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MIDAS Gen软件常见问题与解答 200710


MIDAS/Gen 软件常见 问题与解答 问题与解答

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MIDAS/Gen 软件常见问题与解答 ............................................ 1 一、建模........................................

........................ 9 问:对于 satwe 模型转换这块,需要注意的那些问题?........................ 9 问:DXF 文件导入时,需要注意什么问题? .................................. 9 问:程序如何实现相似层,相同的楼层是否能修改一个就可以了?.............. 9 问:如果要考虑地下室的地基土与结构的相互作用,请问弹簧刚度怎样确定?... 10 问:一柱托双梁时,采用主从节点约束时,在从节点上加荷载,程序能否自动考虑扭 转? .................................................................. 10 问:我想在程序中通过修改数据库中的材料特性值来定义一种材料,能否实现?. 10 问:不大明白“模型/材料和截面特征/截面特征系数”中设定参数,比如在“连梁刚 度折减系数”和“梁设计弯矩增大系数”等应该怎么设定? .................. 10 问:在建模中,设计的截面在 MIDAS 截面库中没有,请问对于不规则的截面输入有什 么方法? .............................................................. 10 问:在删除部分截面号后,如何对截面的号数进行重新编号,使其连续?....... 10 问:如何施加偏心?..................................................... 10 问:剪力墙开洞后,定义的层是不是必须重新生成,且重新生成的层必须包含剪力墙 开洞节点,否则不计算? ................................................ 11 问:施工阶段分析时需要定义构件的初始材龄,其初始材龄的定义是什么,和材龄有 何联系?再请问,混凝土湿重指的是浇筑时的重量,还是与自重的差值呢? .... 11 问:计算时,一定需输入时间依存材料(徐变/收缩)和时间依存材料(抗压强度) , 程序才会考虑混凝土的收缩徐变吗?若此项数据不填写,只定义施工阶段,程序是否 计算收缩徐变及强度随时间的变化? ...................................... 11 问:时间依存材料(抗压强度)输入时为何没有中国规范?................... 11 问:平面内刚度和平面外刚度区别?....................................... 11 问:定义板厚时,面内厚度与面外厚度是什么意思?程序计算自重时如何取值?. 11 问:Pushover 的模型,在修改保存后,再次打开的时候报错,无法打开模型,原因 是什么? .............................................................. 11 问:单向板导荷时,发现荷载导到短边上了,为什么?....................... 12 问:弹性连接、节点弹性支承和一般弹性支承的区别是什么?................. 12 问:如何定义非 X,Y,Z 轴方向的约束,比如在 X-Z 平面内,结点所受约束与 X 轴成 45 度? ................................................................ 12 问:模型的第二个施工阶段想要模拟 X 向滑动铰支座,但是出来的位移特别大,感觉 支座没有起作用。 ...................................................... 12 问:用截面特性工具做的截面如何导入模型?............................... 12 问:当一个节点存在不同的刚性连接时,应该怎么处理?..................... 12
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问:剪力墙上有节点后,程序不能对剪力墙进行自动划分,带来很多不便,尤其是在 导入 SATWE 程序的时候, 由于各层的的次梁布置不一样, 往往会带来很多这样的节点。 迈达斯里面有没有办法可以比较方便的划分剪力墙? ........................ 12 问:结构形式类似棱锥体,有斜柱,如何定义每层梁的节点位置?............. 12 问:在 MIDAS/Gen 中能否按设计人员习惯建立轴线,并按轴线布置构件?....... 13 问:在“定义用户坐标系统”对话框中,命名了用户坐标系统,在“已命名的 UCS” 中,无论选择哪个“用户坐标系统名称” ,右边的“原点”都是“0,0,0” ,向量“ux” 和“uy”都没有变化,是什么原因? ...................................... 13 问:如何实现线单元的延长功能?......................................... 13 问:在弧形轴线上的生成的矩形柱,其方向按整体坐标系布置,如何将其改为按圆心 方向布置(单元坐标轴 z 轴的方向指向圆心)? ............................ 13 问:在 MIDAS/Gen 中不能显示墙单元的局部坐标轴,这是什么原因?........... 13 问:程序中结构层的定义是怎么样的,每层的柱、剪力墙的质量如何计算?..... 13 问:如何由平面上的 4 条线单元来生成板单元?并删掉原来线单元。........... 14 问:需要旋转构件的 Beta 角,其方向是怎么定义的?........................ 14 问:在 MIDAS/Gen 中分割墙单元时,分割对话框的 x、y 方向与模型窗口中显示的局 部坐标轴方向不一致? .................................................. 14 问:板单元形状规则,但是无法改成剪力墙单元?........................... 14 问:建楼板时,对板单元进行了分割,怎样才能快速分割和板相连的梁单元?... 14 问:在建立层数据时如何使中间层节点不形成层数据?....................... 14 问:在定义层数据时,输入的地面标高是起什么作用的?..................... 14 问:定义刚性楼板后,显示的楼面刚心在原点处是什么原因?................. 15 问:在 MIDAS/Gen 中建立模型时,如何考虑楼板刚性及弹性问题?.............. 15 问: 在 MIDAS/Gen 中建立模型时,如何考虑楼板刚性的问题?................. 15 问:在 MIDAS/Gen 中能否用板单元模拟剪力墙?用板单元和墙单元建模有何差异?15 问:如何知道任意选择的模型部分中,墙,板和梁单元的数量各为多少?....... 16 问:程序中在定义好层数据后,如果对某些层高进行了改动,在层数据的表格里面无 法自动体现。 .......................................................... 16 问:剪力墙无法进行细分,其大小对计算结果的精度是否会影响?............. 16 问:梁单元和墙单元能否直接连接,不做处理?............................. 16 问:在建立墙单元时,有膜和板的选择项,想请教这两个选项的区别?......... 16 问:高低跨两跨排架厂房,有吊车,屋面为钢屋架 ,1、吊车荷载如何添加 ;2、低 跨屋架如何与高跨柱之间如何建模? ...................................... 16 问:高低跨两跨排架厂房上下柱偏心如何解决?............................. 16 问:在梁单元中,有时为了简化计算,将桁架构件简化为无限刚度的梁,此类构件如 何模拟? .............................................................. 16 问:为什么无法合并单元及指定构件?..................................... 17 问:局部楼板为弹性楼板,在 MIDAS 中如何实现?........................... 17

