midas Gen-轉(zhuǎn)換梁設(shè)計(jì)

1、例題 轉(zhuǎn)換梁分析和設(shè)計(jì)例題6 轉(zhuǎn)換梁分析和設(shè)計(jì)例題. 轉(zhuǎn)換梁分析和設(shè)計(jì)概要此例題將介紹利用midas Gen進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換梁分析和設(shè)計(jì)的整個過程。工程中為了簡便，有時(shí)將轉(zhuǎn)換深梁直接用梁單元模擬。本例題中為了對比，對轉(zhuǎn)換梁分別采用三種單元（梁單元、板單元和實(shí)體單元）進(jìn)行模擬，以揭示轉(zhuǎn)換深梁與一般淺梁的區(qū)別。此例題的步驟如下:1. 簡介2. 設(shè)定操作環(huán)境及定義材料和截面3. 用建模助手建立模型4. 生成框架柱5. 樓層復(fù)制及生成層數(shù)據(jù)6. 定義邊界條件7. 輸入樓面荷載8. 施加橫向荷載9. 定義結(jié)構(gòu)類型10. 定義質(zhì)量數(shù)據(jù)11. 運(yùn)行分析12. 查看結(jié)果1.簡介 本例題介紹使用midas Ge

2、n進(jìn)行轉(zhuǎn)換深梁的分析設(shè)計(jì)方法。例題模型為三層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。(該例題數(shù)據(jù)僅供參考) 基本數(shù)據(jù)如下：1. 軸網(wǎng)尺寸：見平面圖2. 柱: 500mmx500mm3. 主梁： 200mmx600mm4. 混凝土： C305. 層高： 一層 ：4.0m 二三層：3.5m6. 設(shè)防烈度：7（0.10g）7. 場地： 類 圖1 分析模型2.設(shè)定操作環(huán)境及定義材料和截面在建立模型之前先設(shè)定環(huán)境及定義材料和截面1. 主菜單選擇 文件新項(xiàng)目2. 主菜單選擇 文件保存: 輸入文件名并保存3. 主菜單選擇 工具設(shè)置單位系: 長度 m, 力 kN注：也可以通過程序右下角隨時(shí)更改單位。 圖2 定義單位體系4. 主菜

3、單選擇 特性材料材料特性： 添加：定義C30混凝土材料號：1 名稱：C30 規(guī)范：GB10(RC) 混凝土：C30 材料類型：各向同性5. 主菜單選擇 特性截面截面特性值：添加：定義梁、柱截面尺寸 圖3 定義材料 圖4 定義梁、柱截面6. 主菜單選擇 特性截面厚度：添加：定義板厚度，面內(nèi)和面外：0.2 圖5 定義板厚度3.用建模助手建立模型主菜單選擇 結(jié)構(gòu)建模助手基本結(jié)構(gòu)框架： 輸入：添加x坐標(biāo)，距離3，重復(fù)2； 添加z坐標(biāo)，距離3，重復(fù)2；編輯： Beta角，90度；材料，C30；截面，200x600；生成框架；插入：插入點(diǎn)，0，0，0；Alpha，-90。 圖6 建立框架4.建立框架柱生成

4、框架柱的步驟如下：主菜單選擇 節(jié)點(diǎn)/單元單元擴(kuò)展：注：此處柱子高度-4，負(fù)號代表沿Z軸負(fù)向。擴(kuò)展類型：節(jié)點(diǎn)線單元 單元類型：梁單元 材料：C30 截面：500500 輸入柱子高度：dz=-4在模型窗口中選擇生成柱的節(jié)點(diǎn) 圖7 生成框架柱5.樓層復(fù)制及生成層數(shù)據(jù)1：主菜單選擇 結(jié)構(gòu)建筑控制數(shù)據(jù)復(fù)制層數(shù)據(jù): 復(fù)制次數(shù)：2 距離：3.5 添加在模型窗口中選擇所有單元 適用圖8 復(fù)制樓層2：主菜單選擇 結(jié)構(gòu)建筑控制數(shù)據(jù)定義層數(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 圖9 生成層數(shù)據(jù)3：修改轉(zhuǎn)換梁截面:打開

5、捕捉節(jié)點(diǎn)，消隱，打開單元號顯示開關(guān)。單選單元7，在樹型菜單中將截面1600X200拖放到模型空間，修改深梁截面尺寸。圖10 生成層數(shù)據(jù)4：復(fù)制框架結(jié)構(gòu)，以對比轉(zhuǎn)換深梁分別用板單元和實(shí)體單元模擬時(shí)的分析和設(shè)計(jì)方法：選擇所有單元，節(jié)點(diǎn)/單元單元復(fù)制移動等間距：（12,0,0），復(fù)制次數(shù)：2。圖11 復(fù)制框架結(jié)構(gòu)5：建立轉(zhuǎn)換深梁板單元模型 選擇單元70，節(jié)點(diǎn)/單元單元擴(kuò)展 圖12 建立板單元模型 選擇單元70和133，拖放材料虛梁和截面虛梁修改單元屬性。 點(diǎn)擊生成的板單元，節(jié)點(diǎn)/單元單元分割 單元類型：其它平面單元，x方向分割數(shù)量：15，y方向分割數(shù)量：8 適用。 分割板單元使其與周圍的虛梁和柱節(jié)點(diǎn)

