钢筋混凝土结构抗震分析及设计说明

...wd......wd......wd...例题1钢筋混凝土构造抗震分析及设计例题.钢筋混凝土构造抗震分析及设计概要本例题介绍使用midasGen的反响谱分析功能来进展抗震设计的方法。此例题的步骤如下:简介设定操作环境及定义材料和截面建设框架梁建设框架柱及剪力墙楼层复制及生成层数据文件定义边界条件输入楼面及梁单元荷载输入风荷载输入反响谱分析数据定义构造类型定义质量运行分析荷载组合查看结果配筋设计计算书1简介该例题通过建设一个六层的钢筋混凝土框架-剪力墙构造模型，详细介绍了使用midasGen建设构造模型、施加荷载和边界条件、查看分析结果及进展抗震设计的步骤和方法。初学者按照本章提示的步骤进展操作，可以在短时间内熟悉和掌握midasGen的环境及使用方法。例题模型的基本数据如下：轴网尺寸：见平面图主梁：250mmx450mm，250mmx500mm次梁：250mmx400mm连梁：250mmx1000mm柱：500mmx500mm混凝土：C30剪力墙：250层高：一层：4.5m二~六层：3.0m设防烈度：7º〔0.10g〕场地：Ⅱ类图1构造平面图2设定操作环境及定义材料和截面在建设模型之前先设定环境及定义材料和截面1.主菜单项选择择文件>新工程文件>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.主菜单项选择择工具>设置>单位系:长度m,力注：也可以通过程序右下角随时更改单位。图2定义单位体系3.主菜单项选择择特性>材料>材料特性值：添加：定义C30混凝土材料号：1名称：C30标准：GB10(RC)混凝土：C30材料类型：各向同性图3定义材料4.主菜单项选择择特性>截面>截面特性值：添加：定义梁、柱截面尺寸图4定义梁、柱截面5.主菜单项选择择特性>截面>厚度：添加：定义剪力墙厚度图5定义剪力墙厚度3.建设框架梁1.主菜单项选择择节点/单元>节点>建设节点:坐标：0,0,0；复制次数：1次距离〔dx,dy,dz〕：0，15，0图6建设节点2.主菜单项选择择节点/单元>单元>建设单元:截面名称：250x450；节点连接：1，2；图7建设梁单元3.复制单元主菜单项选择择节点/单元>单元>移动复制:选择复制对象；形式：复制；任意间距：方向x；间距：2@5,2@3.9,2@4.3；图8复制梁单元4.主菜单项选择择节点/单元>单元>建设单元:注：图标菜单可显示节点号。截面名称：250x450；节点连接：1，13；在注：图标菜单可显示节点号。图9建设梁单元5.复制单元主菜单项选择择节点/单元>单元>移动复制:形式：复制；利用选取刚建设的单元移动复制：任意间距：方向y，间距3@5；在穿插分割项，将节点和单元都选上。图10复制梁单元6.定义用户坐标系主菜单项选择择构造>坐标系/平面>UCS>X-Y平面:坐标原点：26.4,15,0〔直接输入数字或鼠标在模型窗口点选)；旋转角度:-60；保存当前UCS：输入名称“用户坐标1〞〔可自定义〕图11定义用户坐标系7.主菜单项选择择节点/单元>单元>建设单元:截面名称：250x450；选择节点：14；节点连接：采用相对坐标dx,dy,dz：15，0，0图12建设梁单元8.复制单元主菜单项选择择节点/单元>单元>移动复制:形式：复制；利用选取刚建设的单元移动复制：任意间距：方向y，间距3@5；在穿插分割项，将节点和单元都选上。图13复制梁单元9.主菜单项选择择节点/单元>单元>建设单元:截面名称：250x450；节点连接：29，35；在穿插分割项，将节点和单元都选上。图14建设梁单元10.复制单元主菜单项选择择节点/单元>单元>移动复制:利用选取刚建设的单元；形式：复制；移动和复制：任意间距，方向x，间距3@-5；在穿插分割项，将节点单元都选上。图15复制梁单元11.建设曲梁主菜单项选择择节点/单元>单元>建设曲线并分割成线单元:建设曲梁。注：回到整体坐标系主菜单项选择择：视图>注：回到整体坐标系主菜单项选择择：视图>UCS/GCS图16建设曲梁12：建设次梁主菜单项选择择节点/单元>单元>移动复制:选择复制对象；输入复制间距1.75；截面号增幅选2(即选择次梁截面)；在穿插分割项，将节点和单元都选上。同时删除局部梁单元，选择多余梁单元，按DEL键。注：次梁截面修改也可以应用注：次梁截面修改也可以应用拖放的功能修改截面图17建设次梁4.建设框架柱及剪力墙1.