钢筋溷凝土结构设计分析

1、MIDAS/Gen培训课程（一）钢筋混凝土结构抗震分析及设计北京市海淀区中关村南大街乙56号方圆大厦1307室Phone : 010-5165-9908 Fax : 010-5165-9909E-mail : BeijingmidasUhttp:/www.MidasUModeling, Integrated Design & Analysis Software目 录简要1设定操作环境及定义材料和截面2利用建模助手建立梁框架3建立框架柱及剪力墙7楼层复制及生成层数据文件9定义边界条件10输入楼面及梁单元荷载11输入风荷载15输入反映谱分析数据16定义结构类型18定义质量19运行分析19荷

2、载组合20查看反力及内力21位移21构件内力与应力图22梁单元细部分析24振型形状及各振型所对应的周期24稳定验算25周期26层间位移26层位移27层剪重比27层构件剪力比28倾覆弯矩28侧向刚度不规则验算28扭转不规则验算29薄弱层验算29一般设计参数30钢筋混凝土构件设计参数31钢筋混凝土构件设计33平面输出设计结果35简要本例题介绍使用Midas/Gen 的反映谱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： 250x450，250x500次梁： 250x400连梁： 250x1000混凝土： C30剪力墙：

3、 250层高： 一层：4.5m 二六层 ：3.0m设防烈度：7º（0.10g）场地： 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:输入文件名并保存注：也可以通过程序右下角随时更改单位。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

4、面特性>厚度：添加：定义剪力墙厚度定义剪力墙厚度利用建模助手建立梁框架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12: 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23：主菜单选择 模型>

5、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轴网建立框架柱及剪力墙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。生成框架柱2：主菜单选择 模型>单元>修改单元参数>参数

6、类型:选择Beta角，Beta=60º，在模型窗口选择框架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=1.9,1.25: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

7、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分割线单元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>生成层数据: 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

8、以下的楼层不考虑风荷载作用。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 注：可以利用面选的功能对下部节点进行选择。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

9、：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43在模型窗口

10、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。同样方法输入BATHROOM 楼面荷载分配楼面荷载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：W4=-10 复制荷载：方向Z，距离43 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： GB50

11、009-2001。注：程序只能自动计算有刚性板假定层的风荷载。风荷载方向系数：X轴方向系数 1 Y轴方向系数 0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：7º（0.10g） 场地类别： 地震影响：多遇地震阻尼比：0.05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

12、组合方法：CQC反映谱荷载工况名称：Rx (Ry)地震角度：0º( 90º) 周期折减系数：0.8 反映谱荷载工况定义结构类型主菜单选择 模型>结构类型：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。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)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注：此处转换得荷载不包括自重。荷载工况：DL (LL)组合系数：1.0( 0.5)定义质量运行分析主菜单选择 分析&g

13、t;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：GB50010-02荷载组合查看反力及内力1：主菜单选择 结果>反力>反力：柱脚内力（轴力和弯矩） Z向与X向基底反力2：主菜单选择 结果>反力>查看反力: 可以查看基底任意节点内力 位移1：主

14、菜单选择 结果>位移>位移形状:可以查看任意节点各方向位移 >位移等值线:可以查看任意节点各方向位移注意位移非挠度，挠度应为相对位移>查看位移: 查看每个节点位移情况水平力作用下各层侧移简图构件内力与应力图1：主菜单选择 结果>内力>梁单元内力图:查看在各种工况组合下梁单元内力 墙单元内力图:查看在各种工况组合下墙单元内力梁单元内力图墙单元内力图2：主菜单选择 结果>应力>梁单元应力图: 查看各种工况组合下梁单元应力 3：主菜单选择 结果>内力>构件内力图:查看在各种工况组合下梁单元内力梁设计弯矩包络图梁单元细部分析主菜单选择 结果&

15、gt;梁单元细部分析:查看各个梁单元在各种工况作用下应力及内力图 梁单元细部分析振型形状及各振型所对应的周期主菜单选择 结果>周期与振型: 查看各种振型作用下的结构各向位移及自振周期振型形状及周期稳定验算主菜单选择 结果>稳定验算: 刚重比验算 结构类型： 框剪 荷载工况：全选稳定验算周期主菜单选择 结果>分析结果表格>振型与周期：输出各振型周期及有效质量参与系数周期 层间位移主菜单选择 结果>分析结果表格>层>层间位移角验算：输出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。层间位移层位移1、主菜单选择 结果>分析结果表格>层&

16、gt;层位移:输出水平作用下各层最大位移及平均位移层位移层剪重比主菜单选择 结果>分析结果表格>层>层剪重比: 输出各层地震作用下各层的剪力及剪重比 层剪力及剪重比层构件剪力比主菜单选择 结果>分析结果表格>层>层构件剪力比：查看各种工况下框架柱和剪力墙的地震剪力和比率。层构件剪力比倾覆弯矩主菜单选择 结果>分析结果表格>层>倾覆弯矩：查看各种工况下框架和剪力墙的倾覆弯矩。倾覆弯矩侧向刚度不规则验算主菜单选择 结果>分析结果表格>层>侧向刚度不规则验算:输出各层的层刚度比，并判断侧向刚度是否规则。层刚度比扭转不规则验算主菜

17、单选择 结果>分析结果表格>层>扭转不规则验算输出各种工况下各层的高度，标高，层间位移，楼层最大层间位移，并判断扭转是否规则。扭转不规则验算薄弱层验算主菜单选择 结果>分析结果表格>层>楼层承载力突变验算： 输出各层抗剪承载力，本层与上一层的抗剪承载力之比，并判断各层强度是否规则。楼层承载力突变验算一般设计参数1：主菜单选择 设计>一般设计参数>定义计算长度系数：设计类型 ：三维注：此时自动计算“计算长度系数”只适用于钢结构。由程序自动计算“计算长度系数” ：若选则按GB50010-2002第条中第3想算，否则按7.3.11条中表7.3.11-2

18、计算，此时须设计项算，否则按7.3.11条中表7.3.11-2计算，此时须设计者自己输入计算长度系数。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。指定构件2：主菜单选择 设计>一般设计参数>编辑构件类型：定义框架柱：角柱、底层柱 定义框架梁定义剪力墙：加强位置、一般位置 注：此功能可以用于指定斜向构件，例如斜柱、斜梁等。 编辑构件类型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：定义抗震等级及梁端弯矩调幅系数设计标准 2：主菜单选择 设计>钢筋混凝土构件设计参数>编辑混凝土材料特性:定义主筋、箍筋设计强度及混凝土强度等级钢筋混凝土材料特性3：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:选择梁、柱、墙钢筋直径及混凝土保护层厚度钢筋设计标准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