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文檔簡介

1、Midas Gen 學(xué)習(xí)總結(jié)、 YJK導(dǎo)入 gen(詳見“ YJK模型轉(zhuǎn) midas 模型程序功能與使用”)1 版本選擇選擇版本 V7.30,YJK中的地震反應(yīng)譜函數(shù)和反應(yīng)譜工況的相關(guān)內(nèi)容不轉(zhuǎn)換V8.00 則進行轉(zhuǎn)換。建議取 V8.00。2 質(zhì)量來源(質(zhì)量源)同 YJK:查看 midas 工作樹形菜單中“質(zhì)量”只有節(jié)點質(zhì)量,各節(jié)點的質(zhì)量大小及分布與 YJK完全一致,不需要在 gen 中再將荷載和自重轉(zhuǎn)換為質(zhì)量。建議取此選項。Midas 自算:查看 midas工作樹形菜單中 “質(zhì)量” 有荷載轉(zhuǎn)化為質(zhì)量, 同時 “結(jié)構(gòu)類型” 中參數(shù)“將自重轉(zhuǎn)化為質(zhì)量”也自動勾選。轉(zhuǎn)入了在YJK定義的各種材料重度及

2、密度。3 墻體轉(zhuǎn)換板:墻與連梁(墻開洞方式)都轉(zhuǎn)換成 midas 的板單元,自動網(wǎng)格劃分,分析結(jié)果較墻 單元精確,但不能按規(guī)范給出配筋設(shè)計。墻單元:墻轉(zhuǎn)換成墻單元的板類型,連梁轉(zhuǎn)換成梁單元。分析結(jié)果沒有板單元精確,但 能按規(guī)范給出配筋設(shè)計。4. 樓板表現(xiàn)樓板分塊:導(dǎo)入到 midas 樓板為 3 節(jié)點或 4 節(jié)點樓板,需要在 midas 劃分網(wǎng)格。YJK網(wǎng)格劃分:需要將樓板定義為彈性板,并勾選與梁變形協(xié)調(diào),導(dǎo)入midas 網(wǎng)格已劃分,同時梁也實現(xiàn)分割,與板邊界耦合。4 樓屋面荷載板上均布荷載: 導(dǎo)入 midas 樓面荷載同 YJK。導(dǎo)入后查看是否存在整層節(jié)點 “剛性連接” 。 導(dǎo)到周圍梁墻:導(dǎo)入

3、 midas 樓面荷載分配到周邊梁墻。二、gen建模、分析1、建模過程:( cad 導(dǎo)入法) 前期準(zhǔn)備:修改模型單位( mm ) 定義材料、截面和厚度; 構(gòu)件建模:從 cad 中導(dǎo)入梁 單元擴展生成柱墻 墻體分割與開洞 定義樓板類型 (剛性板 /彈性板); 施加荷載:定義靜力荷載工況(恒、活、X/Y 風(fēng))分配樓面荷載和施加梁荷載定義風(fēng)荷載定義反應(yīng)譜和地震作用( Rx、 Ry)定義自重; 補充定義:荷載轉(zhuǎn)化成質(zhì)量結(jié)構(gòu)自重轉(zhuǎn)化成質(zhì)量定義邊界(支承條件、釋放約束) 定義結(jié)構(gòu)類型和層數(shù)據(jù); 運行分析:先設(shè)定特征值的振型數(shù)量,然后點擊運行分析。2、分析結(jié)果 添加荷載組合; 周期與振型(對應(yīng)周期比,與 Y

4、JK對比分析的第一步); 穩(wěn)定驗算(對應(yīng)剛重比); 側(cè)向剛度不規(guī)則驗算(對應(yīng)側(cè)向剛度比,考慮Ex、 Ey); 樓層承載力突變驗算(對應(yīng)層剪力比,考慮Ex、 Ey); 層剪重比(反應(yīng)譜分析)(對應(yīng)剪重比 , ,考慮 Ex、 Ey); 層間位移角(對應(yīng)層間位移角,考慮Wx、 Wy、Ex、 Ey); 扭轉(zhuǎn)不規(guī)則驗算(對應(yīng)層間位移比,考慮Ex、Ey、ECCX(RS、) ECCY(RS) 。 層位移(對應(yīng)位移比,考慮 Ex、Ey、 ECCX(RS、) ECCY(RS) 還可以查看:反力、變形、內(nèi)力、應(yīng)力、傾覆彎矩、質(zhì)量比、偏心率等結(jié)果。三、相關(guān)設(shè)計要點1Gen 提供了自動生成風(fēng)荷載的功能,該功能一般適用

