鋼筋溷凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

1、MIDAS/Gen培訓(xùn)課程（一）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震分析及設(shè)計北京市海淀區(qū)中關(guān)村南大街乙56號方圓大廈1307室Phone : 010-5165-9908 Fax : 010-5165-9909E-mail : BeijingmidasUhttp:/www.MidasUModeling, Integrated Design & Analysis Software目 錄簡要1設(shè)定操作環(huán)境及定義材料和截面2利用建模助手建立梁框架3建立框架柱及剪力墻7樓層復(fù)制及生成層數(shù)據(jù)文件9定義邊界條件10輸入樓面及梁單元荷載11輸入風(fēng)荷載15輸入反映譜分析數(shù)據(jù)16定義結(jié)構(gòu)類型18定義質(zhì)量19運行分析19荷

2、載組合20查看反力及內(nèi)力21位移21構(gòu)件內(nèi)力與應(yīng)力圖22梁單元細(xì)部分析24振型形狀及各振型所對應(yīng)的周期24穩(wěn)定驗算25周期26層間位移26層位移27層剪重比27層構(gòu)件剪力比28傾覆彎矩28側(cè)向剛度不規(guī)則驗算28扭轉(zhuǎn)不規(guī)則驗算29薄弱層驗算29一般設(shè)計參數(shù)30鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計參數(shù)31鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計33平面輸出設(shè)計結(jié)果35簡要本例題介紹使用Midas/Gen 的反映譜分析功能來進(jìn)行抗震設(shè)計的方法。例題模型為六層鋼筋混凝土框-剪結(jié)構(gòu)。 基本數(shù)據(jù)如下：軸網(wǎng)尺寸：見平面圖柱: 500x500主梁： 250x450，250x500次梁： 250x400連梁： 250x1000混凝土： C30剪力墻：

3、 250層高： 一層：4.5m 二六層 ：3.0m設(shè)防烈度：7º（0.10g）場地： 類設(shè)定操作環(huán)境及定義材料和截面1：主菜單選擇 文件>新項目文件>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：主菜單選擇 工具>單位體系: 長度 m, 力 kN定義單位體系3：主菜單選擇 模型>材料和截面特性>材料：添加：定義C30混凝土材料號：1 名稱：C30 規(guī)范：GB(RC) 混凝土：C30 材料類型：各向同性定義材料4：主菜單選擇 模型>材料和截面特性>截面：添加：定義梁、柱截面尺寸定義梁、柱截面5：主菜單選擇 模型>材料和截

4、面特性>厚度：添加：定義剪力墻厚度定義剪力墻厚度利用建模助手建立梁框架1：主菜單選擇 模型>結(jié)構(gòu)建模助手>框架:輸入：添加x坐標(biāo)，距離5，重復(fù)2；距離3.9，重復(fù)2；距離4.3，重復(fù)2；添加y坐標(biāo)，距離5，重復(fù)3；編輯： Beta角，90度，生成框架；插入：插入點，0，0，0；Alpha，-90。建立框架12: 主菜單選擇 模型>結(jié)構(gòu)建模助手>框架：輸入：添加x坐標(biāo)，距離5，重復(fù)3；添加y坐標(biāo)，距離5，重復(fù)3；編輯： Beta角，90度，生成框架；插入：插入點，0，0，0；Alpha，-90；Beta：0；Gamma，-60。建立框架23：主菜單選擇 模型>

5、單元>建立曲線并分割成線單元: 建立曲梁建立曲梁4：主菜單選擇 模型>單元>復(fù)制和移動: 輸入復(fù)制間距 ，在截面號增幅 1(選擇次梁截面)，在交叉分割項，將節(jié)點和單元都選上。 同時刪除部分梁單元。注：次梁截面修改也可以應(yīng)用拖放的功能修改截面建立軸網(wǎng)建立框架柱及剪力墻1：主菜單選擇 模型>單元>擴(kuò)展：擴(kuò)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在模型窗口中選擇生成柱的節(jié)點注：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。生成框架柱2：主菜單選擇 模型>單元>修改單元參數(shù)>參數(shù)

6、類型:選擇Beta角，Beta=60º，在模型窗口選擇框架2部分需要旋轉(zhuǎn)的框架柱。3：主菜單選擇 模型>單元>擴(kuò)展:擴(kuò)展類型：線單元平面單元 單元類型 ：墻單元 生成形式： 復(fù)制和移動 輸入復(fù)制間距：dz=-4.5注：擴(kuò)展時可以勾選目標(biāo)> 刪除選項，確認(rèn)是否保留梁單元。生成剪力墻4：主菜單選擇 模型>單元>分割：單元類型：墻單元 任意間距： X=0,Z=1.9,1.25:菜單選擇 模型>單元>刪除：在模型窗口選擇被刪除的墻單元注：x、z分別指單元坐標(biāo)系的x、z方向。墻單元被分割6：主菜單選擇 模型>單元>分割：單元類型 ：線單元

