1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。Midas抗震幫助-寫在前面的話吾嘗終日坐而論道，欲達師之所命，然則回視來路，喟嘆師目標之遠大，飄飄乎如遺世而獨立，自知生性愚鈍，淼淼乎似滄海一栗，雖鞠躬盡瘁終不能達其萬一。何解？吾生也有涯，而知也無涯，試問孰能遍知古今？路漫漫其修遠兮。念至此，心中抑郁之情稍解，思及離別將之，吾雖未成大器，尚愿得著一文以慰后世來者，遂成此文。憾白駒過隙，倉促而就，恐錯誤百出，貽笑大方，見諒。或曰：而立之年而知天命，足以。Midas接觸單元Midas粘彈性消能器模型邊界條件一般連接特性值在civil中的粘彈性消能器同時擁

2、有粘性（與變形速度成比例而產生的力）和彈性（與變形成比例而產生的力）。主要用于增大結構的消能能力，減小由地震、縫等引起的動力反應，從而提高結構的安全性和實用性。粘彈性消能器(ViscoelasticDamper)在六個自由度上由線性彈簧和(非)線性阻尼器并聯后與線性彈簧串聯而成。MIDAS/Civil提供3種粘彈性消能器模型。Maxwell模型如下圖所示，線性彈簧與阻尼器串聯的模型，適用于流動粘彈性裝置。Maxwell模型的力變形關系式如下：粘彈性消能器的剛度：粘彈性消能器的阻尼常數：連接構件的剛度：定義粘彈性消能器的非線性特性的常數：單元兩節點間的變形：粘彈性消能器的變形：連接構件的變形輸入

3、并將輸入為0。實際模型概念圖圖1.6圖1.7消能器阻尼（Cd）：輸入消能器的阻尼。參考速度（VO）：一般取1.0。注：一般廠家提供的消能器阻尼（Cd）的單位為（力/速度），使用此功能時，首先建議把程序的單位體系轉換為廠家提供的消能器阻尼（Cd）的單位后，輸入消能器阻尼（Cd）值，參考速度（VO）輸入1.0。阻尼指數（s）：決定粘彈性消能器的非線性特性的常數（粘彈性阻尼力作用方向與位移速度的方向相反，并為速度絕對值的s方成正比。）注：非線性阻尼指數一般可取0.351.0。連接彈簧剛度（kb）：將消能器與結構連接起來的彈簧的剛度，其值可以由用戶直接輸入。當選擇剛接時，程序將忽視連接彈簧的剛度。Ke

4、lvin（voigt）模型如下圖所示，線性彈簧與阻尼器并聯的模型，適用于固體粘彈性裝置。Kelvin(voigt)模型的力變形關系式如下，式中右側每項的值都是已知值，所以可直接解方程求出作用在消能器上的力。實際模型概念圖圖1.8圖1.9Midas界面消能器剛度（kd)：輸入消能器剛度。消能器阻尼(Cd)：輸入消能器的阻尼。參考速度（VO)：一般取1.0。注：一般廠家提供的消能器阻尼（Cd）的單位為(力/速度），使用此功能時，首先建議把程序的單位體系轉換為廠家提供的消能器阻尼（Cd）的單位后，輸入消能器阻尼（Cd）值，參考速度（VO）輸入1.0。阻尼指數(s)：決定粘彈性消能器的非線性特性的常數

5、（粘彈性阻尼力作用方向與位移速度的方向相反，并為速度絕對值的s方成正比）。注：非線性阻尼指數一般可取0.351.0。粘彈性消能器的概念圖如圖1.8所示，是由線性彈簧和粘性阻尼并聯而成的Kelvin模型和具有線性彈簧的連結構件來連接兩節點的。另外，當不存在連結構件或連接構件的剛度比消能裝置的剛度大很多是，可將該連接構件按剛度輸入。單元的力-變形關系式如下式所示。其中，：粘彈性消能器的剛度：粘彈性消能器的阻尼常數：連接構件的剛度：定義粘彈性消能器的非線性特性的常數：單元兩節點間的變形：粘彈性消能器的變形：連接構件的變形由上式可以看出，粘性消能既包含與變形的變化率成比例的線性粘性消能，還包含與變形變