5、于各層均有剛性樓板的結(jié)構(gòu)上。Q:要是彈性樓板,風(fēng)荷載還能自動生成嗎?2P-Delta 分析控制:此處應(yīng)指重力二階效應(yīng)P-(應(yīng)注意區(qū)分構(gòu)件撓曲二階效應(yīng) P- ,兩者組成了建筑結(jié)構(gòu)的幾何非線性二階效應(yīng))。Gen 推薦只考慮恒載工況,而 YJK為恒活工況組合。另外 Gen做 P-Delta 分析建議解除剛性板假定。3特征值分析: gen 默認(rèn)采用 Lanczos, YJK默認(rèn)采用 WYD-Ritz。4Gen 關(guān)于樓板的定義 如何考慮 YJK中樓板的定義:YJK彈性板類型YJKGen剛性板剛度:面內(nèi)無限剛; 用于一般結(jié)構(gòu),當(dāng)計算指標(biāo)時,全樓層取剛性板在定義層數(shù)據(jù)中選擇考慮剛性板彈性板 6剛度:面內(nèi)、面

6、外有限; 用于板柱結(jié)構(gòu)和板柱 -抗震墻厚度:面內(nèi)面外按真實輸入;不考慮剛性板處理彈性板 3剛度:面內(nèi)無限,面外有限;用于厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)厚度:面內(nèi)取 0,面外按真實輸入;考慮剛性板處理彈性膜剛度:面內(nèi)有限,面外取 0; 用于空曠結(jié)構(gòu)和開大洞形成的狹 長地帶,斜板和坡屋面。厚度:面內(nèi)按真實輸入,面外取 0;不考慮剛性板處理注:局部樓板為彈性樓板,在 midas gen 中如何實現(xiàn)?答:在“邊界條件”中的“解除剛膜 連接”來實現(xiàn)。 厚板與薄板:厚板考慮了橫向剪切變形的影響,與板的實際情況更符合。 約束平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)自由度: 勾選,板單元與梁單元間的連接為剛接,不勾選則鉸接。 樓板是否建入模型中樓板即使建入

7、,也不能考慮板對梁翼緣的剛度貢獻,即梁剛度還是需手動設(shè)放大系數(shù)。 當(dāng)采用“分配樓面荷載”輸入時,可不建板。但當(dāng)按“壓力荷載”輸入時,必須有樓板, 此情況適用于樓板溫度應(yīng)力、舒適度、大開洞、異形板分析等情況。5如何建立虛梁截面定義為 100x100 ,彈性模量設(shè)為較小值,容重設(shè)置為0。6midas/gen 應(yīng)用實例教程及疑難解答 8.4.1.9 條指出 “程序規(guī)定將風(fēng)荷載加在樓板剛心上, 如果解除其中一層剛性樓板假定,會把風(fēng)荷載分配到相鄰上下兩層中?!苯?jīng)實踐,V8.00 勾選“對彈性板考慮風(fēng)荷載和靜力地震作用”,將風(fēng)荷載自動分配到本樓層的所有節(jié)點上。四、板單元內(nèi)力與應(yīng)力查看1 板單元內(nèi)力:Mxx

