MidasGen-无梁楼盖板设计操作例题

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板设计_无梁楼盖板设计解决方案操作例题-midas

Gen

2017-北京迈达斯技术有限公司midas

Gen操作例题无梁楼盖例题概述本操作例题适用于一般无梁楼盖结构的分析设计，通过实例说明此类结构在midas

Gen中的操作过程。对结构分析不熟悉或者初次使用midas

Gen的使用者，可以通过本操作例题学习有效的利用midas

Gen的多样化的强大的功能，进行准确、高效的结构分析和经济性、安全化的结构设计方法。初学者在通过本操作例题学习mida

Gen中无梁楼盖的实现方法之前，可以通过《入门指导》、《分析和设计原理》学习结构分析和设计基本理论，通过《跟随操作例题》了解midas

Gen的基本功能。本操作例题中，详细介绍了通过midas

Gen2017新增的网格化楼板设计功能，如何进行无梁楼盖模型的建立、分析、设计和结果的查看。对于软件使用环境和基本的操作方法则省略不再说明。可以使用预备模型导入后进行板结构的建模，也可以依据模型概要条件自行建立预备模型。本操作例题介绍的各部分内容如下：1.

工程概要及预备模型导入2.

建立无梁楼盖结构分析模型3.

查看分析结果及板设计注：此处的板设计包含柱上板带设计、跨中板带设计及板单元设计。2目

录1.

模型概要及预备模型导入

...........................41-1

结构概要

.....................................................51-2

设计荷载

.....................................................61-3

板柱结构平立面及截面信息

.....................71-4

预备模型的导入、存储及信息查看...........92.

无梁楼盖结构分析

模型生成

...................102-1

生成有效梁...............................................122-2

生成柱上板带

.........................................152-3

生成托板

.................................................172-4

生成柱头连接

..........................................192-5

细分板单元生成

.....................................212-6

指定子区域

..............................................232-7

荷载输入

.................................................262-8

复制层数据...............................................282-9

层数据

输入.…..........................................292-10

分析方法设置

........................................303.

查看分析结果及板设计…313-1

重力恒载下的位移

...................................333-2

横向荷载下的位移

...................................343-3

荷载组合生成

...........................................363-4

板设计荷载组合生成

...............................383-5

板设计用钢筋信息设置

...........................393-6

跨中板带

设计

..........................................413-7

抗剪验算

...................................................463-8

柱上板带设计

............................................483-9

挠度和裂缝验算

.......................................511.模型概要及预备模型导入无梁楼盖操作例题midas

Gen

2017midas

Gen操作例题无梁楼盖1.工程概要及预备模型导入1-1

结构概要图1.1

结构分析模型建筑位置结构形式北京市材料形式

:钢筋混凝土结构竖向荷载

抗力体系

:

板+

RC柱横向荷载

抗力体系

:

板+

RCColumn

+

RCCore

Wall建筑用途建筑规模办公楼地上

3层(根据用途缩小模型)设计标准材料强度混凝土结构设计规范,

建筑结构荷载规范1.

混凝土水平构件(楼板,

梁)

:

C30竖向构件(柱,

墙)

:

C402.

钢筋

:HRB4005midas

Gen操作例题无梁楼盖1.工程概要及预备模型导入1-2设计荷载恒载(kN/㎡)重力荷载活载(kN/㎡)自重未包含OFFICEHALL-5.0-1.0-2.5-4.0风荷载地区北京市基本风压0.45

kN/m2地面粗糙程度地形修正系数B1.0地震荷载设计地震分组设防烈度第二组8(0.20g)II场地类别最大水平地震影响系数特征周期0.160.4s最大结构自振周期阻尼比6s0.056midas

Gen操作例题无梁楼盖1.工程概要及预备模型导入1-3

板柱结构平立面及截面信息图1.2

标准层板柱结构平面图图1.3

有效梁布置图7midas

Gen操作例题无梁楼盖1.工程概要及预备模型导入图1.4

立面图截面信息柱有效梁墙NameC1截面(mm)NameEB1截面(mm)NameW1截面(mm)4001500x2502000x2501000x10001000x10001000x1000C2EB2W2400C3W3300楼板厚度

:250mm托板尺寸

:2000mmx2000mm(250mm)8midas

Gen操作例题无梁楼盖1.工程概要及预备模型导入1-4

预备模型的导入、存储及信息查看1.

