鋼筋溷凝土靜力彈塑性推覆分析

1、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)行組合結(jié)構(gòu)分析的方法。此例題的步驟如下: 1. 簡(jiǎn)要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?jiǎn)卧奢d8. 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(jì)參數(shù)13. 鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)參數(shù)14. 鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)15. 靜力彈塑性分析1.簡(jiǎn)要本例題介紹使用Midas/Gen 的靜力彈塑性分析功能來進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的方法。例題模型為九層鋼筋混

2、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: 500x500 主梁： 250x600 混凝土： C30 剪力墻： 250 層高： 一層：4.5m 二九層 ：3.6m 設(shè)防烈度：7（0.10g） 場(chǎng)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(xiàng)目 文件保存: 輸入文件名并保存2 主菜單選擇 工具單位體系: 長(zhǎng)度 m, 力 kN注：也可以通過程序右下角隨時(shí)更改單位。 圖3 定義單位體系3 主菜單選擇 模型材料和截面特性材料： 添加：定義C30混凝土材料號(hào)：1 名稱：C30 規(guī)范：GB(RC) 混凝土：C30 材料類型

3、：各向同性 圖4 定義材料4 主菜單選擇 模型材料和截面特性截面： 添加：定義梁、柱截面尺寸圖5 定義梁、柱截面5 主菜單選擇 模型材料和截面特性厚度： 添加：定義剪力墻厚度圖6 定義剪力墻厚度3用建模助手建立模型主菜單選擇 模型結(jié)構(gòu)建模助手框架： 輸入：添加x坐標(biāo)，距離6，重復(fù)5； 添加y坐標(biāo)，距離6，重復(fù)3；編輯： Beta角，90度，生成框架；插入： 插入點(diǎn)，0，0，0；Alpha，-90。 圖7 建立框架4. 建立框架柱及剪力墻1 主菜單選擇 模型單元擴(kuò)展：擴(kuò)展類型：節(jié)點(diǎn)線單元 單元類型：梁?jiǎn)卧?材料：C30 截面：500x500 輸入復(fù)制間距：dz=-4.5在模型窗口中選擇生成柱的節(jié)

4、點(diǎn)注：對(duì)于不生成柱子的位置，可以用解除選擇不生成柱子位置的節(jié)點(diǎn)。 圖8 生成框架柱 2 主菜單選擇 模型單元擴(kuò)展:擴(kuò)展類型：線單元平面單元 單元類型 ：墻單元 生成形式： 復(fù)制和移動(dòng) 輸入復(fù)制間距：dz=-4.5注：擴(kuò)展時(shí)可以勾選目標(biāo)刪除選項(xiàng)，確認(rèn)是否保留梁?jiǎn)卧D9 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 建筑物數(shù)據(jù)生成層數(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 建筑物數(shù)據(jù)生成層數(shù)據(jù):點(diǎn)擊生成層數(shù)據(jù)：考慮5%偶然偏心考慮剛性樓板：若為彈性樓板選擇不考慮 地面高度：點(diǎn)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

5、選各構(gòu)件承擔(dān)的層間剪力 注：程序自動(dòng)計(jì)算風(fēng)荷載時(shí)，程序?qū)⒆詣?dòng)判別地面標(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)3 主菜單選擇 建筑物數(shù)據(jù)自動(dòng)生成墻號(hào):避免設(shè)計(jì)時(shí)不同位置的墻單元編號(hào)相同，特別是在利用擴(kuò)展單元功能時(shí)，一次生成多個(gè)墻單元時(shí)，這些墻單元的墻號(hào)相同，若這些墻單元不在直線上，X向、Y向都有時(shí)，程序則認(rèn)為沒有直線墻不給配筋設(shè)計(jì)。6. 定義邊界條件 主菜單選擇 模型邊界條件一般支承: 在模型窗口中選擇柱底及墻底嵌固點(diǎn) 注：可以利用面選的功能對(duì)下部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行選擇。圖12 輸入邊界條件7.輸入樓面及梁?jiǎn)卧奢d1 主菜單選擇 荷載靜力荷載工況: DL:恒荷載 LL：活荷載 WX:風(fēng)荷載 WY

