1、例題 鋼筋混凝土靜力彈塑性推覆分析例題1 鋼筋混凝土靜力彈塑性推覆分析例題. 鋼筋混凝土靜力彈塑性推覆分析概要此例題介紹使用midas Gen 的反應(yīng)譜分析功能來進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分析的方法。此例題的步驟如下: 1. 簡介2. 設(shè)定操作環(huán)境及設(shè)定材料截面3. 用建模助手建立模型4. 建立框架柱及剪力墻5. 樓層復(fù)制及生成層數(shù)據(jù)文件6. 定義邊界條件7. 輸入樓面及梁單元荷載8. 輸入風(fēng)荷載9. 定義質(zhì)量10. 運(yùn)行分析11. 荷載組合12. 一般設(shè)計參數(shù)13. 鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計參數(shù)14. 鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計15. 靜力彈塑性分析1.簡介本例題介紹使用midas Gen的靜力彈塑性分析功能來進(jìn)

2、行抗震設(shè)計的方法。例題模型為九層鋼筋混凝土框-剪結(jié)構(gòu)。(該例題數(shù)據(jù)僅供參考) 基本數(shù)據(jù)如下：軸網(wǎng)尺寸：見平面圖 柱: 500mmx500mm 主梁： 250mmx600mm 混凝土： C30 剪力墻： 250mm 層高： 一層：4.5m 二九層 ：3.6m 設(shè)防烈度：7（0.10g） 場地： 類圖1 結(jié)構(gòu)尺寸圖2 分析模型2.設(shè)定操作環(huán)境及定義材料和截面1.主菜單選擇 文件新項目 文件保存：輸入文件名并保存2.主菜單選擇 工具設(shè)置單位系: 長度 m, 力 kN 圖3 定義單位體系3.主菜單選擇 特性材料材料特性值： 添加：定義C30混凝土材料號：1 數(shù)據(jù)庫：C30 規(guī)范：GB10(RC) 圖4

3、 定義材料4.主菜單選擇 特性截面截面特性值： 添加：定義梁、柱截面尺寸 圖5 定義梁、柱截面 5.主菜單選擇 特性截面厚度： 添加： 定義剪力墻厚度 圖6 定義剪力墻厚度3使用建模助手建立模型主菜單選擇 結(jié)構(gòu)建模助手基本結(jié)構(gòu)框架： 輸入：添加X坐標(biāo)，距離6，重復(fù)5； 添加Z坐標(biāo)，距離6，重復(fù)3；編輯： Beta角，90度；生成框架 材料：C30； 截面：250*600 插入：插入點，0，0，0；Alpha，-90。 圖7 建模助手定義框架 圖8 建立框架4. 建立框架柱、剪力墻及剪力墻開洞1.主菜單選擇 節(jié)點/單元單元擴(kuò)展： 擴(kuò)展類型：節(jié)點-線單元 ；單元類型：梁單元；材料：C30 截面：5

4、00x500 ； 生成形式：復(fù)制和移動； 等間距：dz=-4.5 在模型窗口中選擇生成柱的節(jié)點 圖10 生成框架柱 2.主菜單選擇 節(jié)點/單元單元擴(kuò)展：擴(kuò)展類型：線單元-平面單元； 原目標(biāo)：刪除（取消勾選）單元類型 ：墻單元 生成形式： 復(fù)制和移動 等間距：dz=-4.5注：擴(kuò)展時可以勾選原目標(biāo)刪除選項，確認(rèn)是否保留梁單元。單選單元圖11 生成剪力墻 5樓層復(fù)制及生成層數(shù)據(jù)文件1.主菜單選擇 結(jié)構(gòu)建筑控制數(shù)據(jù)定義層數(shù)據(jù)復(fù)制次數(shù)：8 距離：3.6 添加在模型窗口中選擇要復(fù)制的單元 圖10 樓層復(fù)制2.主菜單選擇 結(jié)構(gòu)建筑控制數(shù)據(jù)定義層數(shù)據(jù):點擊生成層數(shù)據(jù)：考慮5%偶然偏心考慮剛性樓板：若為彈性樓