打开midas

Gen软件，快捷菜单中点击2.

文件

>

导入midas

Gen

MGT

文件，选择“Meshed

Slab_START.mgt”

点击“打开”3.

快捷菜单中点击

，命名

“Meshed

Slab”后点击“确认”；新建项目；4.

模型信息确认，工作目录树中含有信息（节点、单元、楼层、边界条件、荷载）。12321图1.5

模型导入及存储92.

无梁楼盖结构分析模型生成无梁楼盖操作例题midas

Gen

2017midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型本章用实际模型介绍midas

Gen

2017新增功能的应用方法。建模顺序如下：1.

有效梁的生成2.

柱上板带设置3.

托板生成4.

柱头连接生成5.

细分板单元生成6.

子区域指定7.

荷载输入8.

定义层数据9.

层数据输入10.

分析方法设置11midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型2-1.

生成有效梁生成承担横向荷载的有效梁框架。在midas

Gen中，提供了Grossman和Choi&Song的有效梁宽度计算理论。有效梁在主菜单节点/单元

>

平板结构

>

有效梁中设置。

附录

A

:有效梁宽

自动计算方法参考(Grossman,Choi

&Song)1.2.3.4.5.6.7.8.9.点击主菜单节点/单元

>

平/板结构>

有效梁>

建立有效梁点击有效梁后的在定义有效梁处点击添加/修改有效梁的名称处输入“EB_1”i-Node中宽度

（左

）输入

„1‟

宽度

（右）

输入„0.5‟j-Node中宽度（左）输入

„1‟

宽度

（右）

输入„0.5‟点击同样的方法输入“EB_2”宽度

（左）:„1‟，宽度

（右）:

„1‟点击10.

点击11.

建立有效粱处有效梁的名字选择“EB_1”选择12.

材料选择“1:C30”13.

按照顺序依次点击节点14.

交叉

处勾选“节点”和“单元”15.

按照1-4节板柱结构平面图及剖面信息生成“EB_1”

和楼板16.

按照同样的方法生成有效梁“EB_2”12midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型122.1定义有效梁3542.2定义有效梁信息13midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型

EB_1的i节点和j节点的左侧相同的幅度宽为1m，右侧相同的幅度宽为0.5m，67在模型窗口中按照顺时针方向生成有效梁宽82.3

创建有效梁：EB_1910112.4

创建有效梁：EB_214midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型2-2

生成柱上板带设置柱上板带设计用的板带区域。柱上板带在主菜单

节点/单元>

平板结构>

柱上板带设计。1.

点击主菜单

节点/单元

>

平板结构

>

柱上板带

>

指定柱上板带。2.

点击3.

点击指定柱上板带。定义柱上板带。4.

在增加/修改板带的名称处添加“CS_1”。5.

i-Node宽度（左）输入“1”

、宽度（右）输入“0.5”6.

j-Node宽度（左）输入“1”

、宽度（右）输入“0.5”7.

点击8.

用同样的方法输入

“CS_2”

输入(宽度

(左):1.0m

宽度

(右)

:1.0m9.

点击10.

点击11.

在树形菜单2>

工作目录树

>有效梁中点击EB_1。12.

柱上板带的名称中选择“CS_1”。13.

点击

查看设置的柱上板带:视图>

显示>

单元14.

在树形菜单2>

工作目录树

>

有效梁中点击EB_2。15.

柱上板带的名称中选择“CS_2”。16.

点击15midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型1234图2.5定义柱上板带56图2.6

指定柱上板带(CS_1,

CS_2)16midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型2-3

生成托板需要增加板柱相接区域刚度时，可以布置托板。托板在主菜单节点/单元>平板结构>托板中设置1.

