MIDAS非線性邊界分析報(bào)告

..例題11.邊界非線性分析概要此例題將介紹利用MIDAS/Gen做邊界非線性分析的整個(gè)過程,以及查看分析結(jié)果的方法。此例題的步驟如下:隔震器算例簡(jiǎn)介設(shè)定操作環(huán)境及定義材料和截面用建模助手建立模型建立框架柱樓層復(fù)制及生成層數(shù)據(jù)定義邊界條件輸入樓面荷載定義結(jié)構(gòu)類型定義質(zhì)量輸入時(shí)程分析數(shù)據(jù)運(yùn)行時(shí)程分析時(shí)程分析結(jié)果阻尼器算例簡(jiǎn)要分析定義阻尼器特性值查看阻尼器算例時(shí)程分析結(jié)果1.簡(jiǎn)要本例題介紹使用MIDAS/Gen進(jìn)行邊界非線性分析的方法。通過兩個(gè)例題模型來分別說明MIDAS/Gen在進(jìn)行有隔震器和阻尼器的結(jié)構(gòu)的時(shí)程分析過程及結(jié)果。<該例題數(shù)據(jù)僅供參考>基本數(shù)據(jù)如下：7o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主菜單選擇文件>新項(xiàng)目主菜單選擇文件>保存:輸入文件名并保存主菜單選擇工具>單位體系:長(zhǎng)度m,力kN注：也可以通過程序右下角隨時(shí)更改單位。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(hào)：1名稱：C30規(guī)范：GB<RC>混凝土：C30材料類型：各向同性主菜單選擇模型>材料和截面特性>截面：添加：定義梁、柱截面尺寸圖3定義材料圖4定義梁、柱截面3.用建模助手建立模型主菜單選擇文件>新項(xiàng)目主菜單選擇模型>結(jié)構(gòu)建模助手>框架：輸入：添加x坐標(biāo),距離6,重復(fù)4；添加z坐標(biāo),距離6,重復(fù)1；距離3,重復(fù)1；距離6,重復(fù)1編輯：Beta角,90度；材料,C30；截面,250x600；生成框架；插入：插入點(diǎn),0,0,0；Alpha,－90度。圖5建立框架4.建立框架柱生成框架柱的步驟如下：主菜單選擇模型>單元>擴(kuò)展：注：此處柱子高度-3,負(fù)號(hào)代表沿Z軸負(fù)向。擴(kuò)展類型：節(jié)點(diǎn)——注：此處柱子高度-3,負(fù)號(hào)代表沿Z軸負(fù)向。截面：600×600輸入柱子高度：dz=－3在模型窗口中選擇生成柱的節(jié)點(diǎn)圖6生成框架柱5.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)>復(fù)制層數(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2：主菜單選擇建筑物數(shù)據(jù)>定義層數(shù)據(jù):考慮剛性樓板地面高度：點(diǎn)擊,若勾選使用地面高度,則程序認(rèn)定此標(biāo)高以下為地下室注：需要輸出時(shí)程分析層結(jié)果的時(shí)候,勾選時(shí)稱分析結(jié)果的層反應(yīng)注：需要輸出時(shí)程分析層結(jié)果的時(shí)候,勾選時(shí)稱分析結(jié)果的層反應(yīng)圖7生成層數(shù)據(jù)6.定義邊界條件1：右鍵>節(jié)點(diǎn)>復(fù)制和移動(dòng)：選擇底部節(jié)點(diǎn)<Z=-3>,dx,dy,dz=0,0,-0.1,點(diǎn)擊試用2：主菜單選擇模型>邊界條件>一般連接特性值：名稱：ISO1作用類型：內(nèi)力特征值類型：鉛芯橡膠支座隔震裝置線性特性值：有效剛度Dx10000000KN/m,Dy1000KN/m,Dz1000KN/m非線性特性值：Dy,Dz:彈性剛度1000KN/m,屈服強(qiáng)度100KN注：對(duì)于連接單元的Dx方向剛度指連接單元的軸向剛度,Dy、Dz方向剛度指連接單元的剪切向剛度屈服后剛度與彈性剛度之比0.02注：對(duì)于連接單元的Dx方向剛度指連接單元的軸向剛度,Dy、Dz方向剛度指連接單元的剪切向剛度滯后循環(huán)參數(shù)a=0.5,b=0.53：主菜單選擇模型>邊界條件>一般連接：名稱：ISO1類型：鉛芯橡膠支座隔震裝置兩點(diǎn)：點(diǎn)取X=0,Y=0,Z=-3和Z=-3.1的兩節(jié)點(diǎn)勾選復(fù)制一般連接選項(xiàng),復(fù)制軸x,間距46,點(diǎn)擊試用重復(fù)上述步驟,將需要布置支座位置的節(jié)點(diǎn)一般連接布置好。4：主菜單選擇模型>邊界條件>一般支承:在模型窗口中選擇Z=-3.1嵌固點(diǎn)：圖8輸入一般連接特性值圖9布置一般連接圖10輸入邊界條件7.輸入樓面荷載1：主菜單選擇荷載>靜力荷載工況:DL：恒荷載LL：活荷載圖11定義荷載工況2：主菜單選擇荷載>自重:荷載工況：DL自重系數(shù)：Z=－1圖12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:名稱：OFFICE荷載工況：DL〔LL樓面荷載：－4,－2注：此處負(fù)號(hào)代表荷載方向沿Z軸負(fù)向。注：此處負(fù)號(hào)代表荷載方向沿Z軸負(fù)向。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。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11定義樓面荷載4：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(zhǎng)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同樣的方法輸入ROOF樓面荷載圖12定義樓面荷載圖13顯示樓面荷載8.