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1、例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析例题5. 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析概要此例题介绍使用 MIDAS/Gen 的反应谱分析功能来进行组合结构分析的方法。此例题的步骤如下:1. 简要2. 设定操作环境及设定材料截面3. 用建模助手建立模型4. 建立框架柱及剪力墙5. 楼层复制及生成层数据文件定义组阻尼比6. 定义边界条件7. 输入楼面及梁单元荷载8. 输入风荷载9. 定义质量10. 运行分析11. 荷载组合12. 一般设计参数13. 钢筋混凝土构件设计参数14. 钢筋混凝土构件设计15. 静力弹塑性分析21.简要本例题介绍使用 Midas/Gen 的静力弹塑性分析功能来进行抗震设计的方法。例题
2、模型为六层钢筋混凝土框-剪结构。(该例题数据仅供参考)基本数据如下：轴网尺寸：见平面图柱:500x500 主梁：250x600 混凝土： C30 剪力墙： 250层高：一层：4.5m二九层 ：3.6m设防烈度：7（0.10g）场地： 类图 1. 结构尺寸图 2. 分析模型3例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析2.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注：也可以通过程序右下角随时更改单位。图 3. 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：
3、GB(RC)混凝土：C30 材料类型：各向同性4图 4. 定义材料5例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析4 主菜单选择 模型材料和截面特性截面：添加：定义梁、柱截面尺寸图 5. 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6图 6. 定义剪力墙厚度7例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析3用建模助手建立模型主菜单选择 模型结构建模助手框架：输入：添加 x 坐标，距离 6，重复 5；添加 y 坐标，距离 6，重复 3；编辑： Beta 角，90 度，生成框架；插入： 插入点，0，0，0；Alpha，-90。图 7. 建立框架84. 建立框架柱及剪力墙1 主菜单选择 模型单
4、元扩展：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。图 8. 生成框架柱2 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=-4.59例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析注：扩展时可以勾选目标删除选项，确认是否保留梁单元。图 9. 生成剪力墙5楼层复制及生成层数据文件1 主菜单选择 建筑物数据生成层数据:复制次数：8 距离：3.6 添加在模型窗口中选择要复制的单元图 10. 楼层复制1
5、02 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：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。图 11.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。11例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析6. 定义边界条件主菜单选择 模型边
6、界条件一般支承: 在模型窗口中选择柱底及墙底嵌固点注：可以利用面选的功能对下部节点进行选择。图 12. 输入边界条件7.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12图 13. 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图 14. 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: 1名称：1荷载工况：DL（LL） 楼面荷载：-5（-2.0） 按13例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析图 15. 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14图 16. 按层激活
7、5 主菜单选择 荷载分配楼面荷载:楼面荷载类型：1 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 83.6 在模型窗口指定加载区域节点15例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析注： 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。图 17. 分配楼面荷载6 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16图 18. 显示荷载8. 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 017例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析注：程序只
8、能自动计算有刚性板假定层的风荷载。图 19. 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 1189.输入反映谱分析数据1 主菜单选择 荷载反映谱分析数据反映谱函数添加:设计反映谱：GB50011-2001 设计地震分组：1地震设防烈度：7（0.10g） 场地类别： 地震影响：多遇地震阻尼比：0.05图 20. 生成设计反映谱2 主菜单选择 荷载反映谱分析数据反映谱荷载工况:特征值分析控制频率数量（振型数）：6反映谱分析控制：振型组合方法：CQC反映谱荷载工况名称：Rx Ry地震角度：0 90周期折减系数：0.819例题 钢
9、筋混凝土静力弹塑性推覆分析图 21. 反应谱荷载工况2010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)将结构的自重转换为质量：转换到 X、Y (地震作用方向)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。图 22. 定义结构类型11.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：1.0 0.521例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析注：此处转换得荷载不包括自重。图 23。定义自重12.运行分析主菜单选择 分析运行分析以上为整个前处理阶段