6、化率的指數函數成比例的非線性粘性消能。阻尼-支撐組合模型（Maxwell+Kelvin）阻尼-支撐組合模型是Keivin模型與彈簧并聯的模型。適用于如下圖的減震支撐裝置。圖1.10阻尼-支承組合模型及概念圖圖1.11Midas界面消能器剛度（kd)：輸入消能器剛度。消能器阻尼(Cd)：輸入消能器的阻尼。參考速度（VO)：一般取1.0。注：一般廠家提供的消能器阻尼（Cd）的單位為(力/速度），使用此功能時，首先建議把程序的單位體系轉換為廠家提供的消能器阻尼（Cd）的單位后，輸入消能器阻尼（Cd）值，參考速度（VO）輸入1.0。阻尼指數(s)：決定粘彈性消能器的非線性特性的常數(粘彈性阻尼力作用方

7、向與位移速度的方向相反，并為速度絕對值的s方成正比。)注：非線性阻尼指數一般可取0.351.0。連接彈簧剛度(kb)：將消能器與結構連接起來的彈簧的剛度，其值可以由用戶直接輸入。當選擇剛接時，程序將忽視連接彈簧的剛度。間隙圖1.12Midas界面當間隙單元兩個節點的縮小的相對位移(在六個自由度上各自的相對位移)超過了間隙單元內部的初始間隙時，該方向的剛度將開始發生作用。另外，還可以輸入與間隙單元并聯的附加線性粘性阻尼器的有效阻尼(圖中未顯示)。彈性剛度(k)：間隙單元的彈性剛度。根據研究一般區委梁體的軸向剛度，一般數量級取為104KN/m。初始間隙(o)：間隙單元的初始間隙。鉤當鉤單元兩個節點

8、的擴大的相對位移(在六個自由度上各自的相對位移)超過了鉤單元內部的初始間隙時，該方向的剛度將開始發生作用。另外，還可以輸入與鉤單元并聯的附加線性粘性阻尼器的有效阻尼(圖中未顯示)。彈性剛度(k)：鉤單元的彈性剛度。初始間隙(o)：鉤單元的初始間隙。滯后系統滯后系統(HystereticSystem)由在六個自由度上分別具有單向塑性(UniaxialPlasticity)的彈簧組成。另外，還可以輸入與滯后系統并聯的附加線性粘性阻尼器的有效阻尼(圖中未顯示)。彈性剛度(k)：彈簧屈服前的初期剛度。屈服強度(Fy)：彈簧的屈服強度。屈服后剛度與彈性剛度之比(r)：屈服后的切線剛度與初期彈性剛度之比。

9、屈服指數(s)：決定屈服位置曲線形狀的參數。(該值越大，曲線越接近二直線模型。)滯后循環參數()：決定恢復力曲線形狀的參數。滯后循環參數()：決定恢復力曲線形狀的參數。鉛芯橡膠支承隔震裝置鉛芯橡膠支承隔震裝置(LeadRubberBearingIsolator)中的兩個剪切彈性支承具有二軸塑性(BiaxialPlasticity)相關特性，其余四個自由度具有線性彈性特性。另外，還可以輸入與滯后系統并聯的附加線性粘性阻尼器的有效阻尼(圖中未顯示)。剪切彈性支承的參數如下：彈性剛度(k)：彈簧屈服前的初期剛度。屈服強度(Fy)：彈簧的屈服強度。屈服后剛度與彈性剛度之比(r)：屈服后的切線剛度與初期

10、彈性剛度之比。屈服指數(s)：決定屈服位置曲線形狀的參數。(該值越大，曲線越接近二直線模型。)滯后循環參數()：決定恢復力曲線形狀的參數。滯后循環參數()：決定恢復力曲線形狀的參數。摩擦擺隔震裝置摩擦擺隔震裝置(FrictionPendulumSystemIsolator)中的兩個剪切彈性支承具有二軸塑性(BiaxialPlasticity)相關特性，軸向初始間隙為零的間隙彈性支承，其余三個旋轉自由度具有線性彈性特性。另外，還可以輸入與滯后系統并聯的附加線性粘性阻尼器的有效阻尼(圖中未顯示)。摩擦擺隔震裝置得軸向彈性支承的參數如下：特征值非彈性鉸特性值非彈性鉸用于動力彈塑性分析，通過定義結構剛

11、度的折減實現非線性分析。鉸類型：梁柱集中：梁柱類型的集中鉸通過轉動和平移彈簧把結構的非彈性性能集中在單元的兩端和中心。結構的其它位置假定為彈性。集中非彈性鉸通過力矩與轉角或者力與位移之間的關系定義。定義非彈性鉸的滯回模型。骨架：是一種經驗性的滯回模型，即假設3個平移自由度和3個旋轉自由度的鉸的特性各自作用而不互相影響，并對各自由度鉸的特性分別定義的單軸(單向)鉸滯回模型(uni-axialhingehysteresismodel)。屈服面特性值：需要在設計鋼筋混凝土構件設計參數用于驗算的柱截面數據中輸入橋墩箍筋以及縱向鋼筋。否則不能自動計算。彈塑性材料模型混凝土模型-Kent&Park模型fc