7、被節(jié)點分割：在模型窗口選擇要分割的單元及分割單元的節(jié)點分割線單元7：主菜單選擇 模型>單元>修改單元參數(shù)：參數(shù)類型：截面號形式：選擇250x1000（連梁截面） 模型窗口選擇修改的梁單元墻洞口布置樓層復(fù)制及生成層數(shù)據(jù)文件1 主菜單選擇 建筑物數(shù)據(jù)>生成層數(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)制的單元樓層復(fù)制2：主菜單選擇 建筑物數(shù)據(jù)>生成層數(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(rèn)定此標(biāo)高以下為地下室，勾選各構(gòu)件承擔(dān)的層間剪力注：程序自動計算風(fēng)荷載時，程序?qū)⒆詣优袆e地面標(biāo)高

8、以下的樓層不考慮風(fēng)荷載作用。生成層數(shù)據(jù)3：主菜單選擇 建筑物數(shù)據(jù)>自動生成墻號: 避免設(shè)計時不同位置的墻單元編號相同，特別是在利用擴(kuò)展單元功能時，一次生成多個墻單元時，這些墻單元的墻號相同，若這些墻單元不在直線上，X向、Y向都有時，程序則認(rèn)為沒有直線墻不給配筋設(shè)計。定義邊界條件主菜單選擇 模型>邊界條件>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(jìn)行選擇。輸入邊界條件輸入樓面及梁單元荷載1: 主菜單選擇 荷載>靜力荷載工況: DL:恒荷載 LL：活荷載 WX:風(fēng)荷載 WY:風(fēng)荷載定義荷載工況2: 主菜單選擇 荷載>自重: 荷載工況

9、：DL 自重系數(shù)：Z=-1定義自重3：菜單選擇 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） 按定義樓面荷載4: 主菜單選擇 視圖>激活>按屬性激活：選擇按層激活：激活2F層按層激活5: 主菜單選擇 荷載>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43在模型窗口

10、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(nèi)是否有空節(jié)點、重復(fù)節(jié)點、重復(fù)單元。同樣方法輸入BATHROOM 樓面荷載分配樓面荷載6: 主菜單選擇 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：W4=-10 復(fù)制荷載：方向Z，距離43 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: 主菜單選擇 視圖>激活>全部激活 視圖>顯示: 荷載查看輸入的荷載顯示荷載輸入風(fēng)荷載1: 主菜單選擇 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)： GB50

11、009-2001。注：程序只能自動計算有剛性板假定層的風(fēng)荷載。風(fēng)荷載方向系數(shù)：X軸方向系數(shù) 1 Y軸方向系數(shù) 0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輸入反映譜分析數(shù)據(jù)1、主菜單選擇 荷載>反映譜分析數(shù)據(jù)>反映譜函數(shù)>添加:設(shè)計反映譜：GB50011-2001 設(shè)計地震分組：1地震設(shè)防烈度：7º（0.10g） 場地類別： 地震影響：多遇地震阻尼比：0.05生成設(shè)計反映譜2：主菜單選擇 荷載>反映譜分析數(shù)據(jù)>反映譜荷載工況:特征值分析控制>頻率數(shù)量（振型數(shù)）：6 反映譜分析控制：振型

12、組合方法：CQC反映譜荷載工況名稱：Rx (Ry)地震角度：0º( 90º) 周期折減系數(shù)：0.8 反映譜荷載工況定義結(jié)構(gòu)類型主菜單選擇 模型>結(jié)構(gòu)類型：注： 當(dāng)只做水平向地震作用的時候，轉(zhuǎn)換到X、Y方向；需要做豎向地震分析的話，要轉(zhuǎn)換到X、Y、Z三個方向上。三維分析，地震荷載作用方向結(jié)構(gòu)類型：3-D(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)定義結(jié)構(gòu)類型定義質(zhì)量主菜單選擇 模型>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)換得荷載不包括自重。荷載工況：DL (LL)組合系數(shù)：1.0( 0.5)定義質(zhì)量運行分析主菜單選擇 分析&g

13、t;運行分析以上為整個前處理階段，包括建模、荷載輸入、分析選項。下面介紹后處理階段荷載組合主菜單選擇 結(jié)果>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)組合注：1. 考慮雙向地震勾選雙向地震程序會在荷載組合中自動添加。2.用戶亦可自定義所需的荷載用戶，先在左側(cè)名稱一欄定名稱，在右側(cè)選擇荷載工況和組合系數(shù)?；炷猎O(shè)計：用于結(jié)構(gòu)設(shè)計部分組合 點擊自動生成設(shè)計規(guī)范：GB50010-02荷載組合查看反力及內(nèi)力1：主菜單選擇 結(jié)果>反力>反力：柱腳內(nèi)力（軸力和彎矩） Z向與X向基底反力2：主菜單選擇 結(jié)果>反力>查看反力: 可以查看基底任意節(jié)點內(nèi)力 位移1：主

