MIDAS转换梁分析设计.docx
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MIDAS转换梁分析设计.docx
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MIDAS转换梁分析设计
MIDAS转换梁分析设计
MIDAS/GenMIDAS/Gen
1
例题转换梁分析和设计
例题6.转换梁分析和设计
概要
此例题将介绍利用MIDAS/Gen进行框架结构转换梁分析和设计的整个过程。
工程中为了简便,有时将转换深梁直接用梁单元模拟。
本例题中为了对比,对转换梁分别采用三种单元(梁单元、板单元和实体单元)进行模拟,以揭示转换深梁与一般浅梁的区别。
此例题的步骤如下:
1.简要
2.设定操作环境及定义材料和截面
3.用建模助手建立模型
4.生成框架柱
5.楼层复制及生成层数据
6.定义边界条件
7.输入楼面荷载
8.施加横向荷载
9.定义结构类型
10.定义质量数据
11.运行分析
12.查看结果
2
例题转换梁分析和设计
1.简要
本例题介绍使用MIDAS/Gen进行转换深梁的分析设计方法。
例题模型为三层钢筋混凝土框架结构。
(该例题数据仅供参考)
基本数据如下:
轴网尺寸:
见平面图
柱:
500x500
主梁:
200x600
混凝土:
C30
层高:
一层:
4.0m二,三层:
3.5m
设防烈度:
7º(0.10g)
场地:
?
类
图1.分析模型
3
例题转换梁分析和设计
2.设定操作环境及定义材料和截面
在建立模型之前先设定环境及定义材料和截面
1.主菜单选择文件>新项目
2.主菜单选择文件>保存:
输入文件名并保存
3.主菜单选择工具>单位体系:
长度m,力kN
注:
也可以通过
程序右下角
随时更改单位。
图2.定义单位体系
4.主菜单选择模型>材料和截面特性>材料:
添加:
定义C30混凝土
材料号:
1名称:
C30规范:
GB(RC)
混凝土:
C30材料类型:
各向同性
5.主菜单选择模型>材料和截面特性>截面:
添加:
定义梁、柱截面尺寸
4
例题转换梁分析和设计
图3定义材料
图4定义梁、柱截面
6.主菜单选择模型>材料和截面特性>厚度:
5
例题转换梁分析和设计
添加:
定义板厚度,面内和面外:
0.2
图5定义板厚度
3.用建模助手建立模型
主菜单选择文件>新项目主菜单选择模型>结构建模助手>框架:
输入:
添加x坐标,距离3,重复2;
添加z坐标,距离3,重复2;
编辑:
Beta角,90度;材料,C30;截面,200x600;生成框架;
插入:
插入点,0,0,0;Alpha,,90。
6
例题转换梁分析和设计
图6建立框架
4.建立框架柱
生成框架柱的步骤如下:
主菜单选择模型>单元>扩展:
7
例题转换梁分析和设计
扩展类型:
节点——线单元单元类型:
梁单元材料:
C30
注:
截面:
500×500输入柱子高度:
dz=,4此处柱子高在模型窗口中选择生成柱的节点度-4,负号
代表沿Z轴
负向。
图7生成框架柱
5.楼层复制及生成层数据
1:
主菜单选择建筑物数据>复制层数据:
复制次数:
2距离:
3.5添加
在模型窗口中选择所有单元
8
例题转换梁分析和设计
图8复制楼层
2:
主菜单选择建筑物数据>定义层数据:
点击生成层数据:
考虑5%偶然偏心
考虑刚性楼板:
若为弹性楼板选择不考虑
地面高度:
点击,若勾选使用地面高度,则程序认定此标高以下为地下室
图9生成层数据
9
例题转换梁分析和设计
3:
修改转换梁截面:
打开捕捉节点,消隐,打开单元号显示开关。
单选单元7,在树型菜单中将截面1600X200拖放到模型空间,修改深梁截面尺寸。
图10生成层数据
4:
复制框架结构,以对比转换深梁分别用板单元和实体单元模拟时的分析和设计方
法:
选择所有单元,模型>单元>复制和移动
等间距:
(12,0,0),复制次数:
2。
10
例题转换梁分析和设计
图11复制框架结构
5:
建立转换深梁板单元模型
选择单元70,模型>单元>扩展
图12建立板单元模型
选择单元70和133,拖放材料虚梁和截面虚梁修改单元属性。
11
例题转换梁分析和设计
点击,模型>单元>分割
单元类型:
其它平面单元,x方向分割数量:
15,y方向分割数量:
8。
选择单元70,模型>单元>分割
单元类型:
线单元;等间距;
