鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震分析及設(shè)計說明

...wd......wd......wd...例題1鋼筋混凝土構(gòu)造抗震分析及設(shè)計例題.鋼筋混凝土構(gòu)造抗震分析及設(shè)計概要本例題介紹使用midasGen的反響譜分析功能來進展抗震設(shè)計的方法。此例題的步驟如下:簡介設(shè)定操作環(huán)境及定義材料和截面建設(shè)框架梁建設(shè)框架柱及剪力墻樓層復(fù)制及生成層數(shù)據(jù)文件定義邊界條件輸入樓面及梁單元荷載輸入風(fēng)荷載輸入反響譜分析數(shù)據(jù)定義構(gòu)造類型定義質(zhì)量運行分析荷載組合查看結(jié)果配筋設(shè)計計算書1簡介該例題通過建設(shè)一個六層的鋼筋混凝土框架-剪力墻構(gòu)造模型，詳細介紹了使用midasGen建設(shè)構(gòu)造模型、施加荷載和邊界條件、查看分析結(jié)果及進展抗震設(shè)計的步驟和方法。初學(xué)者按照本章提示的步驟進展操作，可以在短時間內(nèi)熟悉和掌握midasGen的環(huán)境及使用方法。例題模型的基本數(shù)據(jù)如下：軸網(wǎng)尺寸：見平面圖主梁：250mmx450mm，250mmx500mm次梁：250mmx400mm連梁：250mmx1000mm柱：500mmx500mm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〕場地：Ⅱ類圖1構(gòu)造平面圖2設(shè)定操作環(huán)境及定義材料和截面在建設(shè)模型之前先設(shè)定環(huán)境及定義材料和截面1.主菜單項選擇擇文件>新工程文件>保存:輸入文件名并保存注：也可以通過程序右下角隨時更改單位。2.主菜單項選擇擇工具>設(shè)置>單位系:長度m,力注：也可以通過程序右下角隨時更改單位。圖2定義單位體系3.主菜單項選擇擇特性>材料>材料特性值：添加：定義C30混凝土材料號：1名稱：C30標(biāo)準(zhǔn)：GB10(RC)混凝土：C30材料類型：各向同性圖3定義材料4.主菜單項選擇擇特性>截面>截面特性值：添加：定義梁、柱截面尺寸圖4定義梁、柱截面5.主菜單項選擇擇特性>截面>厚度：添加：定義剪力墻厚度圖5定義剪力墻厚度3.建設(shè)框架梁1.主菜單項選擇擇節(jié)點/單元>節(jié)點>建設(shè)節(jié)點:坐標(biāo)：0,0,0；復(fù)制次數(shù)：1次距離〔dx,dy,dz〕：0，15，0圖6建設(shè)節(jié)點2.主菜單項選擇擇節(jié)點/單元>單元>建設(shè)單元:截面名稱：250x450；節(jié)點連接：1，2；圖7建設(shè)梁單元3.復(fù)制單元主菜單項選擇擇節(jié)點/單元>單元>移動復(fù)制:選擇復(fù)制對象；形式：復(fù)制；任意間距：方向x；間距：2@5,2@3.9,2@4.3；圖8復(fù)制梁單元4.主菜單項選擇擇節(jié)點/單元>單元>建設(shè)單元:注：圖標(biāo)菜單可顯示節(jié)點號。截面名稱：250x450；節(jié)點連接：1，13；在注：圖標(biāo)菜單可顯示節(jié)點號。圖9建設(shè)梁單元5.復(fù)制單元主菜單項選擇擇節(jié)點/單元>單元>移動復(fù)制:形式：復(fù)制；利用選取剛建設(shè)的單元移動復(fù)制：任意間距：方向y，間距3@5；在穿插分割項，將節(jié)點和單元都選上。圖10復(fù)制梁單元6.定義用戶坐標(biāo)系主菜單項選擇擇構(gòu)造>坐標(biāo)系/平面>UCS>X-Y平面:坐標(biāo)原點：26.4,15,0〔直接輸入數(shù)字或鼠標(biāo)在模型窗口點選)；旋轉(zhuǎn)角度:-60；保存當(dāng)前UCS：輸入名稱“用戶坐標(biāo)1〞〔可自定義〕圖11定義用戶坐標(biāo)系7.主菜單項選擇擇節(jié)點/單元>單元>建設(shè)單元:截面名稱：250x450；選擇節(jié)點：14；節(jié)點連接：采用相對坐標(biāo)dx,dy,dz：15，0，0圖12建設(shè)梁單元8.