12、：混凝土抗壓強度D623.1.3條K：橫向約束引起的抗壓強度提高系數（一般為1）_cu：壓碎時的極限應變：約束鋼筋屈服強度：由D62第3.2.2條確定。但是程序后面標明=0.00733，只好取為0.008_c0：產生最大壓應力時的應變（一般為0.002）Z：應變軟化時的斜率h：核心混凝土的高度（核心混凝土是指箍筋圍成的外援圍成的區域）sh：個人認為是橋墩直徑/寬度ps：箍筋的配筋率混凝土模型-Mander模型特點：1988年Mander針對橫向約束混凝土提出的本構模型。橫向約束箍筋不僅能夠約束混凝土，還能起到防止主筋的屈曲以及剪切破壞的作用。而且大大提高了被約束受壓混凝土的強度以及延性。Man

13、der模型直接提供了約束混凝土的應力-應變關系，故適用于任意形狀的截面。且考慮了縱向、橫向約束鋼筋的配筋量以及屈服強度、配筋形狀等。能夠正確計算出混凝土的有效約束應力。Mander模型雖然采用的是1973年Popovic提出的單軸應力-應變關系曲線，但取的是考慮多軸后的有效約束力還原為單軸應力-應變關系的算法。說明：Mander模型適用于任意截面形狀。對于導入的鋼筋材料和截面數據能夠自動計算其強度（僅支持圓形、矩形截面）。對于其它任意截面，用戶可手動輸入材料以及截面數據后，也可自動計算強度。無約束混凝土fco：無約束混凝土的抗壓強度，即公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（JTGD6220

14、04）中3.13規定的混凝土軸心抗壓強度標準值fck。eco：對應于fco的混凝土應變，一般定為千分之二。Ec：混凝土的彈性模型，選擇Mander等時，程序內部自動計算。手動輸入時，由D62規范3.1.5確定。Ft：輸入混凝土的抗拉強度，用戶可直接手動輸入，此時由D62規范3.1.3確定，也可以忽略。Et：根據抗拉強度，自動計算。約束混凝土：約束鋼筋屈服強度：由D62第3.2.2條確定。鋼材Menegotto-Pinto模型：鋼筋屈服強度，由D62第3.2.2條確定。：鋼筋初始剛度，由D62第3.2.4條確定。：屈服后鋼筋的剛度和初始剛度之比。纖維截面分割纖維單元是將梁單元截面分割為許多只有軸

15、向變形的纖維的模型，使用纖維模型時可利用纖維材料的應力-應變關系和截面應變的分布形狀假定較為準確地截面的彎矩-曲率關系，特別是可以考慮軸力引起的中和軸的變化。但是因為使用了幾種理想化的骨架曲線(skeletoncurve)計算反復荷載作用下梁的響應，所以與實際構件的真實響應還是有些誤差。MIDAS/Civil中的纖維模型使用了下面的幾個假定。截面的變形維持平截面并與構件軸線垂直。不考慮鋼筋與混凝土之間的滑移(bond-slip)。梁單元截面形心的連線為直線彎矩-曲率曲線計算E2時用到非線性動力時程需要設置塑性鉸，需要在模型材料和截面特性彎矩-曲率曲線中進行計算（但是在工作欄中無法看到，所以剛開

16、始做的時候根本不知道，為此被老師哼哼教導.）名稱：定義名稱。截面：選擇要計算M-曲線的截面。需要符合以下項目，才能被選。材料必須是混凝土材料必須配筋（設計RC設計RC設計截面配筋）僅適用于“數據庫/用戶”截面中的箱型截面、管型截面、實腹長方形截面、實腹圓形截面、八角形、實腹八角形截面、軌道型截面、實腹軌道型截面，“數值”截面中的任意截面。位置：選擇單元的I端或J端。（“位置”適用于變截面，選擇I、MID、J截面的鋼筋計算截面特性。）混凝土：選擇已定義好的混凝土彈塑性材料特性值。在HYPERLINKmk:MSITStore:J:workCivil_2010.chm:/04_模型/07_材料和截面

