MIDASGen鋼筋混凝土靜力彈塑性推覆分析.doc

例題 鋼筋混凝土靜力彈塑性推覆分析例題鋼筋混凝土靜力彈塑性推覆分析MIDAS/Gen例題5. 鋼筋混凝土靜力彈塑性推覆分析概要此例題介紹使用MIDAS/Gen 的反應譜分析功能來進行組合結(jié)構(gòu)分析的方法。此例題的步驟如下: 1. 簡要2. 設(shè)定操作環(huán)境及設(shè)定材料截面3. 用建模助手建立模型4. 建立框架柱及剪力墻5. 樓層復制及生成層數(shù)據(jù)文件定義組阻尼比6. 定義邊界條件7. 輸入樓面及梁單元荷載8. 輸入風荷載9. 定義質(zhì)量10. 運行分析11. 荷載組合12. 一般設(shè)計參數(shù)13. 鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計參數(shù)14. 鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計15. 靜力彈塑性分析1.簡要本例題介紹使用Midas/Gen 的靜力彈塑性分析功能來進行抗震設(shè)計的方法。例題模型為六層鋼筋混凝土框-剪結(jié)構(gòu)。(該例題數(shù)據(jù)僅供參考) 基本數(shù)據(jù)如下：軸網(wǎng)尺寸：見平面圖 柱: 500x500 主梁： 250x600 混凝土： C30 剪力墻： 250 層高： 一層：4.5m 二九層 ：3.6m 設(shè)防烈度：7（0.10g） 場地： 類圖1. 結(jié)構(gòu)尺寸圖2. 分析模型 2.設(shè)定操作環(huán)境及定義材料和截面1 主菜單選擇 文件新項目 文件保存: 輸入文件名并保存2 主菜單選擇 工具單位體系: 長度 m, 力 kN注：也可以通過程序右下角隨時更改單位。 圖3. 定義單位體系3 主菜單選擇 模型材料和截面特性材料： 添加：定義C30混凝土材料號：1 名稱：C30 規(guī)范：GB(RC) 混凝土：C30 材料類型：各向同性 圖4. 定義材料4 主菜單選擇 模型材料和截面特性截面： 添加：定義梁、柱截面尺寸圖5. 定義梁、柱截面5 主菜單選擇 模型材料和截面特性厚度： 添加：定義剪力墻厚度圖6. 定義剪力墻厚度3用建模助手建立模型主菜單選擇 模型結(jié)構(gòu)建模助手框架： 輸入：添加x坐標，距離6，重復5； 添加y坐標，距離6，重復3；編輯： Beta角，90度，生成框架；插入： 插入點，0，0，0；Alpha，-90。 圖7. 建立框架4. 建立框架柱及剪力墻1 主菜單選擇 模型單元擴展：擴展類型：節(jié)點線單元 單元類型：梁單元 材料：C30 截面：500x500 輸入復制間距：dz=-4.5在模型窗口中選擇生成柱的節(jié)點注：對于不生成柱子的位置，可以用解除選擇不生成柱子位置的節(jié)點。 圖8. 生成框架柱 2 主菜單選擇 模型單元擴展:擴展類型：線單元平面單元 單元類型 ：墻單元 生成形式： 復制和移動 輸入復制間距：dz=-4.5注：擴展時可以勾選目標刪除選項，確認是否保留梁單元。圖9. 生成剪力墻5樓層復制及生成層數(shù)據(jù)文件1 主菜單選擇 建筑物數(shù)據(jù)生成層數(shù)據(jù): 復制次數(shù)：8 距離：3.6 添加在模型窗口中選擇要復制的單元 圖10. 樓層復制2 主菜單選擇 建筑物數(shù)據(jù)生成層數(shù)據(jù):點擊生成層數(shù)據(jù)：考慮5%偶然偏心考慮剛性樓板：若為彈性樓板選擇不考慮 地面高度：點擊，若勾選使用地面高度，則程序認定此標高以下為地下室 勾選各構(gòu)件承擔的層間剪力 注：程序自動計算風荷載時，程序?qū)⒆詣优袆e地面標高以下的樓層不考慮風荷載作用。圖11.