鋼筋溷凝土結(jié)構(gòu)抗震分析及設(shè)計(jì)

1、MIDAS/Gen培訓(xùn)課程（一）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震分析及設(shè)計(jì)北京市海淀區(qū)中關(guān)村南大街乙56號(hào)方圓大廈1402室Phone : 010-8802-6170 Fax : 010-8802-6171E-mail : BeijingmidasUhttp:/www.MidasUModeling, Integrated Design & Analysis Software目 錄簡要1設(shè)定操作環(huán)境及定義材料和截面2建立軸網(wǎng)4建立框架柱及剪力墻8樓層復(fù)制及生成層數(shù)據(jù)文件10定義邊界條件11輸入樓面及梁單元荷載11輸入風(fēng)荷載15輸入反映譜分析數(shù)據(jù)15定義結(jié)構(gòu)類型16定義質(zhì)量17運(yùn)行分析17荷載組合18查

2、看反力及內(nèi)力18梁單元細(xì)部分析19振型形狀及各振型所對應(yīng)的周期20穩(wěn)定驗(yàn)算20周期21層間位移21層位移22層剪重比22層剛度比23一般設(shè)計(jì)參數(shù)23鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)參數(shù)25鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)27平面輸出設(shè)計(jì)結(jié)果30簡要本例題介紹使用Midas/Gen 的反映譜分析功能來進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的方法。例題模型為六層鋼筋混凝土框-剪結(jié)構(gòu)。 基本數(shù)據(jù)如下： 軸網(wǎng)尺寸：見平面圖 柱: 500x500 主梁： 250x450，250x600 次梁： 250x400 連梁： 250x1000 混凝土： C30 剪力墻： 250 層高： 一層：4.5m 二六層 ：3.0m 設(shè)防烈度：7º（0.10g） 場

3、地： 類設(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: 長度 m, 力 kN 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：各向同性 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 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 定義剪力墻厚度建立軸網(wǎng)1 : 主菜單選擇 模型>柵

4、格>定義軸線： 添加 ：定義X、Y軸網(wǎng)間距定義軸網(wǎng)12 : 主菜單選擇 模型>單元>建立: 建立梁單元，同時(shí)關(guān)閉柵格、軸網(wǎng) 軸網(wǎng)13 : 主菜單選擇 模型>用戶坐標(biāo)系>X-Y平面: 激活UCS平面 保存當(dāng)前UCS，定義當(dāng)前用戶坐標(biāo)系名稱為“1”定義用戶坐標(biāo)系14 : 主菜單選擇 模型>用戶坐標(biāo)系>X-Y平面: 定義插入點(diǎn) (即原點(diǎn)) 旋轉(zhuǎn)角度30º，準(zhǔn)備插入另一個(gè)軸網(wǎng)。 定義另外軸網(wǎng)的插入點(diǎn)5 : 主菜單選擇 模型>柵格>定義軸線： 添加: 柵格名稱為2，定義X、Y軸網(wǎng)間距定義軸網(wǎng)26 : 主菜單選擇 模型>單元>建立

5、: 建立梁單元，同時(shí)關(guān)閉柵格、軸網(wǎng) 在軸網(wǎng)2上建立梁單元插入軸網(wǎng)27 : 主菜單選擇 模型>用戶坐標(biāo)系>X-Y平面: 激活UCS平面 保存當(dāng)前UCS: 定義當(dāng)前用戶坐標(biāo)系名稱為“2”定義用戶坐標(biāo)系28：主菜單選擇 模型>單元>建立曲線并分割成線單元: 建立曲梁 建立曲梁9：主菜單選擇 模型>單元>復(fù)制和移動(dòng): 輸入復(fù)制間距 ，在截面號(hào)增幅 1 (選擇次梁截面)，在交叉分割項(xiàng)，將節(jié)點(diǎn)和單元都選上。 同時(shí)刪除部分梁單元。建立軸網(wǎng)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 ：梁單元 材料：C30 截面：500x5