6、耦合 節(jié)點(diǎn)/單元單元分割 單元類型：線單元；被節(jié)點(diǎn)分割； 要分割的單元：206；分割單元的節(jié)點(diǎn)：110；適用。 要分割的單元：205；分割單元的節(jié)點(diǎn)：109；適用。 選擇單元206，205單元類型：線單元；等間距； X方向分割數(shù)量：7；合并重復(fù)節(jié)點(diǎn)。 圖13 分割板單元模型 6：建立轉(zhuǎn)換深梁實(shí)體單元模型 工作樹單元，雙擊板單元選擇深梁。 節(jié)點(diǎn)/單元單元復(fù)制和移動 等間距：（12，0，0） 交叉分割：節(jié)點(diǎn)和單元 復(fù)制節(jié)點(diǎn)屬性；復(fù)制單元屬性。 選擇單元133，節(jié)點(diǎn)/單元單元分割 單元類型：線單元；等間距； X方向分割數(shù)量：15；適用。 節(jié)點(diǎn)/單元單元分割 單元類型：線單元；被節(jié)點(diǎn)分割； 要分割的單

7、元：142；分割單元的節(jié)點(diǎn)：392；適用。 要分割的單元：139；分割單元的節(jié)點(diǎn)：378；適用。 選擇單元142，139單元類型：線單元；等間距； X方向分割數(shù)量：8；合并重復(fù)節(jié)點(diǎn)。 用多邊形選擇方法選擇第三個框架上的板單元 節(jié)點(diǎn)/單元單元擴(kuò)展 擴(kuò)展類型：平面單元-實(shí)體單元 目標(biāo)：“刪除”選項(xiàng)不勾選 等間距，（0.1，0，0） 前次選擇，目標(biāo)：選擇“刪除”選項(xiàng) 等間距，（-0.1，0，0） 圖14建立實(shí)體單元模型 7：轉(zhuǎn)換深梁實(shí)體單元剛性連接 邊界連接剛性連接 主節(jié)點(diǎn)：76，添加：節(jié)點(diǎn)423、567；剛性連接的自由度：DX、DY、RZ；適用。 同理對如下表中其它節(jié)點(diǎn)施加剛性連接，通過表格輸入也

8、可以完成。 圖15 節(jié)點(diǎn)剛性連接和表格 8：釋放剛性板連接 邊界其他解除剛膜連接 選擇節(jié)點(diǎn)：73、76、393、423、537、567；適用。 圖16 解除剛膜連接 9、建立轉(zhuǎn)換梁上的剪力墻 選擇模型1的轉(zhuǎn)換梁單元7，模型2和模型3的虛梁 節(jié)點(diǎn)/單元單元擴(kuò)展 擴(kuò)展類型：線單元-平面單元 目標(biāo)：“刪除”選項(xiàng)不勾選 材料：C30 厚度：0.2000 板單元 等間距，（0，0，3.5） 復(fù)制次數(shù)：2 適用 圖17建立剪力墻 10、分割與剪力墻相交的梁 選擇單元號91、112、154、175 節(jié)點(diǎn)/單元單元分割 單元類型：線單元 等間距；x方向分割數(shù)量：15 合并重復(fù)節(jié)點(diǎn)：勾選11、生成墻號 結(jié)構(gòu)建筑

9、數(shù)據(jù)控制自動生成墻號 選擇“所有”，確定 圖18 生成墻號6.定義邊界條件主菜單選擇 邊界邊界一般支承: 在模型窗口中用選擇功能選擇柱底嵌固點(diǎn)。 圖19 輸入邊界條件7.輸入樓面荷載1：主菜單選擇 荷載靜力荷載建立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20 定義荷載工況2：主菜單選擇荷載靜力荷載結(jié)構(gòu)荷載/質(zhì)量自重: 荷載工況：DL 自重系數(shù)：Z=-1 圖21 定義自重 3：主菜單選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注：此處負(fù)號代表荷載方向沿Z軸負(fù)向。定義樓層樓面荷載: 名稱：office 荷載工況：DL（LL） 樓面荷載：-2

10、，-3 圖22 定義樓面荷載4：主菜單選擇 視圖激活全部按屬性激活： 選擇按層激活: 激活2F層 圖23 按層激活5：主菜單選擇荷載靜力荷載初始荷載/其他 分配樓面荷載分配樓面荷載樓面荷載類型：office 分配模式：雙向荷載方向：整體坐標(biāo)系Z 復(fù)制樓面荷載：方向Z，距離23.5在模型窗口指定加載區(qū)域節(jié)點(diǎn)按屬性激活：選擇按層激活：激活屋頂樓面荷載類型：roof 分配模式：雙向荷載方向：整體坐標(biāo)系Z 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24 分配樓面荷載8. 施加橫向荷載1：施加橫向風(fēng)荷載主菜單選擇 荷載靜力荷載 結(jié)構(gòu)荷載/質(zhì)量節(jié)