定義結(jié)構(gòu)類型主菜單選擇模型>結(jié)構(gòu)類型結(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>圖14定義結(jié)構(gòu)類型9.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荷載工況：DLLL組合系數(shù)：1.00.5圖15定義荷載質(zhì)量10.輸入時(shí)程分析數(shù)據(jù)1：主菜單選擇荷載>時(shí)程分析數(shù)據(jù)>時(shí)程荷載函數(shù):添加時(shí)程函數(shù):時(shí)間函數(shù)數(shù)據(jù)類型：無量綱加速度地震波：選Elcent－h(huán)波〔或其它波最大值：0.035g注：抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中,7度區(qū)多遇地震地震加速度時(shí)程曲線最大值取35注：抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中,7度區(qū)多遇地震地震加速度時(shí)程曲線最大值取35,所以加速度最大值取0.035g圖16添加時(shí)程荷載函數(shù)2：主菜單選擇荷載>時(shí)程分析數(shù)據(jù)>時(shí)程荷載工況:添加荷載工況名稱：SC1結(jié)束時(shí)間：20秒分析時(shí)間步長(zhǎng)：0.02輸出時(shí)間步長(zhǎng)：2分析類型：非線性分析方法：振型疊加法時(shí)程類型：瞬態(tài)〔地震波,當(dāng)波為諧振函數(shù)時(shí)選擇線性周期。阻尼：直接輸入,輸入所有振型的阻尼比：0.05圖17添加時(shí)程荷載工況3：主菜單選擇荷載>時(shí)程分析數(shù)據(jù)>時(shí)程荷載工況>特征值分析控制:分析類型：默認(rèn)即可頻率數(shù)量：10〔振型數(shù)其它選項(xiàng)一律默認(rèn)即可圖18特征值分析控制4：主菜單選擇荷載>時(shí)程分析數(shù)據(jù)>地面加速度時(shí)程分析荷載工況名稱：SC1X－方向時(shí)程分析函數(shù)：函數(shù)名稱：Elcent－h(huán)系數(shù)：1〔地震波增減系數(shù)到達(dá)時(shí)間：10秒〔表示地震波開始作用時(shí)間Y－方向時(shí)程分析函數(shù)：函數(shù)名稱：Elcent－h(huán)系數(shù)：1〔地震波增減系數(shù)到達(dá)時(shí)間：15秒〔表示地震波開始作用時(shí)間Z－方向時(shí)程分析函數(shù)：若不考慮豎向地震作用此項(xiàng)可不填水平地面加速度的角度：X、Y兩個(gè)方向都作用有地震波時(shí),如果輸入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。如果輸入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。如果輸入30度,表示X方向地震波作用于與X軸成30度方向,Y向地震波作用于與Y軸成30度方向。圖19定義地面加速度11.運(yùn)行時(shí)程分析主菜單選擇分析>運(yùn)行分析以上為整個(gè)前處理階段,包括建模、荷載輸入、分析選項(xiàng)。12.時(shí)程分析結(jié)果〔與未加隔震支座結(jié)果對(duì)比1：主菜單選擇結(jié)果>分析結(jié)果表格>周期與振型:注：周期與振型表格中,提供以下結(jié)果,各振型參與質(zhì)量、振型參與系數(shù)、振型方向系數(shù)、參與質(zhì)量。當(dāng)需要判斷模型的某一振型是X、Y向平動(dòng)還是扭轉(zhuǎn)時(shí),需要綜合振型參與質(zhì)量和振型方向系數(shù)來判定。注：周期與振型表格中,提供以下結(jié)果,各振型參與質(zhì)量、振型參與系數(shù)、振型方向系數(shù)、參與質(zhì)量。當(dāng)需要判斷模型的某一振型是X、Y向平動(dòng)還是扭轉(zhuǎn)時(shí),需要綜合振型參與質(zhì)量和振型方向系數(shù)來判定。圖21周期與振型表格〔加隔震支座2：主菜單選擇結(jié)果>時(shí)程分析結(jié)果>時(shí)程分析圖形>層數(shù)據(jù)圖形>層剪力最大值圖22層數(shù)據(jù)圖形圖23層剪力最大值〔未加隔震裝置圖24層剪力最大值〔加隔震裝置2：主菜單選擇結(jié)果>時(shí)程分析結(jié)果>層數(shù)據(jù)圖形>層剪切/傾覆彎矩<bystep>圖25層剪力步驟圖26層剪力步驟輸出圖形〔未加隔震裝置圖27層剪力步驟輸出圖形〔加隔震裝置13.粘滯阻尼器算例模型基本情況二維框架：只考慮XZ平面內(nèi)自由度的時(shí)程分析層高3米,總高度為十層材料：鋼材Q345截面：W27x94〔梁W36x135〔柱圖28二維框架14.定義阻尼器特性值1：主菜單選擇模型>邊界條件>一般連接特性值：名稱：Damper作用類型：內(nèi)力特征值類型：粘彈性消能器線性特性值：有效阻尼Dx1000KN*sec/m非線性特性值：Dx:阻尼類型：Maxwell模型消能器阻尼：2000kN參考速度：1m/sec阻尼指數(shù)：0.5連接彈簧剛度：1000000KN/m2：主菜單選擇模型>邊界條件>一般連接：名稱：Damper類型：粘彈性消能器兩點(diǎn)：點(diǎn)取布置阻尼器連接的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)重復(fù)上述步驟,將需要布置阻尼器位置的節(jié)點(diǎn)