復(fù)制單元主菜單項選擇擇節(jié)點/單元>單元>移動復(fù)制:形式：復(fù)制；利用選取剛建設(shè)的單元移動復(fù)制：任意間距：方向y，間距3@5；在穿插分割項，將節(jié)點和單元都選上。圖13復(fù)制梁單元9.主菜單項選擇擇節(jié)點/單元>單元>建設(shè)單元:截面名稱：250x450；節(jié)點連接：29，35；在穿插分割項，將節(jié)點和單元都選上。圖14建設(shè)梁單元10.復(fù)制單元主菜單項選擇擇節(jié)點/單元>單元>移動復(fù)制:利用選取剛建設(shè)的單元；形式：復(fù)制；移動和復(fù)制：任意間距，方向x，間距3@-5；在穿插分割項，將節(jié)點單元都選上。圖15復(fù)制梁單元11.建設(shè)曲梁主菜單項選擇擇節(jié)點/單元>單元>建設(shè)曲線并分割成線單元:建設(shè)曲梁。注：回到整體坐標(biāo)系主菜單項選擇擇：視圖>注：回到整體坐標(biāo)系主菜單項選擇擇：視圖>UCS/GCS圖16建設(shè)曲梁12：建設(shè)次梁主菜單項選擇擇節(jié)點/單元>單元>移動復(fù)制:選擇復(fù)制對象；輸入復(fù)制間距1.75；截面號增幅選2(即選擇次梁截面)；在穿插分割項，將節(jié)點和單元都選上。同時刪除局部梁單元，選擇多余梁單元，按DEL鍵。注：次梁截面修改也可以應(yīng)用注：次梁截面修改也可以應(yīng)用拖放的功能修改截面圖17建設(shè)次梁4.建設(shè)框架柱及剪力墻1.主菜單項選擇擇節(jié)點/單元>單元>擴展：擴展類型：節(jié)點—>線單元；單元類型：梁單元；材料：C30截面：500x500；輸入復(fù)制間距：dz=-4.5注：對于不生成柱子的位置，可以用注：對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。22圖18生成框架柱2.主菜單項選擇擇節(jié)點/單元>單元>修改參數(shù)>單元坐標(biāo)軸方向:選擇Beta角，Beta=60o，在模型窗口選擇框架2局部需要旋轉(zhuǎn)的框架柱。3.主菜單項選擇擇節(jié)點/單元>單元>擴展:擴展類型：線單元—>平面單元單元類型：墻單元〔板單元〕生成形式：復(fù)制和移動輸入復(fù)制間距：dz=-4.5在模型窗口選擇生成墻的梁單元。注：擴展時可以勾選目標(biāo)>刪除選項，確認是否保存梁單元。注：擴展時可以勾選目標(biāo)>刪除選項，確認是否保存梁單元。圖19生成剪力墻4.主菜單項選擇擇節(jié)點/單元>單元>剪力墻洞口：方向：i->j距離：dx:1.9mdy:0m洞口尺寸：w:1.2mh:3.5m勾選：分割框架單元合并重復(fù)節(jié)點在模型窗口選擇要分割的墻單元，并按F2鍵或主菜單項選擇擇視圖>激活>激活。注：根據(jù)洞口尺寸會自動生成連梁截面注：根據(jù)洞口尺寸會自動生成連梁截面圖20剪力墻開洞5.樓層復(fù)制及生成層數(shù)據(jù)文件1.主菜單項選擇擇構(gòu)造>建筑>控制數(shù)據(jù)>復(fù)制層數(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)制的單元圖21樓層復(fù)制2.主菜單項選擇擇構(gòu)造>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：假設(shè)為彈性樓板選擇不考慮地面高度：假設(shè)勾選使用地面標(biāo)高，那么程序認定此標(biāo)高以下為地下室，勾選層剪力比注：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。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22生成層數(shù)據(jù)3.主菜單項選擇擇構(gòu)造>建筑>控制數(shù)據(jù)>自動生成墻號:防止設(shè)計時〔同一層〕不同位置的墻單元編號一樣，特別是在利用擴展單元功能時，一次生成多個墻單元時，這些墻單元的墻號一樣，假設(shè)這些墻單元不在〔同一〕直線上，X向、Y向都有時，程序那么認為沒有直線墻不給配筋設(shè)計。