6、:風(fēng)荷載圖13 定義荷載工況2 主菜單選擇 荷載自重 荷載工況：DL 自重系數(shù)：Z=-1圖14 定義自重3 菜單選擇 荷載定義樓面荷載類型： 定義各房間荷載: 1名稱：1 荷載工況：DL（LL） 樓面荷載：-5（-2.0） 按 圖15 定義樓面荷載4 主菜單選擇 視圖激活按屬性激活： 選擇按層激活: 激活2F層圖16 按層激活5 主菜單選擇 荷載分配樓面荷載: 樓面荷載類型：1 分配模式：雙向（或長(zhǎng)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(diǎn)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(diǎn)、重復(fù)節(jié)點(diǎn)、重復(fù)單元。圖17 分配樓面荷載6 主菜單選擇

7、視圖激活全部激活 視圖顯示：荷載 查看輸入的荷載 圖18 顯示荷載8. 輸入風(fēng)荷載1 主菜單選擇 荷載橫向荷載風(fēng)荷載： 添加荷載工況：WX 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)： GB50009-2001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注：程序只能自動(dòng)計(jì)算有剛性板假定層的風(fēng)荷載。 圖19 風(fēng)荷載輸入2 重復(fù)步驟1，輸入Y向風(fēng)荷載WY, 注意此時(shí)風(fēng)荷載方向系數(shù)： X軸方向系數(shù)0，Y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 荷載反應(yīng)譜分析數(shù)據(jù)反應(yīng)譜函數(shù)添加: 設(shè)計(jì)反應(yīng)譜：GB50011-2001 設(shè)計(jì)地震分組：1 地震設(shè)防烈度：7（0.10g） 場(chǎng)地類別： 地震影響：多遇地震阻尼比：0.05

8、圖20 生成設(shè)計(jì)反應(yīng)譜2 主菜單選擇 荷載反應(yīng)譜分析數(shù)據(jù)反應(yīng)譜荷載工況: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21 反應(yīng)譜荷載工況10定義結(jié)構(gòu)類型 主菜單選擇 模型結(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)量：轉(zhuǎn)換到X、Y (地震作用方向)注： 當(dāng)只做水平向地震作用的時(shí)候，轉(zhuǎn)換到X、Y方向；需要做豎向地震分析的話，要轉(zhuǎn)換到X、Y、Z三個(gè)方向上。圖22 定義結(jié)構(gòu)類型11.定義質(zhì)量 主菜單選擇 模型質(zhì)量將荷載轉(zhuǎn)換成質(zhì)量質(zhì)量方向：X，Y 荷載工

9、況：DL LL 組合系數(shù)：1.0 0.5注：此處轉(zhuǎn)換得荷載不包括自重。圖23 定義自重12.運(yùn)行分析主菜單選擇 分析運(yùn)行分析以上為整個(gè)前處理階段，包括建模、荷載輸入、分析選項(xiàng)，下面介紹后處理階段。13.荷載組合主菜單選擇 結(jié)果荷載組合: 一般組合：用于查看內(nèi)力變形等，一般組合中有包絡(luò)組合注：1. 考慮雙向地震勾選雙向地震程序會(huì)在荷載組合中自動(dòng)添加。2.用戶亦可自定義所需的荷載用戶，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)?；炷猎O(shè)計(jì)：用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分組合 點(diǎn)擊自動(dòng)生成 設(shè)計(jì)規(guī)范：GB50017-03 圖24 荷載組合14.一般設(shè)計(jì)參數(shù)1 主菜單選擇 設(shè)計(jì)一般設(shè)計(jì)參數(shù)指定構(gòu)件自動(dòng)指定

