MIDAS Gen框架-剪力墙结构.doc

MIDAS/Gen培训课程（一）

—钢筋混凝土结构抗震分析及设计

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Modeling, Integrated Design & Analysis Software

目 录
简要 1
设定操作环境及定义材料和截面 2
建立轴网 4
建立框架柱及剪力墙 8
楼层复制及生成层数据文件 10
定义边界条件 11
输入楼面及梁单元荷载 11
输入风荷载 15
输入反映谱分析数据 15
定义结构类型 16
定义质量 17
运行分析 17
荷载组合 18
查看反力及内力 18
梁单元细部分析 19
振型形状及各振型所对应的周期 20
稳定验算 20
周期 21
层间位移 21
层位移 22
层剪重比 22
层刚度比 23
一般设计参数 23
钢筋混凝土构件设计参数 25
钢筋混凝土构件设计 27
平面输出设计结果 30

简要
本例题介绍使用Midas/Gen 的反映谱分析功能来进行抗震设计的方法。

例题模型为六层钢筋混凝土框-剪结构。 基本数据如下：

轴网尺寸：见平面图
柱: 500x500
主梁： 250x450，250x600
次梁： 250x400
连梁： 250x1000
混凝土： C30
剪力墙： 250
层高： 一层：4.5m 二~六层 ：3.0m
设防烈度：7º（0.10g）
场地： Ⅱ类

设定操作环境及定义材料和截面
1：主菜单选择 文件>新项目
文件>保存: 输入文件名并保存

2：主菜单选择 工具>单位体系: 长度 m, 力 kN

定义单位体系

3 : 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

定义材料
4 : 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

定义梁、柱截面

5 : 主菜单选择 模型>材料和截面特性>厚度： 添加：定义剪力墙厚度

定义剪力墙厚度

建立轴网
1 : 主菜单选择 模型>栅格>定义轴线： 添加 ：定义X、Y轴网间距

定义轴网1

2 : 主菜单选择 模型>单元>建立: 建立梁单元，同时关闭栅格、轴网

轴网1

3 : 主菜单选择 模型>用户坐标系>X-Y平面: 激活UCS平面
保存当前UCS，定义当前用户坐标系名称为“1”

定义用户坐标系1
4 : 主菜单选择 模型>用户坐标系>X-Y平面: 定义插入点 (即原点)
旋转角度30º，准备插入另一个轴网。

定义另外轴网的插入点

5 : 主菜单选择 模型>栅格>定义轴线： 添加: 栅格名称为2，
定义X、Y轴网间距

定义轴网2
6 : 主菜单选择 模型>单元>建立: 建立梁单元，同时关闭栅格、轴网
在轴网2上建立梁单元

插入轴网2

7 : 主菜单选择 模型>用户坐标系>X-Y平面: 激活UCS平面
保存当前UCS: 定义当前用户坐标系名称为“2”

定义用户坐标系2

8：主菜单选择 模型>单元>建立曲线并分割成线单元: 建立曲梁

建立曲梁

9：主菜单选择 模型>单元>复制和移动: 输入复制间距 ，
在截面号增幅 1 (选择次梁截面)，在交叉分割项，将节点和单元都选上。
同时删除部分梁单元。

建立轴网
建立框架柱及剪力墙
1：主菜单选择 模型>单元>扩展：
扩展类型：节点——线单元 单元类型 ：梁单元 材料：C30
截面：500x500 输入复制间距：dz=-4.5
在模型窗口中选择生成柱的节点

生成框架柱
2：主菜单选择 模型>单元>修改单元参数>参数类型:
选择Beta角，Beta=60º，在模型窗口选择轴网2部分需要旋转的框架柱。
3：主菜单选择 模型>单元>扩展:
扩展类型：线单元——平面单元 单元类型 ：墙单元
生成形式： 复制和移动 输入复制间距：dz=-4.5