生成層數(shù)據(jù)3 主菜單選擇 建筑物數(shù)據(jù)自動生成墻號:避免設(shè)計時不同位置的墻單元編號相同，特別是在利用擴展單元功能時，一次生成多個墻單元時，這些墻單元的墻號相同，若這些墻單元不在直線上，X向、Y向都有時，程序則認為沒有直線墻不給配筋設(shè)計。6. 定義邊界條件 主菜單選擇 模型邊界條件一般支承: 在模型窗口中選擇柱底及墻底嵌固點 注：可以利用面選的功能對下部節(jié)點進行選擇。圖12. 輸入邊界條件7.輸入樓面及梁單元荷載1 主菜單選擇 荷載靜力荷載工況: DL:恒荷載 LL：活荷載 WX:風荷載 WY:風荷載圖13. 定義荷載工況2 主菜單選擇 荷載自重 荷載工況：DL 自重系數(shù)：Z=-1圖14. 定義自重3 菜單選擇 荷載定義樓面荷載類型： 定義各房間荷載: 1名稱：1 荷載工況：DL（LL） 樓面荷載：-5（-2.0） 按 圖15. 定義樓面荷載4 主菜單選擇 視圖激活按屬性激活： 選擇按層激活: 激活2F層圖16. 按層激活5 主菜單選擇 荷載分配樓面荷載: 樓面荷載類型：1 分配模式：雙向（或長度）荷載方向：整體坐標系Z 復制樓面荷載：方向Z，距離83.6在模型窗口指定加載區(qū)域節(jié)點注： 樓面荷載分配不上，可檢查分配區(qū)域內(nèi)是否有空節(jié)點、重復節(jié)點、重復單元。圖17. 分配樓面荷載6 主菜單選擇 視圖激活全部激活 視圖顯示：荷載 查看輸入的荷載 圖18. 顯示荷載8. 輸入風荷載1 主菜單選擇 荷載橫向荷載風荷載： 添加荷載工況：WX 風荷載設(shè)計標準： GB50009-2001風荷載方向系數(shù)：X軸方向系數(shù) 1 Y軸方向系數(shù) 0注：程序只能自動計算有剛性板假定層的風荷載。 圖19. 風荷載輸入2 重復步驟1，輸入Y向風荷載WY, 注意此時風荷載方向系數(shù)： X軸方向系數(shù)0，Y軸方向系數(shù)19.輸入反映譜分析數(shù)據(jù)1 主菜單選擇 荷載反映譜分析數(shù)據(jù)反映譜函數(shù)添加: 設(shè)計反映譜：GB50011-2001 設(shè)計地震分組：1 地震設(shè)防烈度：7（0.10g） 場地類別： 地震影響：多遇地震阻尼比：0.05 圖20. 生成設(shè)計反映譜2 主菜單選擇 荷載反映譜分析數(shù)據(jù)反映譜荷載工況:特征值分析控制頻率數(shù)量（振型數(shù)）：6 反映譜分析控制：振型組合方法：CQC 反映譜荷載工況名稱：Rx Ry 地震角度：0 90 周期折減系數(shù)：0.8 圖21. 反應譜荷載工況10定義結(jié)構(gòu)類型 主菜單選擇 模型結(jié)構(gòu)類型：三維分析，地震荷載作用方向結(jié)構(gòu)類型：3-D (三維分析)將結(jié)構(gòu)的自重轉(zhuǎn)換為質(zhì)量：轉(zhuǎn)換到X、Y (地震作用方向)注： 當只做水平向地震作用的時候，轉(zhuǎn)換到X、Y方向；需要做豎向地震分析的話，要轉(zhuǎn)換到X、Y、Z三個方向上。圖22. 定義結(jié)構(gòu)類型11.定義質(zhì)量 主菜單選擇 模型質(zhì)量將荷載轉(zhuǎn)換成質(zhì)量質(zhì)量方向：X，Y 荷載工況：DL LL 組合系數(shù)：1.0 0.5注：此處轉(zhuǎn)換得荷載不包括自重。圖23。定義自重12.運行分析主菜單選擇 分析運行分析以上為整個前處理階段，包括建模、荷載輸入、分析選項，下面介紹后處理階段。13.荷載組合主菜單選擇 結(jié)果荷載組合: 一般組合：用于查看內(nèi)力變形等，一般組合中有包絡組合注：1. 考慮雙向地震勾選雙向地震程序會在荷載組合中自動添加。2.用戶亦可自定義所需的荷載用戶，先在左側(cè)名稱一欄定名稱，在右側(cè)選擇荷載工況和組合系數(shù)?