midasGen-钢筋混凝土框架剪力墙动力弹塑性分析

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例题动力弹塑性分析例题2钢筋混凝土框架剪力墙动力弹塑性分析33 例题动力弹塑性分析例题.钢筋混凝土框架剪力墙动力弹塑性分析概要此例题将介绍利用midasGen做动力弹塑性分析的整个过程，以及查看分析结果的方法。此例题的步骤如下:1.简介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平面4.生成框架柱5.建立剪力墙6.楼层复制及生成层数据文件7.生成墙号8.定义边界条件9.输入楼面荷载10.定义结构类型11.定义质量12.定义配筋13.定义及分配铰特性值14.输入时程分析数据15.运行分析16.查看结果33 例题动力弹塑性分析1.简介本例题介绍使用midasGen的动力弹塑性分析功能来进行抗震设计的方法。例题模型为二层钢筋混凝土框架剪力墙结构。(该例题数据仅供参考)基本数据如下：Ø轴网尺寸：3mx3mØ柱:300x300Ø主梁：200x300Ø混凝土：C30Ø层高：一～二层：3.0mØ地震波：ElCentroØ分析时间：12秒图1分析模型33 例题动力弹塑性分析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>设置>单位系: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.主菜单选择特性>材料>材料特性值：添加：定义C30混凝土材料号：1名称：C30规范：GB10(RC)混凝土：C30材料类型：各向同性5.主菜单选择特性>截面>截面特性值：添加：定义梁、柱截面尺寸；墙厚度33 例题动力弹塑性分析图3定义材料图4定义梁、柱截面及墙厚度33 例题动力弹塑性分析3.用建模助手建立模型主菜单选择结构>建模助手>基本结构>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，200x300；生成框架；插入：插入点，0，0，0；Alpha，－90。图5建立框架33 例题动力弹塑性分析4.建立框架柱生成框架柱的步骤如下：主菜单选择节点/单元>单元>扩展：注：此处柱子高度-3，负号代表沿Z轴负向。扩展类型：节点—>线单元单元类型：梁单元材料：C30截面：300×300输入柱子高度：dz=-3在模型窗口中选择生成柱的节点图6生成框架柱33 例题动力弹塑性分析5.建立剪力墙生成剪力墙的步骤如下：主菜单选择节点/单元>单元>扩展：注：此处墙高度-3，负号代表沿Z轴负向。扩展类型：线单元——平面单元单元类型：板单元材料：C30厚度：0.25输入柱子高度：dz=－3在模型窗口中选择生成墙的线单元图7建立剪力墙33 例题动力弹塑性分析6.楼层复制及生成层数据文件1：主菜单选择结构>建筑>控制数据>复制层数据:复制次数：1距离：3添加在模型窗口中选择要复制的单元，点击2：主菜单选择结构>建筑>控制数据>定义层数据:考虑刚性楼板地面高度：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注：需要输出时程分析层结果的时候，勾选时称分析结果的层反应图8生成层数据33 例题动力弹塑性分析7.生成墙号1：主菜单选择结构>控制数据>自动生成墙号:图9生成墙号8.定义边界条件主菜单选择边界>边界>一般支承:在模型窗口中选择柱底嵌固点图10输入边界条件33 例题动力弹塑性分析9.输入楼面荷载1：主菜单选择静力荷载>建立荷载工况>静力荷载工况:dl：恒荷载ll：活荷载图11定义荷载工况33 例题动力弹塑性分析2：主菜单选择荷载>静力荷载>结构荷载/质量>自重:荷载工况：dl自重系数：Z=-1图12定义自重3：菜单选择荷载>静力荷载>初始荷载/其他>分配楼面荷载>定义楼面荷载类型：注：此处负号代表荷载方向沿Z轴负向。定义各房间荷载:名称：floor荷载工况：dl（ll）楼面荷载：-5，-433 例题动力弹塑性分析图13定义楼面荷载4：主菜单选择视图>激活>全部>按属性激活：选择按层激活:激活2F层图14按层激活5：主菜单选择荷载>静力荷载>初始荷载/其他>分配楼面荷载>分配楼面荷载:楼面荷载类型：floor分配模式：双向（或长度）荷载方向：整体坐标系Z复制楼面荷载：方向Z，距离333 例题动力弹塑性分析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15分配楼面荷载6：主菜单选择结果>组合>荷载组合：自定义荷载组合“组合”，荷载工况系数：dl(ST)，1.0；ll(ST)，0.533 例题动力弹塑性分析图17自定义荷载组合7：主菜单选择荷载>静力荷载>建立荷载工况>使用荷载组合:图18使用荷载工况建立荷载组合8：主菜单选择视图>激活>全部>全部激活视图>显示:荷载查看输入的荷载33 例题动力弹塑性分析图19显示荷载33 例题动力弹塑性分析10.定义结构类型主菜单选择结构>类型>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20定义结构类型33 例题动力弹塑性分析11.定义质量1：主菜单选择荷载>静力荷载>结构荷载/质量>节点质量>荷载转化为质量：质量方向：X，Y荷载工况：DLLL组合系数：1.00.5图21定义荷载质量33 例题动力弹塑性分析2：主菜单选择荷载>静力荷载>结构荷载/质量>节点质量>节点质量：（本例题为了更好的看到铰的开展情况，给各节点添加节点质量增大地震作用）选取二层~屋顶的所有节点，mX：100KN/g，mY：100KN/g图22定义节点质量12.