2022年转换梁分析设计---midas建模分析参考 .pdf

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1、1 例题 转换梁分析和设计M I D AS/G en名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计2 例题2.转换梁分析和设计 概要 此例题将介绍利用MIDAS/Gen 进行框架结构转换梁分析和设计的整个过程。工程中为了简便,有时将转换深梁直接用梁单元模拟。本例题中为了对比,对转换梁分别采用三种单元(梁单元、板单元和实体单元)进行模拟,以揭示转换深梁与一般浅梁的区别。此例题的步骤如下:1.简要 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 4.生成框架柱 5.楼层复制及生成层数据 6.定义边界条件 7.输入楼面荷载 8.施加横向荷载

2、9.定义结构类型 10.定义质量数据 11.运行分析 12.查看结果 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计31.简要本例题介绍使用 MIDAS/Gen 进行转换深梁的分析设计方法。例题模型为三层钢筋混凝土框架结构。(该例题数据仅供参考)基本数据如下:?轴网尺寸:见平面图?柱:500 x500?主梁:200 x600?混凝土:C30?层高:一层 :4.0m 二三层:3.5m?设防烈度:7o(0.10g)?场地:类 图1.分析模型 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计4 2.设定操作

3、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 工具单位体系:长度 m,力 kN 图2.定义单位体系 4.主菜单选择 模型材料和截面特性 材料:添加:定义 C30 混凝土 材料号:1 名称:C30 规范:GB(RC)混凝土:C30 材料类型:各向同性 5.主菜单选择 模型材料和截面特性 截面:添加:定义梁、柱截面尺寸注:也可以通过程序右下角随时更改单位。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计5图3 定义材料 图4 定义梁、柱截面 6.主

4、菜单选择 模型材料和截面特性 厚度:名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计6 添加:定义板厚度,面内和面外:0.2 图5 定义板厚度 3.用建模助手建立模型 主菜单选择 文件新项目主菜单选择 模型结构建模助手 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,200 x600;生成框架;插入:插入点,0,0,0;Alpha,90。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计7 图6 建立框架 4.建立框架柱 生成框架柱

5、的步骤如下:主菜单选择 模型单元扩展:名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计8 扩展类型:节点线单元 单元类型:梁单元 材料:C30 截面:500500 输入柱子高度:dz=4 在模型窗口中选择生成柱的节点 图7 生成框架柱 5.楼层复制及生成层数据 1:主菜单选择 建筑物数据 复制层数据:复制次数:2 距离:3.5 添加 在模型窗口中选择所有单元 注:此处柱子高度-4,负号代表沿 Z轴负向。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计9图8 复制楼层2:主菜单选择 建筑物数据 定义层数据

6、:点击生成层数据:考虑5%偶然偏心考虑刚性楼板:若为弹性楼板选择不考虑 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 图9 生成层数据名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计10 3:修改转换梁截面:打开捕捉节点,消隐,打开单元号显示开关。单选单元 7,在树型菜单中将截面1600X200拖放到模型空间,修改深梁截面尺寸。图10 生成层数据4:复制框架结构,以对比转换深梁分别用板单元和实体单元模拟时的分析和设计方法:选择所有单元,模型 单元复制和移动等间距:(12,0,0),复制次数:2。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名

7、师精心整理-第 10 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计11图11 复制框架结构5:建立转换深梁板单元模型 选择单元 70,模型 单元 扩展 图12 建立板单元模型选择单元 70和133,拖放材料虚梁和截面虚梁修改单元属性。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计12 点击,模型 单元 分割 单元类型:其它平面单元,x方向分割数量:15,y方向分割数量:8。选择单元 70,模型单元分割单元类型:线单元;等间距;X方向分割数量:15;适用。模型 单元 分割 单元类型:线单元;被节点分割;要分割的单元:79;分割单元的节点:110;适用