；炷猎O(shè)計：用于結(jié)構(gòu)設(shè)計部分組合 點擊自動生成 設(shè)計規(guī)范：GB50017-03 圖24。荷載組合14.一般設(shè)計參數(shù)1 主菜單選擇 設(shè)計一般設(shè)計參數(shù)定義框架設(shè)計類型 ：三維圖25。定義框架2 主菜單選擇 設(shè)計一般設(shè)計參數(shù)指定構(gòu)件自動指定構(gòu)件自由長度當梁單元中間被其它節(jié)點分割成幾部分時，需由程序自動指定構(gòu)件，定義梁單元在強軸作用平面內(nèi)的自由長度。注：當有非直線梁單元時,需在模型中選擇此梁單元由手動完成。3 主菜單選擇 設(shè)計一般設(shè)計參數(shù)反轉(zhuǎn)構(gòu)件方向若有對稱單元且對稱部分單元編號相同時，選擇此項菜單，否則不用選擇此項菜單。4 主菜單選擇 設(shè)計一般設(shè)計參數(shù)自由長度當由程序自動指定構(gòu)件后，程序默認自由長度為構(gòu)件兩節(jié)點間距離，一般不用選擇此項菜單。當有一些特殊構(gòu)件的自由長度需由有設(shè)計者指定時，選擇此項菜單編輯構(gòu)件自由長度。5 主菜單選擇 設(shè)計一般設(shè)計參數(shù)計算長度系數(shù)當由程序自動計算時，一般不用選擇此項菜單。當有一些特殊構(gòu)件的計算長度系數(shù)需由設(shè)計者指定時，選擇此項菜單編輯構(gòu)件計算長度系數(shù)。6 主菜單選擇 設(shè)計一般設(shè)計參數(shù)極限長細比一般由程序根據(jù)規(guī)范內(nèi)定，不用選擇此項菜單。當有一些特殊構(gòu)件的極限長細比需由設(shè)計者指定時，選擇此項菜單編輯構(gòu)件極限長細比。7 主菜單選擇 設(shè)計一般設(shè)計參數(shù)等效均布荷載系數(shù)此系數(shù)為壓彎構(gòu)件在強軸（或弱軸）作用平面內(nèi)穩(wěn)定計算時的等效彎矩系數(shù)，可選擇由程序自動計算。 勾選由程序自動計算 在模型窗口選擇豎向壓彎構(gòu)件當有一些特殊構(gòu)件的穩(wěn)定計算需由設(shè)計者指定時，在此項菜單內(nèi)直接輸入等效彎矩系數(shù)即可。8 主菜單選擇 設(shè)計一般設(shè)計參數(shù)編輯活荷載折減系數(shù)一般在做基礎(chǔ)設(shè)計時考慮活荷載折減，其它情況可不考慮?？紤]時由設(shè)計者直接輸入折減系數(shù)。9 主菜單選擇 設(shè)計一般設(shè)計參數(shù)地震作用放大系數(shù)考慮時由設(shè)計者直接輸入放大系數(shù)。10 主菜單選擇 設(shè)計一般設(shè)計參數(shù)編輯構(gòu)件類型定義框架梁、框架柱、墻。 選項：添加/替換 構(gòu)件類型：梁 梁：框架梁 在模型窗口利用過濾器 功能選擇框架梁，按 即可。同樣方法定義柱和墻構(gòu)件。15.鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計參數(shù) 1 主菜單選擇 設(shè)計鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計參數(shù)定義抗震等級圖26。設(shè)計標準2 主菜單選擇 設(shè)計鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計參數(shù)材料分相系數(shù)圖27。材料分項系數(shù)3 主菜單選擇 設(shè)計鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計參數(shù)編輯鋼筋混凝土截面特性圖28。鋼筋混凝土截面特性4 主菜單選擇 設(shè)計鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計參數(shù)編輯最大配筋率圖29。