生成剪力墙

4：主菜单选择 模型>单元>分割：单元类型：墙单元 任意间距： X=0Z=1.9,1.2

5:主菜单选择 模型>单元>删除： 在模型窗口选择被删除的墙单元

墙单元被分割

6：主菜单选择 模型>单元>分割： 单元类型 ：线单元
被节点分割：在模型窗口选择要分割的单元及分割单元的节点
7：主菜单选择 模型>单元>修改单元参数： 参数类型：截面号
形式：选择250x1000（连梁截面） 模型窗口选择修改的梁单元

墙洞口布置

楼层复制及生成层数据文件

1. 主菜单选择 建筑物数据>生成层数据: 复制次数：5 距离：3 添加
在模型窗口中选择要复制的单元

楼层复制
2：主菜单选择 建筑物数据>生成层数据: 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 勾选各构件承担的层间剪力

生成层数据
3：主菜单选择 建筑物数据>自动生成墙号: 避免设计时不同位置的墙单元编号相同，
特别是在利用扩展单元功能时，一次生成多个墙单元时，这些墙单元的墙号相同，若这些墙单元不在直线上，X向、Y向都有时，程序则认为没有直线墙不给配筋设计。
定义边界条件
主菜单选择 模型>边界条件>一般支承: 在模型窗口中选择柱底及墙底嵌固点

输入边界条件

输入楼面及梁单元荷载
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

定义荷载工况
2: 主菜单选择 荷载>自重: 荷载工况：DL 自重系数：Z=-1

定义自重
3：菜单选择 荷载>定义楼面荷载类型： 定义各房间荷载: 办公室、卫生间、屋面
名称：OFFICE 荷载工况：DL（LL） 楼面荷载：-4.3（-2.0） 按
名称：BATHROOM 荷载工况：DL（LL） 楼面荷载：-6（-2.0） 按
名称：ROOF 荷载工况：DL（LL） 楼面荷载：-7（-0.5） 按

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

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（或长度）
荷载方向：整体坐标系Z 复制楼面荷载：方向Z，距离4@3
在模型窗口指定加载区域节点
同样方法输入BATHROOM 楼面荷载

分配楼面荷载
6 : 主菜单选择 荷载>连续梁单元荷载： 荷载工况： DL 选择： 添加
荷载类型：均布荷载 荷载作用单元：两点间直线
方向：整体坐标系Z 数值：W=-10 复制荷载：方向Z，距离4@3

输入梁单元荷载
7：重复步骤5和6输入屋面荷载及梁单元荷载
8: 主菜单选择 视图>激活>全部激活
视图>显示: 荷载 查看输入的荷载

显示荷载

输入风荷载
1: 主菜单选择 荷载>横向荷载>风荷载> 添加
荷载工况：WX
风荷载设计标准： GB50009-2001。
风荷载方向系数：X轴方向系数 1 Y轴方向系数 0

风荷载输入
2 : 重复步骤1，输入Y向风荷载WY, 注意此时风荷载方向系数 ：
X轴方向系数0，Y轴方向系数1
输入反映谱分析数据
1主菜单选择 荷载>反映谱分析数据>反映谱函数>添加:
设计反映谱：GB50011-2001 设计地震分组：1
地震设防烈度：7º（0.10g） 场地类别：Ⅱ 地震影响：多遇地震
阻尼比：0.05

生成设计反映谱

2：主菜单选择 荷载>反映谱分析数据>反映谱荷载工况:
特征值分析控制>频率数量（振型数）：6
反映谱分析控制： 振型组合方法：CQC
反映谱荷载工况名称：Rx (Ry)
地震角度：0º( 90º)
周期折减系数：0.8

反映谱荷载工况

定义结构类型

主菜单选择 模型>结构类型：三维分析，地震荷载作用方向
结构类型：3-D (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)

定义结构类型
定义质量

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 ( 0.5)

定义质量
运行分析
主菜单选择 分析>运行分析

以上为整个前处理阶段，包括建模、荷载输入、分析选项。

下面介绍后处理阶段
荷载组合
主菜单选择 结果>荷载组合: 一般组合：用于查看内力变形等，一般组合中有包络组合
混凝土设计：用于结构设计部分组合 点击自动生成
设计规范：GB50010-02