主菜单项选择择节点/单元>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注：对于不生成柱子的位置，可以用注：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。22图18生成框架柱2.主菜单项选择择节点/单元>单元>修改参数>单元坐标轴方向:选择Beta角，Beta=60º，在模型窗口选择框架2局部需要旋转的框架柱。3.主菜单项选择择节点/单元>单元>扩展:扩展类型：线单元—>平面单元单元类型：墙单元〔板单元〕生成形式：复制和移动输入复制间距：dz=-4.5在模型窗口选择生成墙的梁单元。注：扩展时可以勾选目标>删除选项，确认是否保存梁单元。注：扩展时可以勾选目标>删除选项，确认是否保存梁单元。图19生成剪力墙4.主菜单项选择择节点/单元>单元>剪力墙洞口：方向：i->j距离：dx:1.9mdy:0m洞口尺寸：w:1.2mh:3.5m勾选：分割框架单元合并重复节点在模型窗口选择要分割的墙单元，并按F2键或主菜单项选择择视图>激活>激活。注：根据洞口尺寸会自动生成连梁截面注：根据洞口尺寸会自动生成连梁截面图20剪力墙开洞5.楼层复制及生成层数据文件1.主菜单项选择择构造>建筑>控制数据>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图21楼层复制2.主菜单项选择择构造>建筑>控制数据>定义层数据:点击生成层数据：考虑5%偶然偏心考虑刚性楼板：假设为弹性楼板选择不考虑地面高度：假设勾选使用地面标高，那么程序认定此标高以下为地下室，勾选层剪力比注：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。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22生成层数据3.主菜单项选择择构造>建筑>控制数据>自动生成墙号:防止设计时〔同一层〕不同位置的墙单元编号一样，特别是在利用扩展单元功能时，一次生成多个墙单元时，这些墙单元的墙号一样，假设这些墙单元不在〔同一〕直线上，X向、Y向都有时，程序那么认为没有直线墙不给配筋设计。6.定义边界条件主菜单项选择择边界>边界>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展选择注：可以利用面选的功能对下部节点进展选择。图23输入边界条件7.输入楼面及梁单元荷载1.主菜单项选择择荷载>静力荷载>建设荷载工况>静力荷载工况:DL:恒荷载LL：活荷载WX:风荷载WY:风荷载图24定义荷载工况2.主菜单项选择择荷载>静力荷载>构造荷载/质量>自重:荷载工况：DL自重系数：Z=-1图25定义自重3.菜单项选择择荷载>静力荷载>初始荷载/其他>分配楼面荷载>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〕按图26定义楼面荷载4.主菜单项选择择视图>激活>全部>按属性激活：选择按层激活：激活2F层图27按层激活5.主菜单项选择择荷载>静力荷载>初始荷载/其他>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4@3在模型窗口指定加载区域节点同样方法输入BATHROOM楼面荷载注：对于异形板，分配楼面荷载可以采用多边注：对于异形板，分配楼面荷载可以采用多边形-长度或者多边形-面积的方法。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28分配楼面荷载6.主菜单项选择择荷载>静力荷载>梁荷载>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：W=-10复制荷载：方向Z，距离4@3加载区间〔两点〕：选择加载梁单元。图29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.主菜单项选择择视图>激活>全部>全部激活视图>显示:荷载查看输入的荷载图30显示荷载8.输入风荷载1.主菜单项选择择荷载>静力荷载>横向荷载>风荷载>添加荷载工况：WX风荷载设计标准：GB50009-20xx。基本周期：自动计算风荷载方向系数：X轴方向系数1Y轴方向系数0图31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。9.输入反响谱分析数据1.