6、00 輸入復(fù)制間距：dz=-4.5 在模型窗口中選擇生成柱的節(jié)點(diǎn) 生成框架柱 2：主菜單選擇 模型>單元>修改單元參數(shù)>參數(shù)類型: 選擇Beta角，Beta=60º，在模型窗口選擇軸網(wǎng)2部分需要旋轉(zhuǎn)的框架柱。 3：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生成剪力墻 4：主菜單選擇 模型>單元>分割：單元類型：墻單元 任意間距： X=0,Z=1.9,1.2 5:主菜單選擇 模型>單元>刪除： 在模型窗口選擇被刪除的墻單元墻單元被分割 6：主菜單選

7、擇 模型>單元>分割： 單元類型 ：線單元 被節(jié)點(diǎn)分割：在模型窗口選擇要分割的單元及分割單元的節(jié)點(diǎn) 7：主菜單選擇 模型>單元>修改單元參數(shù)： 參數(shù)類型：截面號(hào)形式：選擇250x1000（連梁截面） 模型窗口選擇修改的梁單元墻洞口布置樓層復(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)：5 距離：3 添加 在模型窗口中選擇要復(fù)制的單元 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 勾選各構(gòu)件承擔(dān)的

8、層間剪力 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)。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) 輸入邊界條件 輸入樓面及梁單元荷載1: 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:風(fēng)荷載定義荷載工況 2: 主菜單選擇 荷載>自重: 荷載工況：DL 自重系數(shù)：Z=-1 定義自重3：菜單選擇 荷

9、載>定義樓面荷載類型： 定義各房間荷載: 辦公室、衛(wèi)生間、屋面 名稱：OFFICE 荷載工況：DL（LL） 樓面荷載：-4.3（-2.0） 按 名稱：BATHROOM 荷載工況：DL（LL） 樓面荷載：-6（-2.0） 按 名稱：ROOF 荷載工況：DL（LL） 樓面荷載：-7（-0.5） 按定義樓面荷載4: 主菜單選擇 視圖>激活>按屬性激活： 選擇按層激活： 激活2F層按層激活5: 主菜單選擇 荷載>分配樓面荷載: 樓面荷載類型：OFFICE 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43在模型窗口指定加載區(qū)域節(jié)點(diǎn)同樣方法輸入BATH

10、ROOM 樓面荷載分配樓面荷載6 : 主菜單選擇 荷載>連續(xù)梁單元荷載： 荷載工況： DL 選擇： 添加 荷載類型：均布荷載 荷載作用單元：兩點(diǎn)間直線 方向：整體坐標(biāo)系Z 數(shù)值：W=-10 復(fù)制荷載：方向Z，距離43 輸入梁單元荷載7：重復(fù)步驟5和6輸入屋面荷載及梁單元荷載8: 主菜單選擇 視圖>激活>全部激活 視圖>顯示: 荷載 查看輸入的荷載 顯示荷載輸入風(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 風(fēng)荷載輸入2 : 重復(fù)步驟1，

11、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)1輸入反映譜分析數(shù)據(jù)1主菜單選擇 荷載>反映譜分析數(shù)據(jù)>反映譜函數(shù)>添加: 設(shè)計(jì)反映譜：GB50011-2001 設(shè)計(jì)地震分組：1 地震設(shè)防烈度：7º（0.10g） 場地類別： 地震影響：多遇地震阻尼比：0.05 生成設(shè)計(jì)反映譜2：主菜單選擇 荷載>反映譜分析數(shù)據(jù)>反映譜荷載工況:特征值分析控制>頻率數(shù)量（振型數(shù)）：6 反映譜分析控制： 振型組合方法：CQC 反映譜荷載工況名稱：Rx (Ry) 地震角度：0º( 90º) 周期折減系數(shù)：0.8 反映譜荷

12、載工況定義結(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) 定義結(jié)構(gòu)類型定義質(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 荷載工況：DL ( LL) 組合系數(shù)：1.0 ( 0.5)定義質(zhì)量運(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)組合混凝土設(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：GB50