定义配筋主菜单选择设计>混凝土设计>混凝土构件验算：梁，柱构件编辑验算用梁截面数据：i-节点，中央，j-节点：配筋上下各2根d10的钢筋箍筋d10，保护层厚度0.035m。编辑验算用柱截面数据：箍筋类型：环筋d10，主筋8根d10，层数：3环箍/螺旋箍肢数：0.24m，排列：Y：4，Z：4，主筋的重心位置(do):0.035m33 例题动力弹塑性分析编辑验算用墙钢筋数据：竖向d12@300，水平d10@300图23编辑验算用梁截面数据图24编辑验算用柱截面数据33 例题动力弹塑性分析图25编辑验算用墙钢筋数据13.定义及分配铰特性值注：单元位置，为计算铰特性值所选用的截面配筋位置。滞回模型说明请参照帮助文件1：主菜单选择特性>塑性材料>非弹性铰>定义非弹性铰特性值定义梁铰名称：beam，屈服强度（面）计算方法：自动计算，材料类型：钢筋混凝土构件类型：梁，单元位置：中央，截面名称：1：200×300，特性值：勾选My铰数量：5，滞回模型：Clough，特性值：自动计算33 例题动力弹塑性分析注：滞回模型说明请参照帮助文件计算卸载刚度的幂阶，用来调整混凝土开裂后刚度卸载图26定义梁铰特性值定义柱铰名称：colu，屈服强度（面）计算方法：自动计算，材料类型：钢筋混凝土构件类型：柱，截面名称：2：300×300，特性值：勾选Fx,My，铰数量：5滞回模型：Clough，特性值：自动计算33 例题动力弹塑性分析FXMY图27定义柱铰特性值定义墙铰名称：wall，单元类型：梁-柱，材料类型：混凝土，墙类型：板定义：弯矩-旋转角，铰类型：骨架，相关类型：强度P-M,特性值：勾选Fz,My，滞回模型：修正武田三折线，特性值：自动计算33 例题动力弹塑性分析FZMY图28定义墙铰特性值33 例题动力弹塑性分析2：主菜单选择特性>塑性材料>非弹性铰>分配非弹性铰单元类型：梁非弹性较特性值：选择上一步定义的梁和柱铰特性值beam或colu选择所有匹配单元（程序自动选择相应截面的单元）单元类型：墙非弹性较特性值：选择上一步定义的梁和柱铰特性值wall选择所有匹配单元（程序自动选择相应截面的单元）图29分配非弹性铰14.输入时程分析数据33 例题动力弹塑性分析1：主菜单选择荷载>地震作用>时程分析数据>时程函数：添加时程函数:时间函数数据类型：无量纲加速度地震波：选Elcent－h波注：地震波的最大加速度调整，可以通过放大系数或最大值来实现。放大系数：1（也可以>1）图30添加时程函数2：主菜单选择荷载>地震作用>时程分析数据>荷载工况：添加荷载工况名称：SC133 例题动力弹塑性分析结束时间：12秒（指地震波的分析时间，若地震波的作用时间为50秒，我们只分析到12秒处），分析时间步长：0.01（表示地震波上的取值步长，一般不要低于地震波的时间间隔），输出时间步长：1（整理结果时输出时间步长，例如结束时间为20秒，分析时间步长为0.02秒，则计算结果有20/0.02=1000个，如果在输出时间步长中输入2，则表示隔一步输出一步的结果）。分析类型：非线性，分析方法：直接积分法。时程类型：瞬态（地震波），当波为谐振函数时选择线性周期。加载顺序：接续前次dl+0.5ll阻尼计算方法：质量和刚度因子，周期1.46、0.45阻尼比0.0533 例题动力弹塑性分析图31时程荷载工况33 例题动力弹塑性分析3：主菜单选择荷载>地震作用>时程分析数据>地震作用>地面：地面加速度，定义地震波作用方向时程分析荷载工况名称：SC1X－方向时程分析函数：函数名称：Elcent－h系数：1（地震波增减系数）到达时间：0秒（表示地震波开始作用时间）Y－方向时程分析函数：函数名称：NONEZ－方向时程分析函数：若不考虑竖向地震作用此项可不填水平地面加速度的角度：X、Y两个方向都作用有地震波时，如果输入0度，表示X方向地震波作用于X方向，Y向地震波作用于Y方向。如果输入90度，表示X方向地震波作用于Y方向，Y向地震波作用于X方向。如果输入30度，表示X方向地震波作用于与X轴成30度方向，Y向地震波作用于与Y轴成30度方向。操作：添加图32地面加速度33 例题动力弹塑性分析15.运行时程分析主菜单选择分析>运行>运行分析16.时程分析结果1：主菜单选择结果>时程>时程分析结果>位移/速度/加速度:可以查看在地震波作用下，各个时刻各节点的位移情况荷载工况：SC1步骤：11.16（可以任选某一时刻）时间函数：Elcent－h位移：任选一方向位移若选择动画，可以以动画形式显示各时刻各节点的位移情况图33任意时刻位移图33 例题动力弹塑性分析2：主菜单选择结果>时程>时程图表/文本>时程图形可以查看各节点位移及各单元的内力及应力情况定义/编辑函数：位移添加新函数名称：D1节点号：在模型窗口选择某一节点结果类型：位移参考点：地面输出分量：DX时程分析荷载工况：SC1图34定义节点时程函数图35节点位移时程图表33 例题动力弹塑性分析3：主菜单选择结果>时程>时程图表/文本>层图形:层数据图形，以图形方式查看各层在地震波作用下各时刻所分担的地震剪力方向：X轴方向（Y轴方向）层：2层时程工况：SC1图36定义层剪力时程函数图37层剪力时程图表4：主菜单选择结果>时程>时程分析结果>非弹性铰状态时程荷载工况：SC1步骤：12（亦可以通过鼠标在地震波图形上点取）时间函数：Elcent_h结果类型：铰状态成分：Ry33 例题动力弹塑性分析图38非弹性铰图形显示33