17、特性值/14_2纖維材料特性值.htm彈塑性材料特性值對話框中定義。鋼筋：選擇已定義好的鋼筋彈塑性材料特性值。在HYPERLINKmk:MSITStore:J:workCivil_2010.chm:/04_模型/07_材料和截面特性值/14_2纖維材料特性值.htm彈塑性材料特性值對話框中定義。軸力：輸入初始軸力（ms輸個0就可以，個人以為是上部結構平均對橋墩引起的軸力）中和軸角度：輸入要計算M-曲線的方向，默認0度為Z方向。（90度為Y方向）點數：輸出曲線的點數（越多越精確）上述輸入完成后點擊添加會出現在左欄，勾選后點擊計算選擇截面，當結果欄顯示0后，點擊輸出選擇截面的詳細結果，則自動生成d

18、oc文檔。（此時Midas貌似會自動關閉所有doc文檔，所以請注意保存）鋼筋混凝土抗震設計構件類型設計-RC設計-鋼筋混凝土抗震設計構件類型這一步也沒有在工作中顯示，且是以上一節內容為基礎得到，由于我的工作集中于橋墩計算，故以橋墩驗算為例。關鍵在于彎矩-曲率曲線輸入其中下面的phi為希臘第21個字母，即代表曲率，y應該代表Yield，u代表Ultimate，即屈服曲率及極限曲率（個人認為，查了半天），而這在上一節得到的doc文檔中得到，數量個人認為即為數據數量。其余的都很好輸入。RC設計參數選擇08抗震細則。在Midas2010中設計RC設計抗震設計，這個根據研究需要現行運行分析，然后將RC設

19、計中各參數定義好再進行，然后在下拉菜單下查看結果。節點彈性支承在結構的邊界及彈性地基梁的支承位置上通常利用彈性支撐單元建立結構計算模型。在缺少自由度的單元（如桁架單元、平面應力單元和板單元）之間相互連接的節點上，為防止出現奇異（singularError）也可使用彈性支撐單元。SDx、SDy、SDz分別為沿x、y、z方向的彈性支承剛度，SRx、Sry、SRz分別為繞整體坐標系x、y、z方向的轉動彈性剛度。需要計算樁（Pile）基礎的軸向彈性支承剛度時，剛度的大小可用只計算。其中E、A及H分別為樁（Pile）的彈性模量、有效截面面積及有效長度。在本模型中，E由D62規范第3.1.5條查得C30為

20、3.00KN/，A為，H取為10m。反應譜法反應譜函數荷載反應譜分析數據反應譜函數反應譜數據確認要輸入的反應譜數據類型。+無量綱加速度：加速度反應譜除以重力加速度得到的頻譜。放大放大系數：輸入反應譜數據的調整系數。最大值：反應譜數據的最大值可根據用戶在這里輸入的值來調整。是反應譜函數放大系數的另一種定義方法。如反應譜函數的最大加速度為0.045g，如果定義最大值為0.09g，那么相當于放大系數為0.09g/0.045g=2，且反應譜數據中的所有數據都放大2倍。重力加速度輸入重力加速度。該數據將被用于將無量綱加速度和等效質量轉換為荷載。阻尼比輸入結構的阻尼比，也可以在設計反應譜中直接輸入（有的設

21、計反應譜中有阻尼比輸入選項）。根據公路橋梁抗震設計細則JTG/TB02-012008（以下簡稱08抗震細則）6.3.2條規定，混凝土結構的阻尼比可取為0.05（一般鋼結構取為0.02，鋼混疊合梁取為0.04）。反應譜分析時有三處可輸入阻尼比：a設計反應譜中直接輸入(例如建筑抗震設計反應譜)；b在本對話框中輸入；c在反應譜分析工況中輸入。程序最終使用的阻尼比優先順序為c，b，a。E1水平設計加速反應譜China（JTG/TB02-01-2008）輸入數據橋梁類型參照08抗震細則3.1.2。各橋梁抗震設防類別適用范圍橋梁抗震設防類別適用范圍A類單跨跨徑超過150m的特大橋B類單跨跨徑不超過150m

22、的高速公路、一級公路上的橋梁，單跨跨徑不超過150m的二級公路上的特大橋、大橋C類二級公路上的中橋、小巧，單跨跨徑不超過150m的三、四及公路上的特大橋、大橋D類三、四級公路上的中橋、小橋分區特征周期、場地類型根據GB183062001.中國地震動參數區劃圖確定。設防烈度根據圖紙所提供數據。抗震規范E1。（E1：工程場地重現期較短的地震作用，對應于第二級設防水準。E2：工程場地重現期較長的地震作用，對應于第二級設防水準）輸出數據特征周期根據08抗震細則5.2.3條：特征周期按橋址位置在中國地震動反應譜特征周期區劃圖上查取，根據場地類別，按下表取值。設計加速度反應譜特征周期調整表區劃圖上的特征周