主菜单项选择择荷载>地震作用>反响谱分析数据>反响谱函数>添加:设计反响谱：GB50011-20xx；设计地震分组：1；地震设防烈度：7º〔0.10g〕；场地类别：Ⅱ；地震影响：多遇地震；阻尼比：0.05图32生成设计反响谱2.主菜单项选择择荷载>地震作用>反响谱数据>反响谱:特征值分析控制>频率数量〔振型数〕：6反响谱分析控制>振型组合方法：CQC反响谱荷载工况名称：Rx(Ry)地震角度：0º(90º)周期折减系数：0.8图33反响谱荷载工况10.定义构造类型主菜单项选择择构造>类型>构造类型构造类型：3-D平面(三维分析)将构造的自重转换为质量：转换到X、Y(地震作用方向)图34定义构造类型11.定义质量主菜单项选择择荷载>静力荷载>构造荷载/质量>节点质量>将荷载转换成质量：质量方向：X，Y注：此处转换的荷载不包括自重。荷载工况：注：此处转换的荷载不包括自重。组合系数：1.0(0.5)图35荷载转换成质量12.运行分析主菜单项选择择分析>运行>运行分析13.荷载组合主菜单项选择择结果>组合>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：用于构造设计局部组合点击自动生成设计标准：GB50010-10图36荷载组合14．查看结果1.查看反力及内力主菜单项选择择结果>结果>反力>反力：柱脚内力〔轴力和弯矩〕图37Z向与X向基底反力主菜单项选择择结果>结果>反力>查看反力:可以查看基底任意节点内力2.位移主菜单项选择择结果>结果>变形>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图38水平力作用下各层侧移简图3.构件内力与应力图1.主菜单项选择择结果>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图39梁单元内力图图40墙单元内力图2.主菜单项选择择结果>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.主菜单项选择择结果>结果>内力>构件内力图:查看在各种工况组合下构件的内力图41构件内力图4.梁单元细局部析主菜单项选择择结果>详细>梁单元>梁单元细局部析:查看各个梁单元在各种工况作用下应力及内力图图42梁单元细局部析5.振型形状及各振型所对应的周期主菜单项选择择结果>模态>振型>周期与振型:查看各种振型作用下的构造各向位移及自振周期图43振型形状及周期6.稳定验算主菜单项选择择结果>其它>稳定验算:刚重比验算构造类型：框—剪荷载工况：全选注：高层注：高层建筑构造的整体稳定验算按照?高层建筑混凝土构造技术规程?最新标准中的第5.4.1条，5.4.4条进展验算图44稳定验算7.周期主菜单项选择择结果>表格>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图45周期及质量参与系数表格8.层间位移主菜单项选择择结果>表格>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展验算。图46层间位移验算表格9.层位移主菜单项选择择结果>表格>结果表格>层>层位移:输出水平作用下各层最大位移及平均位移图47层位移验算表格10.层剪重比主菜单项选择择结果>表格>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图48层剪力及剪重比表格11.层构件剪力比主菜单项选择择结果>表格>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。图49层构件剪力比表格12.倾覆弯矩主菜单项选择择结果>表格>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。图50倾覆弯矩表格13.侧向刚度不规那么验算主菜单项选择择结果>表格>结果表格>层>侧向刚度不规那么验算:输出各层的层刚度比，并判断侧向刚度是否规那么。图51层刚度比验算表格14.薄弱层验算主菜单项选择择结果>表格>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那么。图52楼层承载力突变验算15．配筋设计1.一般设计参数主菜单项选择择设计>通用>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局部时，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