8、。要分割的单元:76;分割单元的节点:109;适用。选择单元 79,76 单元类型:线单元;等间距;X方向分割数量:8;合并重复节点。6:建立转换深梁实体单元模型 工作树单元,双击板单元选择深梁。模型单元复制和移动 等间距:(12,0,0)交叉分割:节点和单元 复制节点属性;复制单元属性。选择单元 133,模型单元分割 单元类型:线单元;等间距;X方向分割数量:15;适用。模型单元分割 单元类型:线单元;被节点分割;要分割的单元:142;分割单元的节点:392;适用。要分割的单元:139;分割单元的节点:378;适用。选择单元142,139 单元类型:线单元;等间距;X方向分割数量:8;合并重

9、复节点。用多边形选择方法选择第三个框架上的板单元 模型单元扩展 扩展类型:平面单元-实体单元 目标:删除去除勾选项 等间距,(0.1,0,0)前次选择,目标:选择删除 等间距,(-0.1,0,0)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计13图13 建立实体单元模型 7:转换深梁实体单元刚性连接 模型 边界条件 刚性连接 主节点:76,添加:节点 423、567;刚性连接的自由度:DX、DY、RZ;适用。同理对如下表中其它节点施加刚性连接。图14 节点刚性连接和表格 8:释放刚性板连接 模型 边界条件 解除刚膜连接 选择节点:73、76、3

10、93、423、537、567;适用。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计14 图15 解除刚膜连接9、建立转换梁上的剪力墙选择模型 1的转换梁单元 7,模型 2和模型 3的虚梁模型 单元 扩展 扩展类型:线单元-平面单元 目标:删除去除勾选项 材料:C30 厚度:0.2000 板 等间距,(0,0,3.5)复制次数:2 适用 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计15图16 建立剪力墙10、分割与剪力墙相交的梁选择单元号 91、112、154、175 模型 单元 分割单元类型:

11、线单元等间距;x方向分割数量:15 合并重复节点:勾选11、生成墙号模型 建筑物数据 自动生成墙号层名称:2F 适用;3F 适用;屋顶适用图17 生成墙号名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计16 6.定义边界条件 主菜单选择 模型边界条件 一般支承:在模型窗口中用选择功能选择柱底嵌固点。图18 输入边界条件 7.输入楼面荷载 1:主菜单选择 荷载静力荷载工况:DL:恒荷载 LL:活荷载 WX:风荷载 WY:风荷载 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计17图19 定义荷载工况

12、2:主菜单选择 荷载自重:荷载工况:DL 自重系数:Z=1 图20 定义自重3:菜单选择 荷载定义楼面荷载类型:定义楼层楼面荷载:名称:office 荷载工况:DL(LL)楼面荷载:2,3 名称:roof 荷载工况:DL(LL)楼面荷载:-3,-0.5 注:此处负号代表荷载方向沿 Z轴负向。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 17 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计18 图21 定义楼面荷载4:主菜单选择 视图激活按属性激活:选择按层激活:激活2F层 图21 按层激活 5:主菜单选择 荷载分配楼面荷载:楼面荷载类型:office 分配模式:双向 荷载方向:整体坐标系 Z 复

13、制楼面荷载:方向 Z,距离3.5 在模型窗口指定加载区域节点 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计19按属性激活:选择按层激活:激活屋顶 楼面荷载类型:roof 分配模式:双向 荷载方向:整体坐标系 Z 在模型窗口指定加载区域节点 图22 分配楼面荷载 8.施加横向荷载 1:施加横向风荷载 荷载节点荷载;选择节点:5、41、77;荷载工况名称:WX,FX:19.3,适用;图23 施加X 向风荷载 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。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 19 页,