5、板選擇不考慮 地面高度：點擊，若勾選使用地面高度，則程序認(rèn)定此標(biāo)高以下為地下室 勾選“層構(gòu)件剪力比” 注：程序自動計算風(fēng)荷載時，程序?qū)⒆詣优袆e地面標(biāo)高以下的樓層不考慮風(fēng)荷載作用。 圖11 生成層數(shù)據(jù)圖12 定義地面標(biāo)高3.主菜單選擇 結(jié)構(gòu)建筑控制數(shù)據(jù)自動生成墻號: 避免設(shè)計時同一樓層不同位置的墻單元編號相同，特別是在利用擴(kuò)展單元功能時，一次生成多個墻單元時，這些墻單元的墻號 相同，若這些墻單元不在直線上，X向、Y向都有時，程序則認(rèn)為沒有直線墻不給配筋設(shè)計。6. 定義邊界條件 主菜單選擇 邊界邊界一般支承: 在模型窗口中選擇柱底及墻底嵌固點 注：可以利用面選的功能對下部節(jié)點進(jìn)行選擇。圖13 輸入

6、邊界條件7.輸入樓面及梁單元荷載1.主菜單選擇 荷載靜力荷載建立荷載工況靜力荷載工況: DL:恒荷載 LL：活荷載 wx:風(fēng)荷載 wy:風(fēng)荷載 圖14 定義荷載工況2.主菜單選擇 荷載靜力荷載結(jié)構(gòu)荷載/質(zhì)量自重 荷載工況：DL 自重系數(shù)：Z=-1圖15 定義自重3.菜單選擇 荷載靜力荷載初始荷載/其它 分配樓面荷載定義樓面荷載類型： 定義各房間荷載: 樓面荷載名稱：樓面荷載 荷載工況：DL（LL） 樓面荷載：-5（-2.0） 按 圖16 定義樓面荷載4.主菜單選擇 視圖激活全部按屬性激活： 選擇按層激活: 激活2F層 圖17 按層激活5.主菜單選擇荷載靜力荷載初始荷載/其它分配樓面荷載分配樓面

7、荷載: 樓面荷載類型：樓面荷載 分配模式：雙向（或長度）荷載方向：整體坐標(biāo)系Z 復(fù)制樓面荷載：方向Z，距離83.6在模型窗口指定加載區(qū)域節(jié)點注： 樓面荷載分配不上，可檢查分配區(qū)域內(nèi)是否有空節(jié)點、重復(fù)節(jié)點、重復(fù)單元。圖18 分配樓面荷載6.主菜單選擇 視圖激活全部全部激活 視圖顯示顯示：荷載 查看輸入的荷載 圖19 顯示荷載8. 輸入風(fēng)荷載1.主菜單選擇 荷載靜力荷載橫向荷載風(fēng)荷載： 添加荷載工況：wx 風(fēng)荷載設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)： GB50009-2012風(fēng)荷載方向系數(shù)：X軸方向系數(shù) 1 Y軸方向系數(shù) 0 圖20 輸入風(fēng)荷載2.重復(fù)步驟1，輸入Y向風(fēng)荷載wy, 注意此時風(fēng)荷載方向系數(shù)： X軸方向系數(shù)0，Y

8、軸方向系數(shù)19.輸入反應(yīng)譜分析數(shù)據(jù)1.主菜單選擇 荷載地震作用反應(yīng)譜分析數(shù)據(jù)反應(yīng)譜函數(shù)添加: 設(shè)計反應(yīng)譜：GB50011-2010 設(shè)計地震分組：1 地震設(shè)防烈度：7（0.10g） 場地類別： 地震影響：多遇地震阻尼比：0.05 圖21 生成設(shè)計反應(yīng)譜2.主菜單選擇 荷載地震作用反應(yīng)譜分析數(shù)據(jù)反應(yīng)譜: 特征值分析控制頻率數(shù)量（振型數(shù)）：6 反應(yīng)譜分析控制：振型組合方法：CQC 反應(yīng)譜荷載工況名稱：Rx Ry 地震角度：0 90 周期折減系數(shù)：0.8 圖22 反應(yīng)譜荷載工況10定義結(jié)構(gòu)類型 主菜單選擇 結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型：三維分析，地震荷載作用方向結(jié)構(gòu)類型：3-D (三維分析)將結(jié)構(gòu)的自重轉(zhuǎn)換為質(zhì)

