Gen用户培训手册二钢混时程分析20页word.docx
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Gen用户培训手册二钢混时程分析20页word
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Modeling,IntegratedDesign&AnalysisSoftware
—钢筋混凝土结构时程分析
MIDAS/Gen培训课程
（二）
简要
本例题介绍使用Midas/Gen的时程分析功能来进行抗震设计的方法。
例题模型为六层钢筋混凝土框－剪结构。
基本数据如下：
轴网尺寸：
见平面图
柱:
500x500
主梁：
250x450，250x600
次梁：
250x400
连梁：
250x1000
混凝土：
C30
剪力墙：
250
层高：
一层：
4.5m二~六层：
3.0m
设防烈度：
7º（0.10g）
场地：
Ⅱ类
设定操作环境及定义材料和截面
1：
主菜单选择文件>新项目
文件>保存:
输入文件名并保存
2：
主菜单选择工具>单位体系:
长度m,力kN
定义单位体系
3:
主菜单选择模型>材料和截面特性>材料：
添加：
定义C30混凝土
材料号：
1名称：
C30规范：
GB（RC）
混凝土：
C30材料类型：
各向同性
定义材料
4:
主菜单选择模型>材料和截面特性>截面：
添加：
定义梁、柱截面尺寸
定义梁、柱截面
5:
主菜单选择模型>材料和截面特性>厚度：
添加：
定义剪力墙厚度
定义剪力墙厚度
用建模助手建立模型
1:
主菜单选择模型>结构建模助手>框架：
输入：
添加x坐标，距离5，重复2；距离3.9，重复2；距离4.3，重复2；
添加y坐标，距离5，重复3；
编辑：
Beta角，90度，生成框架；
插入：
插入点，0，0，0；Alpha，－90。
建立框架1
2:
主菜单选择模型>结构建模助手>框架：
输入：
添加x坐标，距离5，重复3；
添加y坐标，距离5，重复3；
编辑：
Beta角，90度，生成框架；
插入：
插入点，0，0，0；Alpha，－90；Beta：
0；Gamma，－60。
建立框架2
3：
主菜单选择模型>单元>建立曲线并分割成线单元:
建立曲梁
建立曲梁
4：
主菜单选择模型>单元>复制和移动:
输入复制间距，
在截面号增幅1（选择次梁截面），在交叉分割项，将节点和单元都选上。
同时删除部分梁单元。
注：
次梁截面修改也可以应用拖放的功能修改截面
建立次梁
建立框架柱及剪力墙
1：
主菜单选择模型>单元>扩展：
注：
对于不生成柱子的位置，可以用
解除选择不生成柱子位置的节点。
扩展类型：
节点——线单元单元类型：
梁单元材料：
C30
截面：
500x500输入复制间距：
dz=－4.5
在模型窗口中选择生成柱的节点
生成框架柱
2：
主菜单选择模型>单元>修改单元参数>参数类型:
选择Beta角，Beta=60º，在模型窗口选择轴网2部分需要旋转的框架柱。
3：
主菜单选择模型>单元>扩展:
扩展类型：
线单元——平面单元单元类型：
墙单元
生成形式：
复制和移动输入复制间距：
dz=－4.5
注：
扩展时可以勾选目标>删除选项，确认是否保留梁单元。
生成剪力墙
4：
主菜单选择模型>单元>分割：
单元类型：
墙单元任意间距：
X=0,Z=1.9,1.2
5：
主菜单选择模型>单元>删除：
在模型窗口选择被删除的墙单元
注：
x、z分别指单元坐标系的x、z方向。
墙单元被分割
6：
主菜单选择模型>单元>分割：
单元类型：
线单元
被节点分割：
在模型窗口选择要分割的单元及分割单元的节点
7：
主菜单选择模型>单元>修改单元参数：
参数类型：
截面号
形式：
选择250x1000（连梁截面）模型窗口选择修改的梁单元
墙洞口布置
楼层复制及生成层数据文件
1：
主菜单选择建筑物数据>复制层数据:
复制次数：
5距离：
3添加
在模型窗口中选择要复制的单元
楼层复制
2：
主菜单选择建筑物数据>生成层数据:
点击生成层数据：
考虑5%偶然偏心
注：