14、共 27 页 -例题转换梁分析和设计20 选择节点:23、59、95 荷载工况名称:WX,FX:21.4,适用;选择节点:32、68、104 荷载工况名称:WX,FX:11.6,适用;选择节点:5、41、77;荷载工况名称:WY,FY:24.0,适用;选择节点:23、59、95 荷载工况名称:WY,FY:26.7,适用;选择节点:32、68、104 荷载工况名称:WY,FY:14.4,适用。2、定义反应谱工况 荷载反应谱分析数据 反应谱函数,添加;设计地震分组:2,地震设防烈度:7,场地类别:III,阻尼比:0.05;图24 定义反应谱函数 荷载 反应谱分析数据反应谱荷载工况荷载工况名称:rx

15、,地震作用角度:0;适用阻尼计算方法:阻尼:振型,所有振型的阻尼比:0.05;特征值分析控制:分析类型:Lanczos方法,振型数量:9;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 20 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计21模态组合控制:振型组合类型:CQC;操作:添加;荷载工况名称:ry,地震作用角度:90;操作:添加。9.定义结构类型主菜单选择 模型结构类型 结构类型:3D(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25 定义结构类型10.定义质量数据 1:主菜单选择 模型质量将荷载转换成质量:质量方向:X,Y 荷载工况:DL LL 组合系数:1.0

16、0.5 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 21 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计22 图26 定义荷载质量 11.运行分析 主菜单选择 分析运行分析 12.查看结果 1:主菜单选择 结果荷载组合 点击 自动生成;勾选添加包络;选择规范:混凝土;设计规范:GB50010-02;点击 确认;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 22 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计232:主菜单选择 结果反力 荷载工况/荷载组合:CB:gLCB1;反力:FZ;显示类型:勾选 数值;数值:小数点以下位数:1;点击 适用;俯视图;图27 查看反力 3:主菜单选择 结果位移位

17、移等值线 荷载工况/荷载组合:CB:gLCB1;位移:DXYZ;显示类型:勾选 等值线;勾选 变形;勾选 图例;点击 适用;标准视图;图28 查看位移等值线 4:主菜单选择 结果周期和振型 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 23 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计24 荷载工况(模态号):Mode 1;模态成分:Md-XYZ;显示类型:勾选 图例;勾选 等值线;点击 适用;图29 查看周期和振型 5:主菜单选择 结果分析结果表格 层层间位移角验算 结果分析结果表格 层层剪重比(反应谱分析)图30 层数据表格 6、查看转换梁(板单元模型)内力 激活模型 2,结果内力板单元内

18、力 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 24 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计25荷载工况/荷载组合:CB:glcB1 内力选项:单元坐标系;单元 内力:Myy;显示类型:勾选 等值线,勾选 图例;点击 适用;图31 转换梁内力云图(板模型)7、查看板剖断面内力图 主菜单选择 结果内力板剖断面内力图 荷载工况/荷载组合:CBmax:RC:ENV_STR;剖断面定义:名称:a;P0:单击节点 188,P1:单击节点 173,P2:单击节点 125;名称:b;P0:单击节点 244,P1:单击节点 118,P2:单击节点 40;点击 添加;内力 Mxx;显示系数:3;勾选 数

19、值;勾选 最小/最大值;点击 适用。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 25 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计26 图32 板剖断面内力图 8、查看板单元局部方向内力合力 主菜单选择 结果局部方向内力的合力 形式:用线选择板边缘;荷载工况:CB:glcB1;容许误差:0.0001;输入坐标:在位置后空白处点击变成草绿色,然后单选节点109、节点37、节点111,出现虚线;点击计算;图33 转换梁内力合力(板模型)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 26 页,共 27 页 -例题转换梁分析和设计279、查看实体单元局部方向内力合力 激活实体单元;标准视图;主菜单选择 结果局部方向内力的合力 形式:用多边形选择实体单元表面;荷载工况:CB:glcB1;容许误差:0.0001;输入坐标:在位置后空白处点击变成草绿色,然后单选节点666、节点522、节点393和节点537,出现虚线;点击 计算;图34 转换梁内力合力(实体模型)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 27 页,共 27 页 -

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