点击主菜单

节点/单元>

平板结构>

托板

>

指定托板。2.3.4.5.6.7.在定义托板名称处点击定义托板点击。。在添加/修改托板的名称处输入“DP_1”。在形状输入B1

:„1‟,

B2

:„1‟,

H1:„1‟,

H2:„1‟。在厚度处输入„0.5‟

托板厚底输入时需要包含板厚。点击键。键。8.

点击9.

在指定托板对话框中托板名称处

选择“DP_1”。10.

双击工作目录树>特征值

>

截面>C1_1000*1000

。

查看生成的托板:视图>显示>单元11.

点击。17midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型1243图2.7生成托板56图2.8指定托板(DP_1)18midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型2-4

生成柱头连接需要指定柱头连接时可在此设置。本例题模型中的柱头连接使用了基本柱尺寸。柱头连接在主菜单元

节点/单元>平板结构>柱头连接中设置。1.

点击主菜单

节点/单元

>

平板结构>

柱头连接>

指定柱头连接。2.

在柱头连接名称处点击。3.

在弹出的“定义柱头连接”对话框中点击按钮。4.

在添加/修改柱头连接的名称处输入“CC_1”。5.

在形状处输入B1:

„0.5‟,

B2

:„0.5‟,

H1:„0.5‟,

H2:„0.5‟

。6.

勾选自动刚性连接。7.

点击8.

用同样的方法输入“CC_2”,

“CC_3”。9.

点击

键。键。10.

双击工作目录树>

特征值>

截面>

C1_1000*100011.

柱头连接名称处选择“CC_1”12.

点击13.

柱头连接名称处选择“CC_2”14.

双击工作目录树>

特征值>

截面>

C2_1000*1000。15.

点击16.

同样的方法定义“CC_3”。19midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型1243图2.9定义柱头连接56图2.10分配柱头连接(CC_1,

CC_2,

CC_3)20midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型2-5

细分板单元生成指定区域生成细分板单元，或已有板单元划分网格。细分板单元是以闭合区间的节点或线单元来生成的。开口部的板单元生成后可以删除。主菜单：节点/单元>网格>自动网格。1.

点击主菜节点/单元

>

网格>

自动网格。2.

选择“自动网格平面区域”。3.

网格划分器中方法选择“节点”。4.

在方法对话框逆时针点击节点(99,

92,91,

98,99)

5.

类型中选择“四边形+三角形”。6.

网格划分长度输入“0.5m”。7.

特征值中单元类型选择“板”。8.

材料选择“1:C30”。

细分板单元指定范围：逆时针选择节点形成闭合曲线。9.

厚度选择“250:0.25”。10.区域名称输入“1”。11.勾选“分割原线单元”。12.点击13.图标菜单中点击14.图标菜单中点击藏查看生成的Meshed

Slab。15.

在设定视点对话框中点击16.图标菜单中点击

。17.参考模型概要

选择开口部区域内部节点

，点击键盘Delete。18.在视图菜单中点击21midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型1234图2.11

Meshed

Slab生成图2.12

设定视点图2.13Meshed

Slab生成22midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型2-6

指定子区域为了区分楼板配筋区域，需要定义子区域，在确认各种设计结果及根据区域变更配筋类型时使用。子区域在主菜单节点/单元>

网格>

定义子区域中设置。1.2.3.4.5.6.点击主菜单

节点/单元

>

网格

>

定义子区域。区域名称输入“1”。子区域名称输入“CS_1”

子区域以板设计区域为单位定义，为了使同一个区域内的板单元有统一的设计结果，应分别根据板配筋区域定义子区域。

楼板、筏板和竖向板设计时必须要定义子区域。.构件类型选择“板”。勾选板/筏板主筋。点击在单元列表栏中输入区域。7.图标菜单中选择点击与并且选择电梯厅与网格8.9.键。子区域的名称输入“S_1”。10.