X方向分割数量:
15;适用。
模型>单元>分割
单元类型:
线单元;被节点分割;
要分割的单元:
79;分割单元的节点:
110;适用。
要分割的单元:
76;分割单元的节点:
109;适用。
选择单元79,76
单元类型:
线单元;等间距;
X方向分割数量:
8;合并重复节点。
6:
建立转换深梁实体单元模型
工作树>单元,双击板单元选择深梁。
模型>单元>复制和移动
等间距:
(12,0,0)
交叉分割:
节点和单元
复制节点属性;复制单元属性。
选择单元133,模型>单元>分割
单元类型:
线单元;等间距;
X方向分割数量:
15;适用。
模型>单元>分割
单元类型:
线单元;被节点分割;
要分割的单元:
142;分割单元的节点:
392;适用。
要分割的单元:
139;分割单元的节点:
378;适用。
选择单元142,139
单元类型:
线单元;等间距;
X方向分割数量:
8;合并重复节点。
用多边形选择方法选择第三个框架上的板单元
模型>单元>扩展
扩展类型:
平面单元->实体单元
目标:
删除去除勾选项
等间距,(0.1,0,0)
前次选择,目标:
选择删除
等间距,(-0.1,0,0)
12
例题转换梁分析和设计
图13建立实体单元模型
7:
转换深梁实体单元刚性连接
模型>边界条件>刚性连接
主节点:
76,添加:
节点423、567;刚性连接的自由度:
DX、DY、RZ;适用。
同理对如下表中其它节点施加刚性连接。
图14节点刚性连接和表格
8:
释放刚性板连接
模型>边界条件>解除刚膜连接
选择节点:
73、76、393、423、537、567;适用。
13
例题转换梁分析和设计
图15解除刚膜连接
9、建立转换梁上的剪力墙
选择模型1的转换梁单元7,模型2和模型3的虚梁
模型>单元>扩展
扩展类型:
线单元->平面单元
目标:
删除去除勾选项
材料:
C30厚度:
0.2000板
等间距,(0,0,3.5)
复制次数:
2
适用
14
例题转换梁分析和设计
图16建立剪力墙
10、分割与剪力墙相交的梁
选择单元号91、112、154、175
模型>单元>分割
单元类型:
线单元
等间距;x方向分割数量:
15
合并重复节点:
勾选
11、生成墙号
模型>建筑物数据>自动生成墙号
层名称:
2F适用;3F适用;屋顶适用
图17生成墙号
15
例题转换梁分析和设计
6.定义边界条件
主菜单选择模型>边界条件>一般支承:
在模型窗口中用选择功能选择柱底嵌固
点。
图18输入边界条件
7.输入楼面荷载
1:
主菜单选择荷载>静力荷载工况:
DL:
恒荷载LL:
活荷载
WX:
风荷载WY:
风荷载16
例题转换梁分析和设计
图19定义荷载工况
2:
主菜单选择荷载>自重:
荷载工况:
DL自重系数:
Z=,1
图20定义自重
3:
菜单选择荷载>定义楼面荷载类型:
定义楼层楼面荷载:
名称:
office荷载工况:
DL(LL)楼面荷载:
2,,3
名称:
roof荷载工况:
DL(LL)楼面荷载:
-3,-0.5
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例题转换梁分析和设计
注:
此处负号代表
荷载方向沿Z
轴负向。
图21定义楼面荷载
4:
主菜单选择视图>激活>按属性激活:
选择按层激活:
激活2F层
图22按层激活
5:
主菜单选择荷载>分配楼面荷载:
楼面荷载类型:
office分配模式:
双向
荷载方向:
整体坐标系Z复制楼面荷载:
方向Z,距离3.5
在模型窗口指定加载区域节点
18
例题转换梁分析和设计
按属性激活:
选择按层激活:
激活屋顶
楼面荷载类型:
roof分配模式:
双向
荷载方向:
整体坐标系Z
在模型窗口指定加载区域节点
注:
楼面荷
载分配不上,
可检查分配区
域内是否有空
节点、重复节
点、重复单
元。
图23分配楼面荷载
8.施加横向荷载
1:
施加横向风荷载
荷载>节点荷载;
选择节点:
5、41、77;
荷载工况名称:
WX,FX:
19.3,适用;
图24施加X向风荷载
19
例题转换梁分析和设计
选择节点:
23、59、95
荷载工况名称:
WX,FX:
21.4,适用;选择节点:
32、68、104
荷载工况名称:
WX,FX:
11.6,适用;
选择节点:
5、41、77;
荷载工况名称:
WY,FY:
24.0,适用;