23、期（s）場地類型劃分IIIIIIIV0.350.250.350.150.650.400.300.400.550.750.450.350.450.650.90由于分區特征周期為0.35，場地類型為I類，故特征周期調整為0.25。重要性系數根據08抗震細則3.1.4-2選取。各類橋梁的抗震重要性系數橋梁分類E1地震作用E2地震作用A類1.01.7B類0.43（0.5）1.3（1.7）C類0.341.0D類0.23注：高速公路和一級公路上的大橋、特大橋，其抗震重要性系數取B類括號內的值。場地系數根據08抗震細則5.2.2確定。抗震設防烈度場地類型67890.05g0.1g0.15g0.2g0.3g0

24、.4gI1.21.00.90.90.90.9II1.01.01.01.01.01.0III1.11.31.21.21.01.0IV1.21.41.31.31.00.9阻尼調整系數按照08抗震細則5.2.4條確定。阻尼調整系數，除有專門規定外，結構的阻尼比應取值為0.05，此時阻尼調整系數為1.0。當結構的阻尼比按有關規定取之不等于0.05是，阻尼調整系數應按下式取值。此處取為0.05，故取為1.0。EPA根據08抗震細則3.2.2選取。抗震設防烈度和水平向設計基本地震動加速度峰值A抗震設防烈度6789A0.05g0.10（0.15）g0.20（0.30）g0.40gE1豎向設計加速度反應譜在此

25、勾選，其余相同。根據08抗震細則5.2.5，豎向設計加速度反應譜由水平向設計加速度反應譜成以下是給出的豎向/水平向譜比函數R。T0.1s0.1sT質量菜單中輸入模型的質量數據，即建立模型的質量矩陣。2、在分析特征值分析控制中輸入特征值數量和各種分析控制數據。3、運行分析HYPERLINKmk:MSITStore:D:MJ.squall文檔MidasMidas%20wordMIdas幫助Civil_2010.chm:/06_分析/10_運行結構分析.htm運行結構分析或點擊圖標菜單HYPERLINKmk:MSITStore:D:MJ.squall文檔MidasMidas%20wordMIdas幫

26、助Civil_2010.chm:/06_分析/10_運行結構分析.htm運行結構分析。4、結構分析結束之后，可以在結果HYPERLINKmk:MSITStore:D:MJ.squall文檔MidasMidas%20wordMIdas幫助Civil_2010.chm:/07_結果/11_振型形狀.htm振型形狀或結果分析結果表格HYPERLINKmk:MSITStore:D:MJ.squall文檔MidasMidas%20wordMIdas幫助Civil_2010.chm:/07_結果/11_振型形狀.htm振型形狀中查看各振型形狀和特征值(自振周期和自振頻率)。頻率數量的確定結果-分析結果表格

27、-周期與振型在各方向上，振型參與質量之和不足90%時，應該增加分析的振型數量；當無限增加振型數量也無法使振型參與質量之和達到90%時，應查看建立的模型是否正確，或有一些不必要的附屬構件。輸入頻率數量過多會導致未知錯誤！（例如輸入1000會導致無法運行，原因不明）時程分析根據08抗震細則6.5.2條規定，時程分析的最終結果，當采用3組時程波計算時，應取3組計算結果的最大值；當采用7組時程波計算時，可取7組計算結果的平均值。此處選用三組實際加速度記錄分別為1940年的EICentro波（適用于中軟場地II-III類場地）、1952年TaftLinconSchool波（中硬場地II-III類場地）、1971年SanFernando波共三組地震波取最大值。經過調幅處理作為抗震分析的依據，并考慮入射角度為0度和90度兩種情況。對E1或E2地震水平，各分析3*2=6種工況，取共6種工況的最大值作為地震動效應。E1時程分析時程荷載工況分析類型線性：進行線性時程動力分析。E1非線性：進行非線性時程動力分析。E2分析方法振型疊加法：結構的位移用相互正交位移向量的線性組合的形態求解的方法，這個方法的前提條件是阻尼矩陣可以用質量矩陣和剛度矩陣的線性組合所表示。這種方法是結構分析程序中使用最多的方法之一，對大型結