9、量：轉(zhuǎn)換到X、Y (地震作用方向)注： 當(dāng)只考慮水平向地震作用的時候，轉(zhuǎn)換到X、Y方向；需要考慮豎向地震分析的話，要轉(zhuǎn)換到X、Y、Z三個方向上。 圖23 定義結(jié)構(gòu)類型11.定義質(zhì)量 主菜單選擇 荷載靜力荷載結(jié)構(gòu)/質(zhì)量節(jié)點質(zhì)量將荷載轉(zhuǎn)換成質(zhì)量 質(zhì)量方向：X，Y 荷載工況：DL LL 組合系數(shù)：1.0 0.5 注：此處轉(zhuǎn)換的荷載不包括自重。圖24 荷載轉(zhuǎn)換成質(zhì)量12.運(yùn)行分析主菜單選擇 分析運(yùn)行運(yùn)行分析以上為整個前處理階段，包括建模、荷載輸入、分析選項，下面介紹后處理階段。13.荷載組合主菜單選擇 結(jié)果組合荷載組合: 一般組合：用于查看內(nèi)力變形等，一般組合中有包絡(luò)組合混凝土設(shè)計：用于結(jié)構(gòu)設(shè)計部分組

10、合 點擊自動生成 設(shè)計規(guī)范：GB50010-10 注：1. 考慮雙向地震，勾選雙向地震“考慮正交結(jié)果”，程序會在荷載組合中自動添加。2.用戶亦可自定義所需的荷載組合，先在左側(cè)名稱一欄定名稱，在右側(cè)選擇荷載工況和組合系數(shù)。 圖25 荷載組合14.一般設(shè)計參數(shù)1.主菜單選擇 設(shè)計通用一般設(shè)計參數(shù)指定構(gòu)件自動指定構(gòu)件自由長度當(dāng)梁單元中間被其它節(jié)點分割成幾部分時，需由程序自動指定構(gòu)件，定義梁單元在強(qiáng)軸作用平面內(nèi)的自由長度。注：當(dāng)有非直線梁單元時,需在模型中選擇此梁單元由手動完成。2.主菜單選擇 設(shè)計通用一般設(shè)計參數(shù)反轉(zhuǎn)構(gòu)件局部方向若有對稱單元且對稱部分單元編號相同時，選擇此項菜單，否則不用選擇此項菜單

11、。3.主菜單選擇 設(shè)計通用一般設(shè)計參數(shù)無支撐長度當(dāng)由程序自動指定構(gòu)件后，程序默認(rèn)自由長度為構(gòu)件兩節(jié)點間距離，一般不用選擇此項菜單。當(dāng)有一些特殊構(gòu)件的自由長度需由設(shè)計者指定時，選擇此項菜單編輯構(gòu)件自由長度。4.主菜單選擇 設(shè)計通用一般設(shè)計參數(shù)計算長度系數(shù)當(dāng)由程序自動計算時，一般不用選擇此項菜單。當(dāng)有一些特殊構(gòu)件的計算長度系數(shù)需由設(shè)計者指定時，選擇此項菜單編輯構(gòu)件計算長度系數(shù)。 5.主菜單選擇 設(shè)計通用一般設(shè)計參數(shù)極限長細(xì)比一般由程序根據(jù)規(guī)范內(nèi)定，不用選擇此項菜單。當(dāng)有一些特殊構(gòu)件的極限長細(xì)比需由設(shè)計者指定時，選擇此項菜單編輯構(gòu)件極限長細(xì)比。 6.主菜單選擇 設(shè)計通用一般設(shè)計參數(shù)等效彎矩系數(shù)此系數(shù)

12、為壓彎構(gòu)件在強(qiáng)軸（或弱軸）作用平面內(nèi)穩(wěn)定計算時的等效彎矩系數(shù)，可選擇由程序自動計算。 勾選由程序自動計算 在模型窗口選擇豎向壓彎構(gòu)件當(dāng)有一些特殊構(gòu)件的穩(wěn)定計算需由設(shè)計者指定時，在此項菜單內(nèi)直接輸入等效彎矩系數(shù)即可。7.主菜單選擇 設(shè)計通用一般設(shè)計參數(shù)編輯活荷載折減系數(shù)一般在做基礎(chǔ)設(shè)計時考慮活荷載折減，其它情況可不考慮?？紤]時由設(shè)計者直接輸入折減系數(shù)。8.主菜單選擇 設(shè)計通用一般設(shè)計參數(shù)地震放大系數(shù)考慮時由設(shè)計者直接輸入放大系數(shù)。9.主菜單選擇 設(shè)計通用一般設(shè)計參數(shù)編輯構(gòu)件類型定義框架梁、框架柱、墻。 選項：添加/替換 構(gòu)件類型：梁 梁：框架梁 在模型窗口利用過濾器 功能選擇框架梁，按 即可。同