构件类型选择“板”。11.

勾选板/筏板主筋。12.

点击在单元列表栏中输入区域。13.

选择左侧下端的楼板网格。14.

点击键。15.

子区域的名称输入“S_2”。16.

构件类型选择“板”。17.

勾选板/筏板主筋18.

点击在单元列表栏中输入区域。19.

选择左侧中央的楼板网格。20.

点击键。21.

应用同样的方法输入“S_3~S_11”

。22.

工作目录树中双击“S_1~S_11”确认。23midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型1278图2.14

定义子区域(CS_1:HALL)914图2.15

定义子区域(S_1:OFFICE)24midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型151920图

2.16

定义子区域(S2

:OFFICE)23图

2.17

定义子区域(S11

:OFFICE)25midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型2-7

荷载输入模型中除了风荷载和地震荷载之外，还需要输入板荷载。对指定的子区域可以根基用途输入楼板荷载。

板荷载输入时使用压力荷载功能。压力荷载在主菜单

荷载>

压力荷载>

压力荷载中设置使用工作目录树选择“S_1~S_11”的方法1.点击主菜单荷载>

压力荷载>压力荷载方法1）双击S1后，按住Ctrl键，继续双击“S_2~S_11”2.

在荷载工况名称中输入“DL”3.

选项中勾选“添加”4.

单元类型中选择“板/平面单元应力（面）”5.

选择中勾选“单元”6.

方向选择“局部坐标Z”7.

荷载选择“均布”

方法2）点击S1>按住Shift键在list中点击最后的S11>右键点击“选择”

方法3）双击工作目录树中的结构/单元/板单元>在子区域中CS1上右键点击“解除选择”8.

P1中输入“-5”9.

工作目录树中选择子区域“S_1~S_11

及边框伸出的楼板”10.

点击11.

图形菜单中点击12.

荷载工况名称中选择“LL”13.

P1中输入“-2.5”14.

点击15.

工作目录树种子区域选择“CS_1”16.

在荷载工况名称中输入“DL”17.

P1中输入“-1”18.

点击19.

图形菜单中点击20.

荷载工况名称中选择“LL”21.

P1中输入“-4”22.

点击26midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型12910图

2.18

压力荷载(S_1~S_11

:OFFICE)161518图2.19

压力荷载(CS_1

:HALL)27midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型2-8

复制层数据以层为基础的结构，输入层相关的各种信息时，可通过定义层数据功能进行定义，并可以通过复制操作便捷的进行层定义。楼层的复制在主菜单结构>

建筑>

控制数据>

复制层数据中设置。1.

点击主菜单

结构>

控制数据>

层数据2.

图标菜单中点击键。3.

复制次数输入“2”4.

距离（全局）中输入“3.5”5.

在操作中点击“添加”6.

勾选“复制节点属性”点击7.

勾线“刚性连接”8.

点击。不复制结构底部设置的一般支承，只复制柱上部柱头连接上自动生成的刚性连接。9.

在图标菜单中点击10.

点击11.

在图标菜单中点击3210图2.20

生成层数据28midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型2-9

层数据输入输入层数据，墙单元计算时需要层数据，风荷载和地震荷载计算时也需要使用层数据。1.点击主菜单

结构

>

控制数据>

定义数据2.3.4.5.点击确认层数据点击点击142直接在楼层处生成楼板的情况下，如果分析时需要考虑楼板刚度，则需要在层表格中选择“不考虑”刚性板假定。5图

2.21定义层数据29midas

Gen操作例题无梁楼盖2.

建立无梁楼盖结构分析模型2-10

分析方法设置设置无梁楼盖有效梁的分析方法。用EBWM

法（有效梁宽法）分析时，水平荷载由有效粱承担，竖向荷载由楼板承担。这时，水平荷载的分析考虑楼板，程序自动设置楼层假定。用FEM法（有限元法）分析时，考虑设置的有效梁，水平荷载和竖向荷载都由楼板承担。1.