选择节点:
23、59、95
荷载工况名称:
WY,FY:
26.7,适用;
选择节点:
32、68、104
荷载工况名称:
WY,FY:
14.4,适用。
2、定义反应谱工况
荷载>反应谱分析数据>反应谱函数,添加;设计地震分组:
2,地震设防烈度:
7,场地类别:
III,阻尼比:
0.05;
图25定义反应谱函数荷载>反应谱分析数据>反应谱荷载工况
荷载工况名称:
rx,地震作用角度:
0;
适用阻尼计算方法:
阻尼:
振型,所有振型的阻尼比:
0.05;特征值分析控制:
分析类型:
Lanczos方法,振型数量:
9;
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例题转换梁分析和设计
模态组合控制:
振型组合类型:
CQC;
操作:
添加;
荷载工况名称:
ry,地震作用角度:
90;
操作:
添加。
9.定义结构类型
主菜单选择模型>结构类型
结构类型:
3,D(三维分析)
将结构的自重转换为质量:
转换到X、Y(地震作用方向)
图26定义结构类型
10.定义质量数据
1:
主菜单选择模型>质量>将荷载转换成质量:
质量方向:
X,Y荷载工况:
DLLL
组合系数:
1.00.5
21
例题转换梁分析和设计
图27定义荷载质量
11.运行分析
主菜单选择分析>运行分析
12.查看结果
1:
主菜单选择结果>荷载组合
点击自动生成;
勾选添加包络;选择规范:
混凝土;设计规范:
GB50010-02;
点击确认;
22
例题转换梁分析和设计
2:
主菜单选择结果>反力
荷载工况/荷载组合:
CB:
gLCB1;
反力:
FZ;
显示类型:
勾选数值;数值:
小数点以下位数:
1;点击适用;俯视图;
图28查看反力
3:
主菜单选择结果>位移>位移等值线
荷载工况/荷载组合:
CB:
gLCB1;
位移:
DXYZ;
显示类型:
勾选等值线;勾选变形;勾选图例;点击适用;标准视图;
图29查看位移等值线
4:
主菜单选择结果>周期和振型
23
例题转换梁分析和设计
荷载工况(模态号):
Mode1;
模态成分:
Md-XYZ;
显示类型:
勾选图例;勾选等值线;
点击适用;
图30查看周期和振型
5:
主菜单选择结果>分析结果表格>层>层间位移角验算…
结果>分析结果表格>层>层剪重比(反应谱分析)
图31层数据表格
6、查看转换梁(板单元模型)内力
激活模型2,结果>内力>板单元内力
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例题转换梁分析和设计
荷载工况/荷载组合:
CB:
glcB1
内力选项:
单元坐标系;单元
内力:
Myy;显示类型:
勾选等值线,勾选图例;
点击适用;
图32转换梁内力云图(板模型)
7、查看板剖断面内力图
主菜单选择结果>内力>板剖断面内力图
荷载工况/荷载组合:
CBmax:
RC:
ENV_STR;
剖断面定义:
名称:
a;P0:
单击节点188,P1:
单击节点173,P2:
单击节点125;名称:
b;P0:
单击节点244,P1:
单击节点118,P2:
单击节点40;点击添加;内力Mxx;显示系数:
3;勾选数值;勾选最小/最大值;点击适用。
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例题转换梁分析和设计
图33板剖断面内力图
8、查看板单元局部方向内力合力
主菜单选择结果>局部方向内力的合力
形式:
用线选择板边缘;荷载工况:
CB:
glcB1;容许误差:
0.0001;
输入坐标:
在位置后空白处点击变成草绿色,然后单选节点109、节点37、
节点111,出现虚线;点击计算;
图34转换梁内力合力(板模型)26
例题转换梁分析和设计
9、查看实体单元局部方向内力合力
激活实体单元;标准视图;
主菜单选择结果>局部方向内力的合力
形式:
用多边形选择实体单元表面;荷载工况:
CB:
glcB1;容许误差:
0.0001;输入坐标:
在位置后空白处点击变成草绿色,然后单选节点666、节点522、节点393和节点537,出现虚线;
点击计算;
图35转换梁内力合力(实体模型)
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- MIDAS 转换 分析 设计