11、點(diǎn)荷載:選擇節(jié)點(diǎn)：5、41、77；荷載工況名稱：WX， FX:19.3，適用；圖25 施加X向風(fēng)荷載選擇節(jié)點(diǎn)：23、59、95荷載工況名稱：WX， FX：21.4，適用；選擇節(jié)點(diǎn)：32、68、104荷載工況名稱：WX， FX：11.6，適用；選擇節(jié)點(diǎn)：5、41、77；荷載工況名稱：WY， FY:24.0，適用；選擇節(jié)點(diǎn)：23、59、95荷載工況名稱：WY， FY:26.7，適用；選擇節(jié)點(diǎn)：32、68、104荷載工況名稱：WY， FY:14.4，適用。2、定義反應(yīng)譜工況主菜單選擇 荷載地震作用反應(yīng)譜數(shù)據(jù)反應(yīng)譜函數(shù)，添加；設(shè)計(jì)地震分組：2，地震設(shè)防烈度：7（0.1），場地類別：III，阻尼比：0.

12、05； 圖26 定義反應(yīng)譜函數(shù) 主菜單選擇荷載地震作用反應(yīng)譜數(shù)據(jù)反應(yīng)譜荷載工況， 荷載工況名稱：rx，地震作用角度：0；適用阻尼計(jì)算方法：阻尼：振型，所有振型的阻尼比：0.05；特征值分析控制：分析類型：Lanczos方法，振型數(shù)量：9；模態(tài)組合控制：振型組合類型：CQC；操作：添加；荷載工況名稱：ry，地震作用角度：90；操作：添加。 9. 定義結(jié)構(gòu)類型主菜單選擇 結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型：3D (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) 圖27 定義結(jié)構(gòu)類型10. 定義質(zhì)量數(shù)據(jù)1：主菜單選擇 荷載靜力荷載結(jié)構(gòu)荷載/質(zhì)量節(jié)點(diǎn)質(zhì)量荷載轉(zhuǎn)化為質(zhì)量 質(zhì)量方向：X，Y 荷載

13、工況：DL LL 組合系數(shù)：1.0 0.5 圖28 定義荷載質(zhì)量11. 運(yùn)行分析主菜單選擇 分析運(yùn)行運(yùn)行分析12. 查看結(jié)果1：主菜單選擇 結(jié)果組合荷載組合點(diǎn)擊 自動生成；勾選添加包絡(luò)；選擇規(guī)范：混凝土；設(shè)計(jì)規(guī)范：GB50010-10；點(diǎn)擊 確認(rèn)；2：主菜單選擇 結(jié)果結(jié)果反力反力荷載工況/荷載組合： CB：gLCB1；反力：FZ；顯示類型：勾選 數(shù)值； 數(shù)值：小數(shù)點(diǎn)以下位數(shù)：1；點(diǎn)擊 適用； 俯視圖； 圖29 查看反力3：主菜單選擇 結(jié)果結(jié)果變形位移等值線荷載工況/荷載組合： CB：gLCB1；位移：DXYZ；顯示類型：勾選 等值線； 勾選 變形；勾選 圖例；點(diǎn)擊 適用； 標(biāo)準(zhǔn)視圖；圖30 查

14、看位移等值線4：主菜單選擇 結(jié)果模態(tài)振型周期和振型荷載工況（模態(tài)號）：Mode 1；模態(tài)成分：Md-XYZ；顯示類型：勾選 圖例； 勾選 等值線；點(diǎn)擊 適用；圖31 查看周期和振型5：主菜單選擇 結(jié)果表格結(jié)果表格層層間位移角 結(jié)果表格結(jié)果表格層層剪重比（反應(yīng)譜分析）圖32層數(shù)據(jù)表格6、查看轉(zhuǎn)換梁（板單元模型）內(nèi)力激活模型2，結(jié)果結(jié)果內(nèi)力板單元內(nèi)力荷載工況/荷載組合：CB：glcB1內(nèi)力選項(xiàng)：單元坐標(biāo)系； 單元內(nèi)力：Myy；顯示類型：勾選 等值線， 勾選 圖例；點(diǎn)擊 適用；圖33 轉(zhuǎn)換梁內(nèi)力云圖（板模型）7、查看板剖斷面內(nèi)力圖主菜單選擇 結(jié)果結(jié)果內(nèi)力板單元內(nèi)力：剖斷面荷載工況/荷載組合：CBmax：STL：ENV_STR；剖斷面定義：名稱：a； P1：單擊節(jié)點(diǎn)188，P2：單擊節(jié)點(diǎn)173；名稱：b； P1：單擊節(jié)點(diǎn)244，P2：單擊節(jié)點(diǎn)118；點(diǎn)擊 添加； 內(nèi)力 Mxx；勾選 數(shù)值；勾選 最小/最大值；點(diǎn)擊 適用。 圖34 板剖斷面內(nèi)力圖8、查看板單元局部方向內(nèi)力合力主菜單選擇 結(jié)果詳細(xì)局部方向內(nèi)力的合力形式：用交叉線選擇板邊緣；荷載工況：CB：glcB1；容許誤差：0.0001；輸入坐標(biāo)：在位置