荷载组合
查看反力及内力
1：主菜单选择 结果>反力>反力和弯矩： 柱脚内力（轴力和弯矩）

反力

2：主菜单选择 结果>反力>查看反力和弯矩: 可以查看基底任意节点内力

3：主菜单选择 结果>变形>变形形状: 可以查看基底任意节点位移
>位移等值线: 可以查看任意节点各方向位移
注意位移非挠度，挠度应为相对位移
>查看位移: 查看每个节点位移情况

4：主菜单选择 结果>内力>梁单元内力图: 查看在各种工况组合下梁单元内力
墙单元内力图: 查看在各种工况组合下墙单元内力

梁单元内力图 墙单元内力图

5：主菜单选择 结果>应力>梁单元应力图: 查看各种工况组合下梁单元应力

梁单元细部分析

主菜单选择 结果>梁单元细部分析: 查看各个梁单元在各种工况作用下应力及内力图

梁单元细部分析

振型形状及各振型所对应的周期

主菜单选择 结果>振型形状: 查看各种振型作用下的结构各向位移及自振周期

振型形状及周期

稳定验算

主菜单选择 结果>稳定验算: 刚重比验算
结构类型： 框—剪
荷载工况：全选

稳定验算
周期
主菜单选择 结果>分析结果表格>振型形状： 输出各振型周期及有效质量参与系数

周期

层间位移
主菜单选择 结果>分析结果表格>层>层间位移： 输出水平力作用下楼层层间位移
及最大层间位移与平均层间位移之比

层间位移

层位移
主菜单选择 结果>分析结果表格>层>层位移:
输出水平作用下各层最大位移及平均位移

层位移
层剪重比
主菜单选择 结果>分析结果表格>层>层剪重比: 输出各层地震作用下剪力及剪重比

层剪力及剪重比
层刚度比
主菜单选择 结果>分析结果表格>层>层刚度比: 输出各层的层刚度比

层刚度比

一般设计参数

1：主菜单选择 设计>一般设计参数>定义框架： 设计类型 ：三维
由程序自动计算“计算长度系数” ：若选则按GB50010-2002第7.3.11条中第3项算，
否则按7.3.11条中表7.3.11-2计算，此时须设计者自己输入计算长度系数。

定义框架

2：主菜单选择 设计>一般设计参数>指定构件：自动指定构件自由长度
当梁单元中间被其它节点分割成几部分时，需由程序自动指定构件，定义梁单元在强轴作用平面内的自由长度。注：当有非直线梁单元时,需在模型中选择此梁单元由手动完成。

指定构件

2：主菜单选择 设计>一般设计参数>编辑构件类型：
定义框架柱：角柱、底层柱， 定义框架梁， 定义剪力墙：加强位置和一般位置

编辑构件类型
钢筋混凝土构件设计参数
1：主菜单选择 设计>钢筋混凝土构件设计参数>设计标准：
定义抗震等级及梁端弯矩调幅系数

设计标准

2：主菜单选择 设计>钢筋混凝土设计参数>编辑混凝土材料特性:
定义主筋、箍筋设计强度及混凝土强度等级

钢筋混凝土材料特性

3：主菜单选择 设计>钢筋混凝土设计参数>钢筋设计标准:
选择梁、柱、墙钢筋直径及混凝土保护层厚度

钢筋设计标准

钢筋混凝土构件设计
1：主菜单选择 设计>钢筋混凝土构件设计>梁的设计: 梁设计结果查看
在选择项勾选某个梁单元，再勾选连接模型空间，在模型空间可以看到你选择
的梁单元，点选图形结果以图形方式输出，点选详细结果以文本文件输出。

梁设计结果

2：主菜单选择 设计>钢筋混凝土构件设计>柱的设计: 柱设计结果查看

柱设计结果

3：主菜单选择 设计>钢筋混凝土构件设计>墙的设计: 墙设计结果查看

墙设计结果

平面输出设计结果
主菜单选择 设计>钢筋混凝土构件设计结果： 荷载工况及组合：all combination
验算比：组合 钢筋：实配钢筋（所需配筋面积） 显示：梁、柱、墙

平面配筋结果输出

平面配筋结果输出
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