10、構(gòu)件自由長(zhǎng)度當(dāng)梁?jiǎn)卧虚g被其它節(jié)點(diǎn)分割成幾部分時(shí)，需由程序自動(dòng)指定構(gòu)件，定義梁?jiǎn)卧趶?qiáng)軸作用平面內(nèi)的自由長(zhǎng)度。注：當(dāng)有非直線梁?jiǎn)卧獣r(shí),需在模型中選擇此梁?jiǎn)卧墒謩?dòng)完成。2 主菜單選擇 設(shè)計(jì)一般設(shè)計(jì)參數(shù)反轉(zhuǎn)構(gòu)件方向若有對(duì)稱單元且對(duì)稱部分單元編號(hào)相同時(shí)，選擇此項(xiàng)菜單，否則不用選擇此項(xiàng)菜單。3 主菜單選擇 設(shè)計(jì)一般設(shè)計(jì)參數(shù)自由長(zhǎng)度當(dāng)由程序自動(dòng)指定構(gòu)件后，程序默認(rèn)自由長(zhǎng)度為構(gòu)件兩節(jié)點(diǎn)間距離，一般不用選擇此項(xiàng)菜單。當(dāng)有一些特殊構(gòu)件的自由長(zhǎng)度需由有設(shè)計(jì)者指定時(shí)，選擇此項(xiàng)菜單編輯構(gòu)件自由長(zhǎng)度。4 主菜單選擇 設(shè)計(jì)一般設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)當(dāng)由程序自動(dòng)計(jì)算時(shí)，一般不用選擇此項(xiàng)菜單。當(dāng)有一些特殊構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)

11、需由設(shè)計(jì)者指定時(shí)，選擇此項(xiàng)菜單編輯構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。5 主菜單選擇 設(shè)計(jì)一般設(shè)計(jì)參數(shù)極限長(zhǎng)細(xì)比一般由程序根據(jù)規(guī)范內(nèi)定，不用選擇此項(xiàng)菜單。當(dāng)有一些特殊構(gòu)件的極限長(zhǎng)細(xì)比需由設(shè)計(jì)者指定時(shí)，選擇此項(xiàng)菜單編輯構(gòu)件極限長(zhǎng)細(xì)比。6 主菜單選擇 設(shè)計(jì)一般設(shè)計(jì)參數(shù)等效均布荷載系數(shù)此系數(shù)為壓彎構(gòu)件在強(qiáng)軸（或弱軸）作用平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算時(shí)的等效彎矩系數(shù)，可選擇由程序自動(dòng)計(jì)算。 勾選由程序自動(dòng)計(jì)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(jì)算需由設(shè)計(jì)者指定時(shí)，在此項(xiàng)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(jì)一般設(shè)計(jì)參數(shù)編輯活荷載折減系數(shù)一般在做基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)考慮活荷載折減，其它情況可不考慮?？紤]時(shí)由設(shè)計(jì)者直

12、接輸入折減系數(shù)。8 主菜單選擇 設(shè)計(jì)一般設(shè)計(jì)參數(shù)地震作用放大系數(shù)考慮時(shí)由設(shè)計(jì)者直接輸入放大系數(shù)。9 主菜單選擇 設(shè)計(jì)一般設(shè)計(jì)參數(shù)編輯構(gòu)件類型定義框架梁、框架柱、墻。 選項(xiàng)：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。同樣方法定義柱和墻構(gòu)件。15.鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)參數(shù) 1 主菜單選擇 設(shè)計(jì)鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)參數(shù)定義抗震等級(jí)圖25 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)2 主菜單選擇 設(shè)計(jì)鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)參數(shù)材料分項(xiàng)系數(shù)圖26 材料分項(xiàng)系數(shù)3 主菜單選擇 設(shè)計(jì)鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)參數(shù)編輯鋼筋混凝土截面特性圖27 鋼筋混凝土截面特性4 主菜單選擇 設(shè)計(jì)鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)參數(shù)編輯最大配筋

