(逐级)图25层的剪切步骤图26。剪切步骤输出图(无隔离装置)图27剪切步骤的输出图(带隔离装置)13.粘性阻尼器示例模型的基本信息二维框架：仅考虑XZ平面自由度的时程分析高度为3米，总高度为10层材料：Q345钢截面：27x94宽(梁)W 36x135(列)图28二维框架14.定义阻尼器特征值1.主菜单选择模型边界条件的一般连接特征值：名称：阻尼器作用类型：内力特征值类型：粘弹性耗能器线性特征值：有效阻尼dx1000kn *秒/米非线性特征值：Dx:阻尼类型：麦克斯韦模型耗能器阻尼：2000千牛参考速度：1米/秒阻尼指数：0.5连接弹簧刚度：千牛顿/米2.主菜单选择模型边界条件常规连接：名称：阻尼器类型：粘弹性耗能器两点：选择阻尼器连接的两个节点重复上述步骤，连接并排列