13、樣方法定義柱和墻構(gòu)件。15.鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計參數(shù) 1.主菜單選擇 設(shè)計設(shè)計RC設(shè)計設(shè)計規(guī)范 圖26 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)2.主菜單選擇 設(shè)計設(shè)計 RC設(shè)計材料分項系數(shù) 圖27 材料分項系數(shù)3.主菜單選擇 設(shè)計設(shè)計 RC設(shè)計編輯混凝土材料圖28 鋼筋混凝土截面特性4.主菜單選擇 設(shè)計設(shè)計 RC設(shè)計編輯最大配筋率 圖29 設(shè)定最大配筋率 5.主菜單選擇 設(shè)計設(shè)計 RC設(shè)計定義設(shè)計用鋼筋直徑:圖30 配筋設(shè)計的基本規(guī)定16鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計 1.主菜單選擇 設(shè)計混凝土設(shè)計混凝土構(gòu)件設(shè)計梁設(shè)計梁設(shè)計結(jié)果查看在選擇項勾選某個梁單元，再勾選連接模型空間，在模型空間可以看到你選擇的梁單元，點選圖形結(jié)果以圖形方式輸出，

14、點選詳細(xì)結(jié)果以文本文件輸出。圖31 梁設(shè)計結(jié)果2.主菜單選擇 設(shè)計混凝土設(shè)計混凝土構(gòu)件設(shè)計柱設(shè)計柱設(shè)計結(jié)果查看圖32 柱設(shè)計結(jié)果3.主菜單選擇 設(shè)計混凝土設(shè)計混凝土構(gòu)件設(shè)計墻設(shè)計墻設(shè)計結(jié)果查看 圖33 墻設(shè)計結(jié)果4.主菜單選擇 設(shè)計混凝土設(shè)計混凝土構(gòu)件設(shè)計梁，柱，墻配筋設(shè)計 更新配筋圖34 更新配筋17靜力彈塑性（PUSHOVER）分析1.主菜單選擇 Pushover整體控制整體控制定義/顯示初始荷載 荷載工況：DL 放大系數(shù)：1 按 荷載工況：LL 放大系數(shù)：0.5 按按 即可圖35 定義初始荷載2.主菜單選擇 Pushover荷載工況荷載工況 Pushover荷載工況添加 靜力彈塑性分析的

15、荷載工況：push1 控制選項：主節(jié)點控制 最大位移：0.3m 勾選使用初始荷載 荷載分布形式：模態(tài) 振型：1 放大系數(shù)：1 按 即可 注：控制位移一般為 總高度塑性位移角限值，參見抗規(guī)表5.5.5圖36 靜力彈塑性分析的荷載工況3.主菜單選擇 Pushover分配鉸特性分配鉸特性定義Pushover鉸特性值添加鉸數(shù)據(jù)類型名稱：lj（梁鉸） 交互類型：無定義數(shù)據(jù)形式：彎矩My，Mz（彎矩鉸） 按鉸數(shù)據(jù)類型名稱：zj（柱鉸）交互類型：P-M-M定義數(shù)據(jù)形式：FxMyMz（軸力彎矩鉸） 按鉸數(shù)據(jù)類型名稱：QJ（墻鉸）交互類型：P-M定義數(shù)據(jù)形式：FzMyMz（軸力彎矩鉸） 按 圖37 定義PUSH

16、OVER 梁，柱，墻鉸4.主菜單選擇 Pushover分配鉸特性分配鉸特性分配Pushover鉸特性值選項：添加/替換靜力彈塑性鉸的形式：lj單元類型：梁單元鉸的位置：I和J在模型窗口選擇所有梁單元（利用過濾器功能選擇），按 即可。同樣方法分配柱鉸和墻鉸5.主菜單選擇 Pushover運(yùn)行運(yùn)行分析6.主菜單選擇 Pushover Pushover結(jié)果 Pushover曲線 靜力彈塑性分析的荷載工況：push1 顯示方式：能力反應(yīng)譜 定義設(shè)計反應(yīng)譜：需求反應(yīng)譜 設(shè)計反應(yīng)譜：CHINA(GB50011-2010) 設(shè)計地震分組：1地震設(shè)防烈度：7（0.10g）場地類別： 地震影響：罕遇地震 阻尼比：0.05結(jié)構(gòu)反應(yīng)類型：A（短周期新建建筑物） B（短周期已有建筑物） C（短周期破損建筑物） USER（用戶定義） 圖38 靜力彈塑性曲線7.自動生成性能控制點荷載步。點擊，然后點擊 圖39 性能控制點荷載步push1(pp)8.主菜單選擇 Pushover Pushover結(jié)果 Pushover層圖形 層剪力/層間位移/層間位移角