14、菜單選擇 結(jié)果>位移>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)點位移情況水平力作用下各層側(cè)移簡圖構(gòu)件內(nèi)力與應(yīng)力圖1：主菜單選擇 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)力梁單元內(nèi)力圖墻單元內(nèi)力圖2：主菜單選擇 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：主菜單選擇 結(jié)果>內(nèi)力>構(gòu)件內(nèi)力圖:查看在各種工況組合下梁單元內(nèi)力梁設(shè)計彎矩包絡(luò)圖梁單元細(xì)部分析主菜單選擇 結(jié)果&

15、gt;梁單元細(xì)部分析:查看各個梁單元在各種工況作用下應(yīng)力及內(nèi)力圖 梁單元細(xì)部分析振型形狀及各振型所對應(yīng)的周期主菜單選擇 結(jié)果>周期與振型: 查看各種振型作用下的結(jié)構(gòu)各向位移及自振周期振型形狀及周期穩(wěn)定驗算主菜單選擇 結(jié)果>穩(wěn)定驗算: 剛重比驗算 結(jié)構(gòu)類型： 框剪 荷載工況：全選穩(wěn)定驗算周期主菜單選擇 結(jié)果>分析結(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)周期 層間位移主菜單選擇 結(jié)果>分析結(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(jìn)行驗算。層間位移層位移1、主菜單選擇 結(jié)果>分析結(jié)果表格>層&

16、gt;層位移:輸出水平作用下各層最大位移及平均位移層位移層剪重比主菜單選擇 結(jié)果>分析結(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 層剪力及剪重比層構(gòu)件剪力比主菜單選擇 結(jié)果>分析結(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。層構(gòu)件剪力比傾覆彎矩主菜單選擇 結(jié)果>分析結(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。傾覆彎矩側(cè)向剛度不規(guī)則驗算主菜單選擇 結(jié)果>分析結(jié)果表格>層>側(cè)向剛度不規(guī)則驗算:輸出各層的層剛度比，并判斷側(cè)向剛度是否規(guī)則。層剛度比扭轉(zhuǎn)不規(guī)則驗算主菜

17、單選擇 結(jié)果>分析結(jié)果表格>層>扭轉(zhuǎn)不規(guī)則驗算輸出各種工況下各層的高度，標(biāo)高，層間位移，樓層最大層間位移，并判斷扭轉(zhuǎn)是否規(guī)則。扭轉(zhuǎn)不規(guī)則驗算薄弱層驗算主菜單選擇 結(jié)果>分析結(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)則。樓層承載力突變驗算一般設(shè)計參數(shù)1：主菜單選擇 設(shè)計>一般設(shè)計參數(shù)>定義計算長度系數(shù)：設(shè)計類型 ：三維注：此時自動計算“計算長度系數(shù)”只適用于鋼結(jié)構(gòu)。由程序自動計算“計算長度系數(shù)” ：若選則按GB50010-2002第條中第3想算，否則按7.3.11條中表7.3.11-2

18、計算，此時須設(shè)計項算，否則按7.3.11條中表7.3.11-2計算，此時須設(shè)計者自己輸入計算長度系數(shù)。定義框架2：主菜單選擇 設(shè)計>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)點分割成幾部分時，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)的自由長度。注：當(dāng)有非直線梁單元時,需在模型中選擇此梁單元由手動完成。指定構(gòu)件2：主菜單選擇 設(shè)計>一般設(shè)計參數(shù)>編輯構(gòu)件類型：定義框架柱：角柱、底層柱 定義框架梁定義剪力墻：加強位置、一般位置 注：此功能可以用于指定斜向構(gòu)件，例如斜柱、斜梁等。 編輯構(gòu)件類型鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計參數(shù)1：主菜單選擇 設(shè)計>鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計參數(shù)>定義抗震等級：定義抗震等級及梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 2：主菜單選擇 設(shè)計>鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計參數(shù)>編輯混凝土材料特性:定義主筋、箍筋設(shè)計強度及混凝土強度等級鋼筋混凝土材料特性3：主菜單選擇 設(shè)計>鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計參數(shù)>定義設(shè)計用鋼筋直徑:選擇梁、柱、墻鋼筋直徑及混凝土保護(hù)層厚度鋼筋設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計1：主菜單選擇 設(shè)計>鋼筋混凝土構(gòu)件配筋設(shè)計>梁配