設(shè)定最大配筋率5 主菜單選擇 設(shè)計鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計參數(shù)：定義設(shè)計用鋼筋直徑圖30。 配筋設(shè)計的基本規(guī)定16鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計 1 主菜單選擇 設(shè)計鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計梁的設(shè)計梁設(shè)計結(jié)果查看在選擇項勾選某個梁單元，再勾選連接模型空間，在模型空間可以看到你選擇的梁單元，點選圖形結(jié)果以圖形方式輸出，點選詳細結(jié)果以文本文件輸出。圖31。 梁設(shè)計結(jié)果2 主菜單選擇 設(shè)計鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計柱的設(shè)計柱設(shè)計結(jié)果查看圖32. 柱設(shè)計結(jié)果3 主菜單選擇 設(shè)計鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計墻的設(shè)計墻設(shè)計結(jié)果查看 圖33. 墻設(shè)計結(jié)果17靜力彈塑性（PUSHOVER）分析1 主菜單選擇 設(shè)計靜力彈塑性分析靜力彈塑性分析控制圖34. 靜力彈塑性分析控制2 主菜單選擇 設(shè)計靜力彈塑性分析PUSHOVER荷載工況添加 靜力彈塑性分析的荷載工況：push1 控制選項：一般控制 最大平移：0.5m 勾選使用初始荷載 荷載分布形式：模態(tài) 振型：3 放大系數(shù)：1 按 即可 注：控制位移一般為 總高度塑性位移角限值，參見抗規(guī)表5.5.5圖35. 靜力彈塑性分析的荷載工況3 主菜單選擇 設(shè)計靜力彈塑性分析PUSHOVER荷載工況定義/顯示初始荷載 荷載工況：DL 放大系數(shù)：1 按 荷載工況：LL 放大系數(shù)：0.5 按按 即可圖36. 定義初始荷載4 主菜單選擇 設(shè)計靜力彈塑性分析定義鉸特性值添加鉸數(shù)據(jù)類型名稱：lj（梁鉸）定義數(shù)據(jù)形式：彎矩Y，Z（彎矩鉸） 按鉸數(shù)據(jù)類型名稱：zj（柱鉸）定義數(shù)據(jù)形式：PMyMz（軸力彎矩鉸）按鉸數(shù)據(jù)類型名稱：QJ（墻鉸）定義數(shù)據(jù)形式：PMM（軸力彎矩鉸） 按圖37. 定義PUSHOVER鉸5 主菜單選擇 設(shè)計靜力彈塑性分析分配鉸特性值選項：添加/替換靜力彈塑性鉸的形式：lj單元類型：梁單元鉸的位置：I和J在模型窗口選擇所有梁單元（利用過濾器功能選擇），按 即可。同樣方法分配柱鉸和墻鉸6 主菜單選擇 設(shè)計靜力彈塑性分析運行靜力彈塑性分析7 主菜單選擇 設(shè)計靜力彈塑性分析靜力彈塑性曲線 靜力彈塑性分析的荷載工況：push1 顯示方式：能力反應譜 定義設(shè)計反應譜：需求反應譜 設(shè)計反應譜：CHINA(GB500112001) 設(shè)計地震分組：1地震設(shè)防烈度：7（0.01g） 地震設(shè)防烈度：7（0.01g） 場地類別： 地震影響：罕遇地震 阻尼比：0.05結(jié)構(gòu)反應模式：A（短周期新建建筑物） B（短周期已有建筑物） C（短周期破損建筑物） USER（用戶定義） 圖37. 靜力彈塑性曲線8 自動生成性能控制點荷載步。點擊，然后點擊 圖38. 性能控制點荷載步push1(pp)9 主菜單選擇 設(shè)計靜力彈塑性分析PUSHOVER圖形層