点击主菜单分析

>设计分析控制2.

在刚度控制处选择“有限元法”3.

点击

无梁楼盖体系用FEM方法分析时，可以考虑楼板裂缝的影响。在midas

Gen中，板的裂缝刚度在主菜单特性>截面>

板刚度放大系数中设置4.

分析>

运行>运行分析图

2.22有效梁分析方法设置图

2.23运行分析303.查看分析结果及板设计无梁楼盖操作例题midas

Gen

2017midas

Gen操作例题无梁楼盖3.查看分析结果及板设计本章根据结构分析方法，

生成荷载组合，查看位移，设计和验算。首先，查看结构在各荷载条件下的位移。位移是确认结构是否合理的指标。重力荷载或横向荷载条件下位移结果值过大或过小都说明结构布置存在不合理情况，如边界条件设置不正确、荷载过大等。确认位移结果后，生成荷载组合。

midas

Gen中设计时需要的荷载组合自动生成后，在板荷载组合中自动选择，以便在设计及验算时使用。

还有，板设计用钢筋信息设置后，自动使用设置的配筋进行设计。设计后的结果值存储后可在冲切验算和挠度验算时使用。本操作例题中，为有效展示设计和验算方法，只进行2层楼板设计和验算。设计及验算的步骤如下：1.

重力荷载下的位移确认2.

横向荷载下的位移确认3.

荷载组合生成4.

板设计用组合生成5.

板设计用钢筋信息设置6.

跨中板带设计7.

抗剪验算8.

柱上板带设计9.

挠度和裂缝验算32midas

Gen操作例题无梁楼盖3.查看分析结果及板设计3-1

重力恒载下的位移通过有限元法分析的结构水平荷载及竖向荷载下的位移结果确认。1.

主菜单中点击结果>结果>位移>

位移等值线。2.

荷载工况/荷载组合中选择“ST:DL”。3.

位移勾选“DXYZ”。4.

显示类型中勾选“等值线”“变形”“图例”。5.

单位设置中将“m”改成“mm”。6.

点击。7.

根据位移等值线确定最大位移的位置。8.

荷载工况/荷载组合中选择横下荷载确定位移。215图

3.1

DL下的位移33midas

Gen操作例题无梁楼盖3.查看分析结果及板设计3-2

横向荷载下的位移有效梁宽法是由有效梁承担水平荷载的分析方法，因此水平荷载条件下的位移结果是除了楼板以外的有效梁、墙、柱的位移，竖向荷载条件下的位移结果是除有效梁之外的楼板、墙、柱的位移。1.

在图标菜单中点击2.

点击主菜单分析>

分析控制>

分析设计控制3.

刚度控制中勾选“有效梁宽法”4.

点击5.

“分析/设计结果将被删除，是否要继续吗”点击“是”6.

点击主菜单分析>

运行>

运行分析7.

在模型窗口点击鼠标右键位移>

位移等值线8.

荷载工况/荷载组合中选择“ST:WY”9.

位移勾选“DXYZ”10.

显示类型中勾选“等值线”“变形”“图例”11.

点击12.

根据位移等值线确定最大位移的位置。13.

荷载工况/荷载组合中选择横下荷载和竖向荷载确定位移。34midas

Gen操作例题无梁楼盖3.查看分析结果及板设计图

3.2有效梁宽分析设置87图

3.3

WY下的位移确认35midas

Gen操作例题无梁楼盖3.查看分析结果及板设计3-3

荷载组合生成根据设计规范生成荷载组合。荷载组合在主菜单结果>

组合>

荷载组合中生成。1.

点击主菜单

结果

>

组合>荷载组合2.

点击“混凝土设计”3.

点击“自动生成”4.

设计规范选择“GB50010-10”5.

勾选“考虑正交应变”6.

点击设置双向地震荷载工况7.

荷载工况1选择“RX(RS)”，荷载工况2选择“RY(RS)”8.

点击9.

点击10.

