MIDAS非线性边界分析报告

..例题11.边界非线性分析概要此例题将介绍利用MIDAS/Gen做边界非线性分析的整个过程,以及查看分析结果的方法。此例题的步骤如下:隔震器算例简介设定操作环境及定义材料和截面用建模助手建立模型建立框架柱楼层复制及生成层数据定义边界条件输入楼面荷载定义结构类型定义质量输入时程分析数据运行时程分析时程分析结果阻尼器算例简要分析定义阻尼器特性值查看阻尼器算例时程分析结果1.简要本例题介绍使用MIDAS/Gen进行边界非线性分析的方法。通过两个例题模型来分别说明MIDAS/Gen在进行有隔震器和阻尼器的结构的时程分析过程及结果。<该例题数据仅供参考>基本数据如下：7º图1.分析模型2.设定操作环境及定义材料和截面在建立模型之前先设定环境及定义材料和截面主菜单选择文件>新项目主菜单选择文件>保存:输入文件名并保存主菜单选择工具>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。注：也可以通过程序右下角随时更改单位。图2.定义单位体系主菜单选择模型>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3定义材料图4定义梁、柱截面3.用建模助手建立模型主菜单选择文件>新项目主菜单选择模型>结构建模助手>框架：输入：添加x坐标,距离6,重复4；添加z坐标,距离6,重复1；距离3,重复1；距离6,重复1编辑：Beta角,90度；材料,C30；截面,250x600；生成框架；插入：插入点,0,0,0；Alpha,－90度。图5建立框架4.建立框架柱生成框架柱的步骤如下：主菜单选择模型>单元>扩展：注：此处柱子高度-3,负号代表沿Z轴负向。扩展类型：节点——注：此处柱子高度-3,负号代表沿Z轴负向。截面：600×600输入柱子高度：dz=－3在模型窗口中选择生成柱的节点图6生成框架柱5.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2：主菜单选择建筑物数据>定义层数据:考虑刚性楼板地面高度：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注：需要输出时程分析层结果的时候,勾选时称分析结果的层反应注：需要输出时程分析层结果的时候,勾选时称分析结果的层反应图7生成层数据6.定义边界条件1：右键>节点>复制和移动：选择底部节点<Z=-3>,dx,dy,dz=0,0,-0.1,点击试用2：主菜单选择模型>边界条件>一般连接特性值：名称：ISO1作用类型：内力特征值类型：铅芯橡胶支座隔震装置线性特性值：有效刚度Dx10000000KN/m,Dy1000KN/m,Dz1000KN/m非线性特性值：Dy,Dz:弹性刚度1000KN/m,屈服强度100KN注：对于连接单元的Dx方向刚度指连接单元的轴向刚度,Dy、Dz方向刚度指连接单元的剪切向刚度屈服后刚度与弹性刚度之比0.02注：对于连接单元的Dx方向刚度指连接单元的轴向刚度,Dy、Dz方向刚度指连接单元的剪切向刚度滞后循环参数a=0.5,b=0.53：主菜单选择模型>边界条件>一般连接：名称：ISO1类型：铅芯橡胶支座隔震装置两点：点取X=0,Y=0,Z=-3和Z=-3.1的两节点勾选复制一般连接选项,复制轴x,间距46,点击试用重复上述步骤,将需要布置支座位置的节点一般连接布置好。4：主菜单选择模型>边界条件>一般支承:在模型窗口中选择Z=-3.1嵌固点：图8输入一般连接特性值图9布置一般连接图10输入边界条件7.输入楼面荷载1：主菜单选择荷载>静力荷载工况:DL：恒荷载LL：活荷载图11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12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:名称：OFFICE荷载工况：DL〔LL楼面荷载：－4,－2注：此处负号代表荷载方向沿Z轴负向。注：此处负号代表荷载方向沿Z轴负向。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。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11定义楼面荷载4：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同样的方法输入ROOF楼面荷载图12定义楼面荷载图13显示楼面荷载8.定义结构类型主菜单选择模型>结构类型结构类型：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>图14定义结构类型9.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图15定义荷载质量10.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〔或其它波最大值：0.035g注：抗震设计规范中,7度区多遇地震地震加速度时程曲线最大值取35注：抗震设计规范中,7度区多遇地震地震加速度时程曲线最大值取35,所以加速度最大值取0.035g图16添加时程荷载函数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秒分析时间步长：0.02输出时间步长：2分析类型：非线性分析方法：振型叠加法时程类型：瞬态〔地震波,当波为谐振函数时选择线性周期。阻尼：直接输入,输入所有振型的阻尼比：0.05图17添加时程荷载工况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：10〔振型数其它选项一律默认即可图18特征值分析控制4：主菜单选择荷载>时程分析数据>地面加速度时程分析荷载工况名称：SC1X－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。图19定义地面加速度11.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。12.时程分析结果〔与未加隔震支座结果对比1：主菜单选择结果>分析结果表格>周期与振型:注：周期与振型表格中,提供以下结果,各振型参与质量、振型参与系数、振型方向系数、参与质量。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。注：周期与振型表格中,提供以下结果,各振型参与质量、振型参与系数、振型方向系数、参与质量。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。图21周期与振型表格〔加隔震支座2：主菜单选择结果>时程分析结果>时程分析图形>层数据图形>层剪力最大值图22层数据图形图23层剪力最大值〔未加隔震装置图24层剪力最大值〔加隔震装置2：主菜单选择结果>时程分析结果>层数据图形>层剪切/倾覆弯矩<bystep>图25层剪力步骤图26层剪力步骤输出图形〔未加隔震装置图27层剪力步骤输出图形〔加隔震装置13.粘滞阻尼器算例模型基本情况二维框架：只考虑XZ平面内自由度的时程分析层高3米,总高度为十层材料：钢材Q345截面：W27x94〔梁W36x135〔柱图28二维框架14.定义阻尼器特性值1：主菜单选择模型>边界条件>一般连接特性值：名称：Damper作用类型：内力特征值类型：粘弹性消能器线性特性值：有效阻尼Dx1000KN*sec/m非线性特性值：Dx:阻尼类型：Maxwell模型消能器阻尼：2000kN参考速度：1m/sec阻尼指数：0.5连接弹簧刚度：1000000KN/m2：主菜单选择模型>边界条件>一般连接：名称：Damper类型：粘弹性消能器两点：点取布置阻尼器连接的两个节点重复上述步骤,将需要布置阻尼器位置的节点