8、 :作用在與局部坐標(biāo)系或用戶坐標(biāo)系 x 軸垂直平面內(nèi),繞 y 軸旋轉(zhuǎn)的單位寬度彎矩 ( 繞 局部坐標(biāo)系 y 軸的平面外彎矩 )。 ( 有時候可以這樣理解:在單元坐標(biāo)系或者用戶坐標(biāo)系xy平面內(nèi),使板單元繞 y 軸旋轉(zhuǎn)的彎矩。)Myy :作用在與局部坐標(biāo)系或用戶坐標(biāo)系 y 軸垂直平面內(nèi),繞 x 軸旋轉(zhuǎn)的單位寬度彎矩 ( 繞 局部坐標(biāo)系 x 軸的平面外彎矩 )。 ( 有時候可以這樣理解:在單元坐標(biāo)系或者用戶坐標(biāo)系xy平面內(nèi),使板單元繞 x 軸旋轉(zhuǎn)的彎矩。)Mxy :作用在與局部坐標(biāo)系或用戶坐標(biāo)系x 軸垂直平面內(nèi),繞 x 軸旋轉(zhuǎn)的單位寬度扭矩(Mxy=Myx) 。Vxx :作用在與局部坐標(biāo)系或用戶坐標(biāo)

9、系 x 軸垂直平面內(nèi),沿單元局部坐標(biāo)系或用戶坐標(biāo)系z 軸(厚度 )方向上單位寬度的剪力。Vyy :作用在與局部坐標(biāo)系或用戶坐標(biāo)系 y 軸垂直平面內(nèi),沿單元局部坐標(biāo)系或用戶坐 標(biāo)系 z 軸(厚度 )方向上單位寬度的剪力。VMax :單位寬度的絕對值最大的彎矩 (Vxx 和Vyy 中的較大值 )。2 板單元應(yīng)力在整體坐標(biāo)系中Sig-XX:整體坐標(biāo)系 X 軸方向的軸向應(yīng)力。Sig-YY:整體坐標(biāo)系 Y 軸方向的軸向應(yīng)力。Sig-ZZ :整體坐標(biāo)系 Z 軸方向的軸向應(yīng)力。Sig-XY :整體坐標(biāo)系 X-Y 平面內(nèi)的剪應(yīng)力。Sig-YZ :整體坐標(biāo)系 Y-Z 平面內(nèi)的剪應(yīng)力。Sig-XZ :整體坐標(biāo)系

10、X-Z 平面內(nèi)的剪應(yīng)力。Sig-Max :最大主應(yīng)力。Sig-Min :最小主應(yīng)力。Sig-EFF:有效應(yīng)力 (von-Mises 應(yīng)力 ) 。 在單元坐標(biāo)系中Sig-xx :在單元局部坐標(biāo)系 x 方向的軸向應(yīng)力 ( 垂直于局部坐標(biāo)系 y-z 平面 )Sig - yy :在單元局部坐標(biāo)系 y 方向的軸向應(yīng)力 ( 垂直于局部坐標(biāo)系 x-z 平面 )Sig - xy :單元局部坐標(biāo)系 x-y 平面內(nèi)的剪應(yīng)力 ( 平面內(nèi)剪應(yīng)力 ) 向量:用矢量顯示最大和最小主應(yīng)力。3 通過板內(nèi)力與應(yīng)力求得配筋梁 普通工況(對于樓板,主要考慮恒活,對于墻,主要考慮風(fēng)、地震) 對于樓板,配筋可查看 Mxx 、 Myy

11、,而板頂和板底應(yīng)力由 Mxx 和 Myy 引起,關(guān)系如下圖:由圖上可知, q1=q2=3.14Mpa , Mxx=8.84kN ,板厚 130mm ,混凝土標(biāo)號 C35, as=25mm , As=239.8mm2,取 1m 作為計算長度。復(fù)核過程:2 2 6Mxx=2M1=-2q1L2/3=-2x(-3.14)x652/3x1000=8.84x10 6N.mm=8.84kN.m 。配筋根據(jù) Mxx 求 As,計算截面取 1000x130 ,使用探索者計算工具按抗彎構(gòu)件正截面驗算求 得 As=239.8mm 2。通過復(fù)核,數(shù)據(jù)吻合。另外通過實踐發(fā)現(xiàn),應(yīng)力和配筋之間的比值近似相同,具體詳見“應(yīng)力