10、，包括建模、荷载输入、分析选项，下面介绍后处理阶段。2213.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 点击自动生成注：设计规范：GB50017-031. 考虑双向地震勾选双向地震程序会在荷载组合中自动添加。2. 用户亦可自定义所需的荷载用户，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。图 24。荷载组合14.一般设计参数1 主菜单选择 设计一般设计参数定义框架设计类型 ：三维23例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析图 25。定义框架2主菜单选择 设计一般设计参数指定构件自动指定构件自由长度当梁单元中间被其它节
11、点分割成几部分时，需由程序自动指定构件，定义梁单元在强轴作用平面内的自由长度。注：当有非直线梁单元时,需在模型中选择此梁单元由手动完成。3主菜单选择 设计一般设计参数反转构件方向若有对称单元且对称部分单元编号相同时，选择此项菜单，否则不用选择此项菜单。4主菜单选择 设计一般设计参数自由长度当由程序自动指定构件后，程序默认自由长度为构件两节点间距离，一般不用选择此项菜单。当有一些特殊构件的自由长度需由有设计者指定时，选择此项菜单编辑构件自由长度。5主菜单选择 设计一般设计参数计算长度系数当由程序自动计算时，一般不用选择此项菜单。当有一些特殊构件的计算长度系数需由设计者指定时，选择此项菜单编辑构件
12、计算长度系数。6主菜单选择 设计一般设计参数极限长细比一般由程序根据规范内定，不用选择此项菜单。当有一些特殊构件的极限长细比需由设计者指定时，选择此项菜单编辑构件极限长细比。7主菜单选择 设计一般设计参数等效均布荷载系数此系数为压弯构件在强轴（或弱轴）作用平面内稳定计算时的等效弯矩系数，24可选择由程序自动计算。勾选由程序自动计算在模型窗口选择竖向压弯构件当有一些特殊构件的稳定计算需由设计者指定时，在此项菜单内直接输入等效弯矩系数即可。8主菜单选择 设计一般设计参数编辑活荷载折减系数一般在做基础设计时考虑活荷载折减，其它情况可不考虑。考虑时由设计者直接输入折减系数。9主菜单选择 设计一般设计参
13、数地震作用放大系数考虑时由设计者直接输入放大系数。10 主菜单选择 设计一般设计参数编辑构件类型定义框架梁、框架柱、墙。选项：添加/替换构件类型：梁梁：框架梁在模型窗口利用过滤器功能选择框架梁，按即可。同样方法定义柱和墙构件。25例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析15.钢筋混凝土构件设计参数1主菜单选择 设计钢筋混凝土构件设计参数定义抗震等级图 26。设计标准2主菜单选择 设计钢筋混凝土构件设计参数材料分相系数图 27。材料分项系数3主菜单选择 设计钢筋混凝土构件设计参数编辑钢筋混凝土截面特性26图 28。钢筋混凝土截面特性4主菜单选择 设计钢筋混凝土构件设计参数编辑最大配筋率图 29。设定最
14、大配筋率5主菜单选择 设计钢筋混凝土构件设计参数：定义设计用钢筋直径27例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析图 30。 配筋设计的基本规定2816钢筋混凝土构件设计1 主菜单选择 设计钢筋混凝土构件设计梁的设计梁设计结果查看在选择项勾选某个梁单元，再勾选连接模型空间，在模型空间可以看到你选择的梁单元，点选图形结果以图形方式输出，点选详细结果以文本文件输出。图 31。 梁设计结果29例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析2主菜单选择 设计钢筋混凝土构件设计柱的设计柱设计结果查看图 32. 柱设计结果303主菜单选择 设计钢筋混凝土构件设计墙的设计墙设计结果查看图 33. 墙设计结果31例题 钢筋混凝土
15、静力弹塑性推覆分析17静力弹塑性（PUSHOVER）分析1主菜单选择 设计静力弹塑性分析静力弹塑性分析控制图 34. 静力弹塑性分析控制2 主菜单选择 设计静力弹塑性分析PUSHOVER 荷载工况添加静力弹塑性分析的荷载工况：push1控制选项：一般控制 最大平移：0.5m勾选使用初始荷载荷载分布形式：模态振型：3 放大系数：1按 即可32注：控制位移一般为总高度塑性位移角限值，参见抗规表 5.5.5图 35. 静力弹塑性分析的荷载工况3 主菜单选择 设计静力弹塑性分析PUSHOVER 荷载工况定义/显示初始荷载荷载工况：DL放大系数：1 按荷载工况：LL放大系数：0.5 按按 即可图 36.
16、 定义初始荷载33例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析4 主菜单选择 设计静力弹塑性分析定义铰特性值添加铰数据类型名称：lj（梁铰）定义数据形式：弯矩Y，Z（弯矩铰）按 铰数据类型名称：zj（柱铰）定义数据形式：PMyMz（轴力弯矩铰）按铰数据类型名称：QJ（墙铰）定义数据形式：PMM（轴力弯矩铰）按图 37. 定义 PUSHOVER 铰5 主菜单选择 设计静力弹塑性分析分配铰特性值选项：添加/替换静力弹塑性铰的形式：lj单元类型：梁单元铰的位置：I 和 J在模型窗口选择所有梁单元（利用过滤器功能选择），按 即可。同样方法分配柱铰和墙铰6 主菜单选择 设计静力弹塑性分析运行静力弹塑性分析7 主菜
17、单选择 设计静力弹塑性分析静力弹塑性曲线静力弹塑性分析的荷载工况：push1显示方式：能力反应谱定义设计反应谱：需求反应谱设计反应谱：CHINA(GB500112001)设计地震分组：1地震设防烈度：7（0.01g）地震设防烈度：7（0.01g）场地类别：地震影响：罕遇地震阻尼比：0.05结构反应模式：A（短周期新建建筑物） B（短周期已有建筑物）C（短周期破损建筑物） USER（用户定义）34图 37. 静力弹塑性曲线8 自动生成性能控制点荷载步。点击，然后点击图 38. 性能控制点荷载步 push1(pp)9 主菜单选择 设计静力弹塑性分析PUSHOVER 图形层剪力/层间位移/层间位移角35例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析PUSHOVER 荷载工况：push1分析结果类型：层层剪力，层层间位移，层层间位移角步骤：step3 , 9, 13, pp 。按 图 39. 层层剪力36图 40. 层层间位移图 41. 层层间位移角37例题 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析10主菜单选择设计静力弹塑性分析铰状态表格注：程序自动统计出每一层处于各状态铰的数量。图 42. 铰状态表格11 主菜单选择 结果变形变形形状查看塑性铰产生的状态荷载工况/荷载组合：push1位移：DY38显示类型：图例、动画、铰状态按图 43. 塑性铰产生的状态39