13、010-02 荷載組合查看反力及內(nèi)力1：主菜單選擇 結(jié)果>反力>反力和彎矩： 柱腳內(nèi)力（軸力和彎矩） 反力2：主菜單選擇 結(jié)果>反力>查看反力和彎矩: 可以查看基底任意節(jié)點(diǎn)內(nèi)力 3：主菜單選擇 結(jié)果>變形>變形形狀: 可以查看基底任意節(jié)點(diǎn)位移 >位移等值線: 可以查看任意節(jié)點(diǎn)各方向位移注意位移非撓度，撓度應(yīng)為相對位移>查看位移: 查看每個(gè)節(jié)點(diǎn)位移情況 4：主菜單選擇 結(jié)果>內(nèi)力>梁單元內(nèi)力圖: 查看在各種工況組合下梁單元內(nèi)力 墻單元內(nèi)力圖: 查看在各種工況組合下墻單元內(nèi)力 梁單元內(nèi)力圖 墻單元內(nèi)力圖5：主菜單選擇 結(jié)果>應(yīng)力&g

14、t;梁單元應(yīng)力圖: 查看各種工況組合下梁單元應(yīng)力 梁單元細(xì)部分析主菜單選擇 結(jié)果>梁單元細(xì)部分析: 查看各個(gè)梁單元在各種工況作用下應(yīng)力及內(nèi)力圖 梁單元細(xì)部分析振型形狀及各振型所對應(yīng)的周期主菜單選擇 結(jié)果>振型形狀: 查看各種振型作用下的結(jié)構(gòu)各向位移及自振周期 振型形狀及周期穩(wěn)定驗(yàn)算主菜單選擇 結(jié)果>穩(wěn)定驗(yàn)算: 剛重比驗(yàn)算 結(jié)構(gòu)類型： 框剪 荷載工況：全選 穩(wěn)定驗(yàn)算周期主菜單選擇 結(jié)果>分析結(jié)果表格>振型形狀： 輸出各振型周期及有效質(zhì)量參與系數(shù) 周期 層間位移主菜單選擇 結(jié)果>分析結(jié)果表格>層>層間位移： 輸出水平力作用下樓層層間位移 及最大層間位

15、移與平均層間位移之比 層間位移層位移主菜單選擇 結(jié)果>分析結(jié)果表格>層>層位移: 輸出水平作用下各層最大位移及平均位移層位移層剪重比主菜單選擇 結(jié)果>分析結(jié)果表格>層>層剪重比: 輸出各層地震作用下剪力及剪重比 層剪力及剪重比層剛度比主菜單選擇 結(jié)果>分析結(jié)果表格>層>層剛度比: 輸出各層的層剛度比 層剛度比一般設(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)>定義框架： 設(shè)計(jì)類型 ：三維由程序自動(dòng)計(jì)算“計(jì)算長度系數(shù)” ：若選則按GB50010-2002第條中第3項(xiàng)算，否則按條中表計(jì)算，此時(shí)須設(shè)計(jì)者自己輸入計(jì)算長度系數(shù)。定義框架 2

16、：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)指定構(gòu)件自由長度當(dāng)梁單元中間被其它節(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(shí),需在模型中選擇此梁單元由手動(dòng)完成。指定構(gòu)件2：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：定義框架柱：角柱、底層柱， 定義框架梁， 定義剪力墻：加強(qiáng)位置和一般位置 編輯構(gòu)件類型鋼筋混凝土構(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)>設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：定義抗震等級及梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 2：主菜單選擇 設(shè)計(jì)>鋼筋混凝土設(shè)計(jì)參數(shù)>編輯混凝土材料特性:定義主筋、箍筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度及混凝土強(qiáng)度等級鋼筋混凝土材料特性 3：主菜單選擇 設(shè)計(jì)>鋼筋混凝土設(shè)計(jì)參數(shù)>鋼筋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):選擇梁、柱、墻鋼筋直徑及混凝土保護(hù)層厚度 鋼筋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)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)件設(shè)計(jì)>梁的設(shè)計(jì): 梁設(shè)計(jì)結(jié)果查看在選擇項(xiàng)勾選某個(gè)