midas抗震设计-反应谱分析.doc
《midas抗震设计-反应谱分析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《midas抗震设计-反应谱分析.doc（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
反应谱分析
北京迈达斯技术有限公司
目录
简要 1
设定操作环境及定义材料和截面 2
定义材料 2
定义截面 3
建立结构模型 4
主梁及横向联系梁模型 4
输入横向联系梁 5
输入桥墩 5
刚性连接 7
建立桥墩和系梁 9
输入边界条件 10
输入支座的边界条件 10
刚性连接 11
输入横向联系梁的梁端刚域 12
输入桥台的边界条件 13
输入二期恒载 14
输入质量 15
输入反应谱数据 17
输入反应谱函数 17
输入反应谱荷载工况 18
运行结构分析 19
查看结果 20
荷载组合 20
查看振型形状和频率 21
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
设定操作环境及定义材料和截面
开新文件（新项目），以‘Response.mcb’为名保存（保存）。
文件/新项目t
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>m;力>kN¿
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>Grade3¿
材料号
（2）;类型>混凝土
规范>GB-Civil（RC）;数据库>30¿
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2000×2500×12×16/18
横向联系梁：
工字型截面1500×300×12×12/12
柱帽：
实腹长方形截面1.5×1.5
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;²输入截面尺寸时，若只输入tf1，不输入tf2，则tf2与tf1相同。
用户
偏心>中-中心
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-中心用户;H（1.5）;B（1.5）¿
名称（Column）;截面形状>实腹圆形截面
用户;D（1.5）¿
图3.定义截面
建立结构模型
主梁及横向联系梁模型
使用建立节点建立节点后，通过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,捕捉节点（开）,捕捉单元（开）
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）¿
模型/单元/扩展单元
全选
扩展类型>节点à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）¿
图4.输入主梁
输入横向联系梁
在主梁起点处使用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）8
模型/单元/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）8;复制次数（28）
图5.输入横向联系梁
输入桥墩
如图6所示，在桥墩的位置建立模型后，通过刚性连接（RigidLink）来模拟实际结构。
桥墩的剖面如图7所示。
[单位:
m]
0.75
0.75
0.20
1.25
刚性连接
弹性连接
刚性连接
刚性连接
图6.桥墩和上部结构连接示意图
[单位:
m]
侧面
立面
1.5
2.0
2.0
11.7
2@3.85=7.7
1.5
1.5
7.0
图7.桥墩模型
刚性连接
选择主梁支座处的节点，将其向z轴方向复制，生成要进行刚性连接的节点。
（参考图6）
显示
边界>一般支承（开）
多边形选择（单元:
中跨中的单元）
激活
标准视图,节点号（开）
模型/节点/复制和移动
单选（Nodes:
19,20,39,40）
形式>复制;复制和移动>任意间距
方向>z;间距（-1.25,-0.2,-0.75）¿
图8.复制节点
在要建立桥墩和系梁的位置生成节点。
模型/节点/分割节点间距
分割>等间距>分割数量
（2）
分割的节点号（67,68）8;（69,70）8
模型/节点/复制和移动
单选（节点:
71,72）
形式>复制;复制和移动>任意间距
方向>y;间距（11.7/2,-11.7）¿
前次选择
方向>z;间距-0.75,7@-1）¿
图9.输入桥墩的节点
建立桥墩和系梁
使用建立单元功能建立桥墩和系梁。
（参考图7）
模型/单元/建立单元
单元类型>一般梁/变截面梁
材料>2:
30;截面>3:
Coping
BetaAngle（0）;交叉分割>节点（开）（图10的）
节点连接（73,75）8
节点连接（74,76）8
材料>2:
30;截面>4:
Column
BetaAngle（0）;交叉分割>节点（开）
节点连接（77,91）8
节点连接（78,92）8
①
图10.建立系梁和桥墩
输入边界条件
输入支座的边界条件
使用ZoomWindow放大系梁的连接部分，并使用弹性连接功能输入支座的边界条件。
窗口缩放（放大第一个桥墩的系梁部分）
模型/边界条件/弹性连接
选择>添加/替换;连接类型>一般类型
²弹性连接各方向弹簧的刚度需按单元坐标系输入。
自由方向输入为“0”,固定方向输入为“1e11”以保证其刚性运动。
SDx（1e11）;SDy（1e11）;SDz（1e11）
SRx（0）;SRy（0）;SRz（0）
两点（59,63）8
SDx（1e11）;SDy（0）;SDz（1e11）
SRx（0）;SRy（0）;SRz（0）
两点（60,64）8
对齐,窗口缩放（放大第二个桥墩的系梁部分）
SDx（1e11）;SDy（1e11）;SDz（0）
SRx（0）;SRy（0）;SRz（0）
两点（61,65）8
SDx（1e11）;SDy（0）;SDz（0）
SRx（0）;SRy（0）;SRz（0）
两点（62,66）8
图11.只激活连接部分的单元
刚性连接
将在实际位置建立的主梁和支座、支座和桥墩分别使用刚性连接连接起来。
（参考图6）
对齐,窗口缩放（放大第一个桥墩的系梁部分）
模型/边界条件/刚性连接
单选（节点:
60）
主节点号（20）8
²已输入的刚性连接可进行复制。
复制刚性连接（开）>方向>x;间距（50）²
类型>刚体¿
单选（节点:
59）
主节点号（19）8¿
单选（节点:
68）
主节点号（64）8¿
单选（节点:
67）
主节点号（63）8¿
单选（节点:
77）
主节点号（71）8¿
图12.主梁和支座及桥墩间的刚性连接
输入横向联系梁的梁端刚域
由于建模时所有的单元是以中心轴为准相互连接的，故会有如图15所示的主梁和横向联系梁间由于主梁的梁宽导致的重复部分出现。
对此可使用梁端刚域功能通过输入刚域长度使程序在计算刚度时将该部分的影响排除。
输入梁端刚域长度的方法有整体坐标系和单元坐标系两种类型。
若选择整体坐标系类型，则对于所输入的刚域长度不考虑荷载，只针对剩余的单元长度计算刚度和自重。
相反选择单元坐标系的话，只在计算刚度时排除输入的刚域长度，而在计算自重和施加荷载时则将该部分包含在内。
（参考在线帮助手册）
这里使用
升级会员 