6.定義邊界條件主菜單項選擇擇邊界>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)點進展選擇注：可以利用面選的功能對下部節(jié)點進展選擇。圖23輸入邊界條件7.輸入樓面及梁單元荷載1.主菜單項選擇擇荷載>靜力荷載>建設(shè)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24定義荷載工況2.主菜單項選擇擇荷載>靜力荷載>構(gòu)造荷載/質(zhì)量>自重:荷載工況：DL自重系數(shù)：Z=-1圖25定義自重3.菜單項選擇擇荷載>靜力荷載>初始荷載/其他>分配樓面荷載>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〕按圖26定義樓面荷載4.主菜單項選擇擇視圖>激活>全部>按屬性激活：選擇按層激活：激活2F層圖27按層激活5.主菜單項選擇擇荷載>靜力荷載>初始荷載/其他>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4@3在模型窗口指定加載區(qū)域節(jié)點同樣方法輸入BATHROOM樓面荷載注：對于異形板，分配樓面荷載可以采用多邊注：對于異形板，分配樓面荷載可以采用多邊形-長度或者多邊形-面積的方法。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28分配樓面荷載6.主菜單項選擇擇荷載>靜力荷載>梁荷載>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4@3加載區(qū)間〔兩點〕：選擇加載梁單元。圖29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.主菜單項選擇擇視圖>激活>全部>全部激活視圖>顯示:荷載查看輸入的荷載圖30顯示荷載8.輸入風(fēng)荷載1.主菜單項選擇擇荷載>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)：GB50009-20xx?；局芷冢鹤詣佑嬎泔L(fēng)荷載方向系數(shù)：X軸方向系數(shù)1Y軸方向系數(shù)0圖31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。9.輸入反響譜分析數(shù)據(jù)1.主菜單項選擇擇荷載>地震作用>反響譜分析數(shù)據(jù)>反響譜函數(shù)>添加:設(shè)計反響譜：GB50011-20xx；設(shè)計地震分組：1；地震設(shè)防烈度：7o〔0.10g〕；場地類別：Ⅱ；地震影響：多遇地震；阻尼比：0.05圖32生成設(shè)計反響譜2.主菜單項選擇擇荷載>地震作用>反響譜數(shù)據(jù)>反響譜:特征值分析控制>頻率數(shù)量〔振型數(shù)〕：6反響譜分析控制>振型組合方法：CQC反響譜荷載工況名稱：Rx(Ry)地震角度：0o(90o)周期折減系數(shù)：0.8圖33反響譜荷載工況10.定義構(gòu)造類型主菜單項選擇擇構(gòu)造>類型>構(gòu)造類型構(gòu)造類型：3-D平面(三維分析)將構(gòu)造的自重轉(zhuǎn)換為質(zhì)量：轉(zhuǎn)換到X、Y(地震作用方向)圖34定義構(gòu)造類型11.定義質(zhì)量主菜單項選擇擇荷載>靜力荷載>構(gòu)造荷載/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注：此處轉(zhuǎn)換的荷載不包括自重。荷載工況：注：此處轉(zhuǎn)換的荷載不包括自重。組合系數(shù)：1.0(0.5)圖35荷載轉(zhuǎn)換成質(zhì)量12.運行分析主菜單項選擇擇分析>運行>運行分析13.荷載組合主菜單項選擇擇結(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：用于構(gòu)造設(shè)計局部組合點擊自動生成設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：GB50010-10圖36荷載組合14．