midas Gen-轉換梁設計

1、例題 轉換梁分析和設計例題6 轉換梁分析和設計例題. 轉換梁分析和設計概要此例題將介紹利用midas Gen進行框架結構轉換梁分析和設計的整個過程。工程中為了簡便，有時將轉換深梁直接用梁單元模擬。本例題中為了對比，對轉換梁分別采用三種單元（梁單元、板單元和實體單元）進行模擬，以揭示轉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. 定義結構類型10. 定義質量數(shù)據(jù)11. 運行分析12. 查看結果1.簡介 本例題介紹使用midas Ge

2、n進行轉換深梁的分析設計方法。例題模型為三層鋼筋混凝土框架結構。(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. 設防烈度：7（0.10g）7. 場地： 類 圖1 分析模型2.設定操作環(huán)境及定義材料和截面在建立模型之前先設定環(huán)境及定義材料和截面1. 主菜單選擇 文件新項目2. 主菜單選擇 文件保存: 輸入文件名并保存3. 主菜單選擇 工具設置單位系: 長度 m, 力 kN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 結構建模助手基本結構框架： 輸入：添加x坐標，距離3，重復2； 添加z坐標，距離3，重復2；編輯： Beta角，90度；材料，C30；截面，200x600；生成框架；插入：插入點，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/單元單元擴展：注：此處柱子高度-4，負號代表沿Z軸負向。擴展類型：節(jié)點線單元 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 圖7 生成框架柱5.樓層復制及生成層數(shù)據(jù)1：主菜單選擇 結構建筑控制數(shù)據(jù)復制層數(shù)據(jù): 復制次數(shù)：2 距離：3.5 添加在模型窗口中選擇所有單元 適用圖8 復制樓層2：主菜單選擇 結構建筑控制數(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：若為彈性樓板選擇不考慮地面高度：點擊，若勾選使用地面高度，則程序認定此標高以下為地下室 圖9 生成層數(shù)據(jù)3：修改轉換梁截面:打開

5、捕捉節(jié)點，消隱，打開單元號顯示開關。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：復制框架結構，以對比轉換深梁分別用板單元和實體單元模擬時的分析和設計方法：選擇所有單元，節(jié)點/單元單元復制移動等間距：（12,0,0），復制次數(shù)：2。圖11 復制框架結構5：建立轉換深梁板單元模型 選擇單元70，節(jié)點/單元單元擴展 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。 點擊生成的板單元，節(jié)點/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

6、耦合 節(jié)點/單元單元分割 單元類型：線單元；被節(jié)點分割； 要分割的單元：206；分割單元的節(jié)點：110；適用。 要分割的單元：205；分割單元的節(jié)點：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；合并重復節(jié)點。 圖13 分割板單元模型 6：建立轉換深梁實體單元模型 工作樹單元，雙擊板單元選擇深梁。 節(jié)點/單元單元復制和移動 等間距：（12，0，0） 交叉分割：節(jié)點和單元 復制節(jié)點屬性；復制單元屬性。 選擇單元133，節(jié)點/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/單元單元分割 單元類型：線單元；被節(jié)點分割； 要分割的單

7、元：142；分割單元的節(jié)點：392；適用。 要分割的單元：139；分割單元的節(jié)點：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；合并重復節(jié)點。 用多邊形選擇方法選擇第三個框架上的板單元 節(jié)點/單元單元擴展 擴展類型：平面單元-實體單元 目標：“刪除”選項不勾選 等間距，（0.1，0，0） 前次選擇，目標：選擇“刪除”選項 等間距，（-0.1，0，0） 圖14建立實體單元模型 7：轉換深梁實體單元剛性連接 邊界連接剛性連接 主節(jié)點：76，添加：節(jié)點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)點施加剛性連接，通過表格輸入也

8、可以完成。 圖15 節(jié)點剛性連接和表格 8：釋放剛性板連接 邊界其他解除剛膜連接 選擇節(jié)點：73、76、393、423、537、567；適用。 圖16 解除剛膜連接 9、建立轉換梁上的剪力墻 選擇模型1的轉換梁單元7，模型2和模型3的虛梁 節(jié)點/單元單元擴展 擴展類型：線單元-平面單元 目標：“刪除”選項不勾選 材料：C30 厚度：0.2000 板單元 等間距，（0，0，3.5） 復制次數(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/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 合并重復節(jié)點：勾選11、生成墻號 結構建筑

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。 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：風荷載 WY：風荷載 圖20 定義荷載工況2：主菜單選擇荷載靜力荷載結構荷載/質量自重: 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：此處負號代表荷載方向沿Z軸負向。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：整體坐標系Z 復制樓面荷載：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：整體坐標系Z 在模型窗口指定加載區(qū)域節(jié)點注： 樓面荷載分配不上，可檢查分配區(qū)域內是否有空節(jié)點、重復節(jié)點、重復單元。圖24 分配樓面荷載8. 施加橫向荷載1：施加橫向風荷載主菜單選擇 荷載靜力荷載 結構荷載/質量節(jié)

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

12、05； 圖26 定義反應譜函數(shù) 主菜單選擇荷載地震作用反應譜數(shù)據(jù)反應譜荷載工況， 荷載工況名稱：rx，地震作用角度：0；適用阻尼計算方法：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. 定義結構類型主菜單選擇 結構類型結構類型結構類型：3D (三維分析) 將結構的自重轉換為質量：轉換到X、Y (地震作用方向) 圖27 定義結構類型10. 定義質量數(shù)據(jù)1：主菜單選擇 荷載靜力荷載結構荷載/質量節(jié)點質量荷載轉化為質量 質量方向：X，Y 荷載

13、工況：DL LL 組合系數(shù)：1.0 0.5 圖28 定義荷載質量11. 運行分析主菜單選擇 分析運行運行分析12. 查看結果1：主菜單選擇 結果組合荷載組合點擊 自動生成；勾選添加包絡；選擇規(guī)范：混凝土；設計規(guī)范：GB50010-10；點擊 確認；2：主菜單選擇 結果結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)點以下位數(shù)：1；點擊 適用； 俯視圖； 圖29 查看反力3：主菜單選擇 結果結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；點擊 適用； 標準視圖；圖30 查

14、看位移等值線4：主菜單選擇 結果模態(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；點擊 適用；圖31 查看周期和振型5：主菜單選擇 結果表格結果表格層層間位移角 結果表格結果表格層層剪重比（反應譜分析）圖32層數(shù)據(jù)表格6、查看轉換梁（板單元模型）內力激活模型2，結果結果內力板單元內力荷載工況/荷載組合：CB：glcB1內力選項：單元坐標系； 單元內力：Myy；顯示類型：勾選 等值線， 勾選 圖例；點擊 適用；圖33 轉換梁內力云圖（板模型）7、查看板剖斷面內力圖主菜單選擇 結果結果內力板單元內力：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188，P2：單擊節(jié)點173；名稱：b； P1：單擊節(jié)點244，P2：單擊節(jié)點118；點擊 添加； 內力 Mxx；勾選 數(shù)值；勾選 最小/最大值；點擊 適用。 圖34 板剖斷面內力圖8、查看板單元局部方向內力合力主菜單選擇 結果詳細局部方向內力的合力形式：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：在位置