1钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析

1、例题1 钢筋混凝土静力弹塑性推覆分析例题. 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1.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。例题模型为九层钢筋混

2、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Ø 柱: 500x500Ø 主梁： 250x600Ø 混凝土： C30Ø 剪力墙： 250Ø 层高： 一层：4.5m 二九层 ：3.6mØ 设防烈度：7º（0.10g） 场地： 类图1 结构尺寸图2 分析模型 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>

3、;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 图4 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：定义剪力墙厚度图6 定义剪力墙厚度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4. 建立框

4、架柱及剪力墙1 主菜单选择 模型>单元>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=-4.5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

5、模型窗口中选择要复制的单元 图10 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。6. 定义边界条件 主

6、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 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 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2

7、F层图16 按层激活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 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 1 Y轴方向系数 0注：程序只能自动计算有刚性板

8、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19.输入反应谱分析数据1 主菜单选择 荷载>反应谱分析数据>反应谱函数>添加: 设计反应谱：GB50011-2001 设计地震分组：1 地震设防烈度：7º（0.10g） 场地类别： 地震影响：多遇地震阻尼比：0.05 图20 生成设计反应谱2 主菜单选择 荷载>反应谱分析数据>反应谱荷载工况:特征值分析控制>频率数量（振型数）：6 反应谱分析控制：振型组合方法：CQC 反应谱荷载工况名称：Rx Ry 地震角度：0

9、6; 90º 周期折减系数：0.8 图21 反应谱荷载工况10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：DL LL 组合系数：1.0 0.5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。13.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注：1. 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。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 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>指定构件自动指定构件自由长度当梁单元中间被其它节点分割成几部分时，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

11、直线梁单元时,需在模型中选择此梁单元由手动完成。2 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。3 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。4 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计算长度系数。5 主菜单选择 设计

12、>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。6 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，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。7 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。8 主菜

13、单选择 设计>一般设计参数>地震作用放大系数考虑时由设计者直接输入放大系数。9 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。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25 设计标准2 主菜单选择 设计>钢筋混凝土构件设计参数>材料分项系数图26 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图27 钢筋混凝土截面特

14、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28 设定最大配筋率 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图29 配筋设计的基本规定16钢筋混凝土构件设计 1 主菜单选择 设计>钢筋混凝土构件配筋设计>梁配筋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30 梁设计结果2 主菜单选择 设计>钢筋混凝土构件配筋设计>柱配筋设计柱设计结果查看图31 柱设计结果3 主菜单选择 设计>钢筋混凝土构

15、件配筋设计>墙配筋设计墙设计结果查看 图32 墙设计结果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33 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：主节点控制 最大平移：0.3m 勾选使用初始荷载 荷载分布形式：模态 振型：1 放大系数：1 按 即可 注：控制位移一般为 总高度×塑性位移角限值，参见抗规表图34 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

16、/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35 定义初始荷载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36 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

17、。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） 场地类别： 地震影响：罕遇地震 阻尼比：0.05结构反应类型：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） 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>PUSHOVE