查看結(jié)果1.查看反力及內(nèi)力主菜單項選擇擇結(jié)果>結(jié)果>反力>反力：柱腳內(nèi)力〔軸力和彎矩〕圖37Z向與X向基底反力主菜單項選擇擇結(jié)果>結(jié)果>反力>查看反力:可以查看基底任意節(jié)點內(nèi)力2.位移主菜單項選擇擇結(jié)果>結(jié)果>變形>位移形狀:可以查看任意節(jié)點各方向位移>位移等值線:可以查看任意節(jié)點各方向位移注意：位移非撓度，撓度應(yīng)為相對位移>查看位移:查看每個節(jié)點位移情況圖38水平力作用下各層側(cè)移簡圖3.構(gòu)件內(nèi)力與應(yīng)力圖1.主菜單項選擇擇結(jié)果>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)力圖39梁單元內(nèi)力圖圖40墻單元內(nèi)力圖2.主菜單項選擇擇結(jié)果>結(jié)果>應(yīng)力>梁單元應(yīng)力圖:查看各種工況組合下梁單元應(yīng)力3.主菜單項選擇擇結(jié)果>結(jié)果>內(nèi)力>構(gòu)件內(nèi)力圖:查看在各種工況組合下構(gòu)件的內(nèi)力圖41構(gòu)件內(nèi)力圖4.梁單元細局部析主菜單項選擇擇結(jié)果>詳細>梁單元>梁單元細局部析:查看各個梁單元在各種工況作用下應(yīng)力及內(nèi)力圖圖42梁單元細局部析5.振型形狀及各振型所對應(yīng)的周期主菜單項選擇擇結(jié)果>模態(tài)>振型>周期與振型:查看各種振型作用下的構(gòu)造各向位移及自振周期圖43振型形狀及周期6.穩(wěn)定驗算主菜單項選擇擇結(jié)果>其它>穩(wěn)定驗算:剛重比驗算構(gòu)造類型：框—剪荷載工況：全選注：高層注：高層建筑構(gòu)造的整體穩(wěn)定驗算按照?高層建筑混凝土構(gòu)造技術(shù)規(guī)程?最新標(biāo)準(zhǔn)中的第5.4.1條，5.4.4條進展驗算圖44穩(wěn)定驗算7.周期主菜單項選擇擇結(jié)果>表格>結(jié)果表格>振型與周期：輸出各振型周期及有效質(zhì)量參與系數(shù)圖45周期及質(zhì)量參與系數(shù)表格8.層間位移主菜單項選擇擇結(jié)果>表格>結(jié)果表格>層>層間位移角驗算：輸出各種工況下各層的層間位移角，并和層間位移角限值進展驗算。圖46層間位移驗算表格9.層位移主菜單項選擇擇結(jié)果>表格>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圖47層位移驗算表格10.層剪重比主菜單項選擇擇結(jié)果>表格>結(jié)果表格>層>層剪重比:輸出各層地震作用下各層的剪力及剪重比圖48層剪力及剪重比表格11.層構(gòu)件剪力比主菜單項選擇擇結(jié)果>表格>結(jié)果表格>層>層構(gòu)件剪力比：查看各種工況下框架柱和剪力墻的地震剪力和比率。圖49層構(gòu)件剪力比表格12.傾覆彎矩主菜單項選擇擇結(jié)果>表格>結(jié)果表格>層>傾覆彎矩：查看各種工況下框架和剪力墻的傾覆彎矩。圖50傾覆彎矩表格13.側(cè)向剛度不規(guī)那么驗算主菜單項選擇擇結(jié)果>表格>結(jié)果表格>層>側(cè)向剛度不規(guī)那么驗算:輸出各層的層剛度比，并判斷側(cè)向剛度是否規(guī)那么。圖51層剛度比驗算表格14.薄弱層驗算主菜單項選擇擇結(jié)果>表格>結(jié)果表格>層>樓層承載力突變驗算：輸出各層抗剪承載力，本層與上一層的抗剪承載力之比，并判斷各層強度是否規(guī)那么。圖52樓層承載力突變驗算15．配筋設(shè)計1.一般設(shè)計參數(shù)主菜單項選擇擇設(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)點分割成幾局部時，需由程序自動指定構(gòu)件，定義梁單元在強軸作用平面內(nèi)的自由