程序自动计算风荷载时，程序将自动判别地面标高以下的楼层不考虑风荷载作用。
考虑刚性楼板：
若为弹性楼板选择不考虑地面高度：
点击
，若勾选使用地面高度，则程序认定此标高以下为地下室勾选各构件承担的层间剪力
注：
需要输出时称分析层结果的时候，勾选时称分析结果的层反应
生成层数据
3：
主菜单选择建筑物数据>自动生成墙号:
避免设计时不同位置的墙单元编号相同，
特别是在利用扩展单元功能时，一次生成多个墙单元时，这些墙单元的墙号相同，若这些墙单元不在直线上，X向、Y向都有时，程序则认为没有直线墙不给配筋设计。
定义边界条件
主菜单选择模型>边界条件>一般支承:
在模型窗口中选择柱底及墙底嵌固点
输入边界条件
输入楼面及梁单元荷载
1:
主菜单选择荷载>静力荷载工况:
DL:
恒荷载LL：
活荷载
WX:
风荷载WY:
风荷载
定义荷载工况
2:
主菜单选择荷载>自重:
荷载工况：
DL自重系数：
Z=－1
定义自重
3：
菜单选择荷载>定义楼面荷载类型：
定义各房间荷载:
办公室、卫生间、屋面
名称：
OFFICE荷载工况：
DL（LL）楼面荷载：
－4.3（－2.0）按
名称：
BATHROOM荷载工况：
DL（LL）楼面荷载：
－6（－2.0）按
名称：
ROOF荷载工况：
DL（LL）楼面荷载：
－7（－0.5）按
定义楼面荷载
4:
主菜单选择视图>激活>按属性激活：
选择按层激活:
激活2F层
按层激活
5:
主菜单选择荷载>分配楼面荷载:
楼面荷载类型：
OFFICE分配模式：
双向（或长度）
荷载方向：
整体坐标系Z复制楼面荷载：
方向Z，距离4@3
在模型窗口指定加载区域节点
同样方法输入BATHROOM楼面荷载
注：
楼面荷载分配不上，可检查分配区域内是否有空节点、重复节点、重复单元。
分配楼面荷载
6:
主菜单选择荷载>连续梁单元荷载：
荷载工况：
DL选择：
添加
荷载类型：
均布荷载荷载作用单元：
两点间直线
方向：
整体坐标系Z数值：
W=－10复制荷载：
Z向，距离4@3.0
输入梁单元荷载
7：
重复步骤5和6输入屋面荷载及梁单元荷载
8:
主菜单选择视图>激活>全部激活
视图>显示:
荷载查看输入的荷载
显示荷载
输入风荷载
1:
主菜单选择荷载>横向荷载>风荷载：
添加荷载工况：
WX
风荷载设计标准：
GB50009－2001。
风荷载方向系数：
X轴方向系数1Y轴方向系数0
注：
程序只能自动计算有刚性板假定层的风荷载。
风荷载输入
2:
重复步骤1，输入Y向风荷载WY,
注意此时风荷载方向系数:
X轴方向系数0，Y轴方向系数1。
输入时程分析数据
1：
主菜单选择荷载>时程分析数据>时程荷载函数：
添加时程函数:
时间函数数据类型：
无量纲加速度
地震波：
选Elcent－h波（或其它波）
放大系数：
1（也可以>1）
添加时程函数
2：
主菜单选择荷载>时程分析数据>时程荷载工况：
添加荷载工况名称：
SC1
结束时间：
20秒（指地震波的分析时间，若地震波的作用时间为50秒，我们只分析到20秒处）
分析时间步长：
0.02（表示地震波上的取值步长，一般不要低于的地震波的时间间隔）
输出时间步长：
2（整理结果时输出时间步长，例如结束时间为20秒，分析时间步长为0.02秒，则计算结果有20/0.02=1000个，如果在输出时间步长中输入2，则表示输出以每2个为单位中的较大值，即输出第一和第二时间段中的较大值，第三和第四时间段的较大值，以此类推。
分析类型：
线性，当有非线性单元及非线性边界单元时选择非线性。
分析方法：
振型叠加法，自振周期较大的结构（如索结构）采用直接积分法。
时程类型：
瞬态（地震波），当波为谐振函数时选择线性周期。
加载顺序：
初始
阻尼：
直接输入
输入所有振型的阻尼比：
0.05
时程荷载工况
3：
主菜单选择荷载>时程分析数据>时程荷载工况：
特征值分析控制
分析类型：
默认即可
频率数量：
6（振型数）
其它选项一律默认即可
特征值分析控制
4：
主菜单选择荷载>时程分析数据：
地面加速度，定义地震波作用方向
时程分析荷载工况名称：
SC1
X－方向时程分析函数：
函数名称：