13、率圖28 設(shè)定最大配筋率 5 主菜單選擇 設(shè)計(jì)鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)參數(shù)：定義設(shè)計(jì)用鋼筋直徑圖29 配筋設(shè)計(jì)的基本規(guī)定16鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì) 1 主菜單選擇 設(shè)計(jì)鋼筋混凝土構(gòu)件配筋設(shè)計(jì)梁配筋設(shè)計(jì)梁設(shè)計(jì)結(jié)果查看在選擇項(xiàng)勾選某個(gè)梁?jiǎn)卧?，再勾選連接模型空間，在模型空間可以看到你選擇的梁?jiǎn)卧?，點(diǎn)選圖形結(jié)果以圖形方式輸出，點(diǎn)選詳細(xì)結(jié)果以文本文件輸出。圖30 梁設(shè)計(jì)結(jié)果2 主菜單選擇 設(shè)計(jì)鋼筋混凝土構(gòu)件配筋設(shè)計(jì)柱配筋設(shè)計(jì)柱設(shè)計(jì)結(jié)果查看圖31 柱設(shè)計(jì)結(jié)果3 主菜單選擇 設(shè)計(jì)鋼筋混凝土構(gòu)件配筋設(shè)計(jì)墻配筋設(shè)計(jì)墻設(shè)計(jì)結(jié)果查看 圖32 墻設(shè)計(jì)結(jié)果17靜力彈塑性（PUSHOVER）分析1 主菜單選擇 設(shè)計(jì)靜力彈塑性分析靜

14、力彈塑性分析控制圖33 靜力彈塑性分析控制2 主菜單選擇 設(shè)計(jì)靜力彈塑性分析PUSHOVER荷載工況添加 靜力彈塑性分析的荷載工況：push1 控制選項(xiàng)：主節(jié)點(diǎn)控制 最大平移：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)表圖34 靜力彈塑性分析的荷載工況3 主菜單選擇 設(shè)計(jì)靜力彈塑性分析PUSHOVER荷載工況定義/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4 主菜單選擇 設(shè)計(jì)靜力彈塑性分析定義鉸特性值添加鉸數(shù)據(jù)類型名稱：lj（梁鉸）定義

15、數(shù)據(jù)形式：彎矩Y，Z（彎矩鉸） 按鉸數(shù)據(jù)類型名稱：zj（柱鉸）定義數(shù)據(jù)形式：PMyMz（軸力彎矩鉸）按鉸數(shù)據(jù)類型名稱：QJ（墻鉸）定義數(shù)據(jù)形式：PMM（軸力彎矩鉸） 按圖36 定義PUSHOVER鉸5 主菜單選擇 設(shè)計(jì)靜力彈塑性分析分配鉸特性值選項(xiàng)：添加/替換靜力彈塑性鉸的形式：lj單元類型：梁?jiǎn)卧q的位置：I和J在模型窗口選擇所有梁?jiǎn)卧ɡ眠^濾器功能選擇），按 即可。同樣方法分配柱鉸和墻鉸6 主菜單選擇 設(shè)計(jì)靜力彈塑性分析運(yùn)行靜力彈塑性分析7 主菜單選擇 設(shè)計(jì)靜力彈塑性分析靜力彈塑性曲線 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(jì)反應(yīng)譜：需求反應(yīng)譜 設(shè)計(jì)反應(yīng)譜：CHINA(GB500112001) 設(shè)計(jì)地震分組：1地震設(shè)防烈度：7（0.01g） 場(chǎng)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37 靜力彈塑性曲線8 自動(dòng)生成性能控制點(diǎn)荷載步。點(diǎn)擊，然后點(diǎn)擊 圖38 性能控制點(diǎn)荷載步push1(pp)9 主菜單選擇 設(shè)計(jì)靜力彈塑性分析PUSHOVER圖形