12、配筋法”。 溫度工況Gen 在計算溫度作用時,需注意: 1.樓板釋放剛性板假定,查看“剛性連接”和層數(shù)據(jù);2.樓板面內(nèi)面外厚度均按實際,同彈性板6,并進行網(wǎng)格劃分; 3.通常按“系統(tǒng)溫度”輸入,輸入數(shù)值等于 YJK輸入溫差乘以徐變折減系數(shù)(注意:YJK查看溫度應(yīng)力,應(yīng)查看調(diào)整后,“調(diào)整后”即考慮徐變折減)。通過查看 Fxx 和 Fyy,按軸向受拉構(gòu)件計算溫降工況下的配筋量,分項系數(shù)取 1.4,組合值系數(shù)取 0.6(是否考慮 0.6,要對比溫度荷載和活荷載, 判斷溫度荷載是否會成為主導(dǎo)活荷載或 稱第一活荷載,此系數(shù)對配筋影響很大)。(參考資料中通常采用溫度應(yīng)力 sig-xx 和 sig-yy 才

13、表示溫降工況的影響, sig-xx=Fxx/h, h 為板厚)案例:湘東醫(yī)院,框架結(jié)構(gòu), X向近 120 米,中間跨樓板 Fxx大致為 180kN,C30,板厚 120,三級 鋼,不考慮組合值系數(shù)。一層板底 X 向額外附加鋼筋 As1=1.4x180x1000/360/2=350mm 2。五、組合結(jié)構(gòu)分析設(shè)計要點1、鋼結(jié)構(gòu)與混凝土的連接,一般取彈性連接;2、組阻尼:按應(yīng)變能因子輸入,在反應(yīng)譜荷載工況的“阻尼比計算方法”選擇應(yīng)變能因子。3、風(fēng)荷載:定義速度壓后,按面風(fēng)壓、梁單元風(fēng)壓、節(jié)點風(fēng)壓自動施加,不需要加蒙皮。 通過“風(fēng)荷載形狀”復(fù)核。六、樓板舒適度分析1.豎向自振頻率(混規(guī) 3.4.6 條

14、和高鋼規(guī)) 按彈性板建立模型,網(wǎng)格劃分按成人步距,一般可取 0.61.0m 。 定義質(zhì)量:將自重轉(zhuǎn)換為質(zhì)量,轉(zhuǎn)換為Z;將荷載轉(zhuǎn)換成質(zhì)量,方向為Z,取 1.0 恒+0.25活。 振型數(shù)量:滿足振型質(zhì)量參與系數(shù) 90% 結(jié)果查看:2.樓蓋加速度峰值(高規(guī) 3.7.7 條) 前期準(zhǔn)備彈性模量修改: midas 楊工指出動力荷載作用下混凝土彈性模量可放大 1.2 倍。 初始荷載:先定義一個 D+L 的工況組合,然后“使用荷載組合”建立荷載工況。 定義時程荷載工況參數(shù)中一般選擇“線性”、“振型疊加法”、“瞬態(tài)”;分析時間: 當(dāng)采用連續(xù)步行荷載時, 分析時間不小于荷載時間。當(dāng)采用單步 (分單步單工況 和單

15、步多工況)步行荷載時,與荷載時間保持一致。分析時間步長:取基本周期( midas 楊工指出是取滿足振型質(zhì)量參與系數(shù)90%時,最大振型數(shù)對應(yīng)的周期)的 10%。 加載順序:連續(xù)和單步單工況,初始條件取之前定義好的初始荷載D+L。單步多工況時,第一工況無初始條件,后續(xù)工況按前一工況作為初始條件。阻尼比:混凝土結(jié)構(gòu)取 0.05,鋼結(jié)構(gòu)取 0.02。 定義時程函數(shù)步行荷載工況時程函數(shù): 主要用到“行走 1 步”和“連續(xù)行走” ,fs 根據(jù)慢走和快走取 1.62.4Hz, 其中連續(xù)行走通過反復(fù)次數(shù)來控制荷載時間。放大系數(shù):單人行走取 1,多人行走按以下取值:人群密度小于 0.5 人/m 2,放大系數(shù)取人群總?cè)藬?shù)開根號,人群密度大于1 人/m 2,放大系數(shù)取人群總?cè)藬?shù)開根號,再乘以 1.8

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