Elcent－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时间）
Y－方向时程分析函数：
函数名称：
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时间）
Z－方向时程分析函数：
若不考虑竖向地震作用此项可不填
水平地面加速度的角度：
X、Y两个方向都作用有地震波时，如果输入0度，
表示X方向地震波作用于X方向，Y向地震波作用于Y方向。
如果输入90度，表示X方向地震波作用于Y方向，Y向地震波作用于X方向。
如果输入30度，表示X方向地震波作用于与X轴成30度方向，Y向地震波作用于与Y轴成30度方向。
操作：
添加
地面加速度
定义结构类型
主菜单选择模型>结构类型：
三维分析，地震荷载作用方向
结构类型：
3－D（三维分析）
注：
当只做水平向地震作用的时候，转换到X、Y方向；需要做竖向地震分析的话，要转换到X、Y、Z三个方向上。
将结构的自重转换为质量：
转换到X、Y（地震作用方向）
定义结构类型
定义质量
主菜单选择模型>质量>将荷载转换成质量：
质量方向：
X，Y荷载工况：
DLLL
组合系数：
1.00.5
定义质量
运行时程分析
主菜单选择分析>运行分析
以上为整个前处理阶段，包括建模、荷载输入、分析选项。
下面介绍后处理阶段
荷载组合
主菜单选择结果>荷载组合:
一般组合：
用于查看内力变形等，一般组合中有包络组合
混凝土设计：
用于结构设计部分组合点击自动生成
设计规范：
GB50017－03
注：
用户亦可自定义所需的荷载，先在左侧名称一栏定名称，在右侧选择荷载工况和组合系数。
荷载组合
时程分析结果
1：
主菜单选择结果>周期与振型：
可以查看各振型作用下的自振周期和振型形状
自振周期和振型形状
2：
主菜单选择结果>时程分析结果>位移/速度/加速度:
可以查看在地震波作用下，各个时刻各节点的位移情况
荷载工况：
SC1
步骤：
11.16（可以任选某一时刻）
时间函数：
Elcent－h
位移：
任选一方向位移
若选择动画，可以以动画形式显示各时刻各节点的位移情况
某一时刻节点的位移
动画模式
3：
主菜单选择结果>时程分析结果>时程分析图形:
可以查看各节点位移及各单元的内力及应力情况
定义函数：
位移（或梁单元内力）
添加新函数
名称：
D1节点号：
在模型窗口选择某一节点
结果类型：
位移
参考点：
地面
输出分量：
DX
时程分析荷载工况：
SC1
包括振型号：
全部
节点位移
4：
主菜单选择结果>时程分析结果>时程分析图形:
层数据图形，以图形方式查看各层在地震波作用下各时刻所分担的地震剪力
方向：
X轴方向（Y轴方向）
层：
选某一层（或全选）时程工况：
SC1
层剪力图形
5：
主菜单选择结果>分析结果表格>周期与振型:
提供以下结果：
各振型的频率和周期，各振型参与质量，振型参与系数，振型方向系数，参与向量。
（注：
当需要判断模型的某一振型是X、Y向平动还是扭转时，需要综合“振型参与质量”和“振型方向系数”来判定。
）
自振周期表格
6：
主菜单选择结果>分析结果表格>层：
层位移
提供各种工况下各层的高度，各层标高，楼层最大层间位移，楼层平均位移。
层位移
7：
主菜单选择结果>分析结果表格>层：
层剪重比
层剪重比
8：
主菜单选择结果>分析结果表格>层：
扭转不规则验算
中提供各种工况下各层的高度，各层标高，层间位移，楼层最大层间位移，并判断扭转是否规则。
扭转不规则验算
9：
主菜单选择结果>分析结果表格>层：
层间位移角验算
中提供各种工况下各层的层间位移角，并和层间位移角限值进行验算。
层间位移角验算
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1、生气，就是拿别人的过错来惩罚自己。
原谅别人，就是善待自己。
2、未必钱多乐便多，财多累己招烦恼。
清贫乐道真自在，无牵无挂乐逍遥。
3、处事不必求功，无过便是功。
为人不必感德，无怨便是德。
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