点击11.

点击36midas

Gen操作例题无梁楼盖3.查看分析结果及板设计235图3.4

荷载组合生成37midas

Gen操作例题无梁楼盖3.查看分析结果及板设计3-4

板设计荷载组合生成混凝土设计荷载组合生成后，确认自动生成的板设计用荷载组合；强度验算：构件设计及强度验算使用荷载组合使用性验算：使用性（挠度、裂缝）验算用荷载组合板荷载组合在主菜单设计>

设计>

板单元设计>

板荷载组合中设置1.

点击主菜单设计>

设计>

板单元设计>

板荷载组合2.

强度验算荷载组合确认3.

使用性研究验算荷载组合确认4.

考虑裂缝的挠度验算荷载组合确认5.

点击125图

3.5

板设计荷载组合38midas

Gen操作例题无梁楼盖3.查看分析结果及板设计3-5

板设计用钢筋信息设置板的基本配筋信息和配筋直径、间距和附加配筋直径和间隔设置。板设计用钢筋信息在主菜单设计>

设计>

板单元设计>

设计用钢筋参数中设置。1.

点击主菜单设计>

设计>

板单元设计>

设计用钢筋参数2.

勾选“板基本构造筋”3.

板带设计处点击“钢筋…”4.

勾选“D18”5.

点击6.

点击1图4.16

钢筋设计标准39midas

Gen操作例题无梁楼盖3.查看分析结果及板设计23图

3.7

Slab配筋信息设置4图

3.8

柱上板带配筋用钢筋补充定义40midas

Gen操作例题无梁楼盖3.查看分析结果及板设计3-6

跨中板带设计跨中板带设计用钢筋数据可以在定义子区域和板设计>设计用钢筋参数中设置。跨中板带设计，利用“楼板设计用钢筋信息”(定义子区域和板设计/设计用钢筋参数)中设置的基本构造钢筋进行自动设计。本例题中查看了2层楼板的结果。跨中板带设计点击主菜单设计>

设计>

板单元设计>楼板抗弯设计。

在定义子区域中设置的值是按构件设置的，板设计>设计用钢筋参数中设置的值对所有板都适用。

两处都输入的情况下，应用定义子区域中按构件设置的钢筋。1.

点击图标菜单中2.

选择属性中选择“层”，选择2F，勾选“楼板下”，点击3.

点击4.

在图标菜单中点击（快捷键F2）.5.

点击主菜单设计>

设计>

板单元设计>楼板抗弯设计6.

在抗弯设计中勾选“节点平均”和“单元”7.

点击8.

查看最大位移的位置

钢筋设计结果确认后，如果更新钢筋那么设计结果中的配筋信息会在模型数据中保存，下次文件打开时可以不用再进行设计，直接查看结果。存储的钢筋数据也在冲切验算和挠度验算时使用。9.

点击“更新钢筋”10.

点击11.

点击“更新配筋”12.

分别勾选“方向1”“方向2”，点击“更新配筋”13.

勾选，点击适用.图3.9

按属性选择41midas

Gen操作例题无梁楼盖3.查看分析结果及板设计689图

3.10

钢筋设置

(方向1

/底部)图3.11

计算配筋(方向1

/底部)42midas

Gen操作例题无梁楼盖3.查看分析结果及板设计图

3.12

计算配筋率(方向1/底部)图

3.13

超筋系数

(方向1/底部)43midas

Gen操作例题无梁楼盖3.查看分析结果及板设计

设计结果中设计过程和结果可以在txt文本中查看；图

3.14

设计内力(Dir.1

/Bot.

)选择“钢筋配置”点击“设计结果”按钮

设计结果执行中如果输出提示[找不到文件C:\Windows\SYSTEM32\Untitled.rcs]时，说明

使用者没有访问该文件夹的权限。此时，在安装文件夹中的midas

Gen.exe文件上，右键以管理员模式运行即可。.图3.15设计结果计算书44midas

Gen操作例题无梁楼盖3.查看分析结果