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问:将板单元改成墙单元时,程序提示“几何形状”不正确是什么原因?....... 17 问:地下室如何定义?................................................... 17 问:高层建筑结构地下室部分建模时如何考虑?............................. 17 问:转换梁上支撑两道剪力墙怎么建模?................................... 17 问:一个柱子上设置两道平行的框架梁怎么建模?........................... 18 问:跨层转换梁的建模问题,即一根转换梁连接上下层楼板?................. 18 问:对于有斜柱的结构个别层的层间位移没有输出的原因?................... 18 问:转换层结构分析建模时,需要注意那些问题?........................... 18 问:MIDAS/Gen 能否计算箱基? ........................................... 18 问:三角形板单元如何释放板端约束?如释放图中线 1 边的约束,板 2 如何处理?18 问:PKPM 中刚性板及弹性楼板在 MIDAS/Gen 中如何实现? .................... 19 问:使用转换 SATEW 程序,转换过程中程序说有错误,如何解决?............. 19 问:转换 Staad 过来后和迈达斯的整体坐标轴不一致,如何使它们一致?....... 19 问:如何将 sap2000 V9 版本的文件导入到 MIDAS 691 中?.................... 19 二、加荷载............................................................. 21 问:对于地下水池,主动土压力荷载和被动土压力如何施加?................. 21 问:考虑行人对楼板振动的影响,行人荷载如何施加?如何考虑几个人活动对楼板振 动的影响? ............................................................ 21 问:桁架单元施加风荷载时,是否可用虚面的方式而不是节点荷载,如何实现?. 21 问:荷载质量的概念?................................................... 21 问:程序能否只能自动计算有刚性楼板假定的风荷载?....................... 21 问:加楼面荷载时,加板面荷载同时是否考虑楼板自重?..................... 21 问:关于荷载、荷载类型、荷载工况、荷载组合、荷载组的概念............... 22 问:如何修改删除楼面荷载?............................................. 23 问:在预应力筋输入时,样条输入法中,fix(固定)的意义?................ 23 问:在定义钢束形状里面,钢束该以样条法输入还是圆弧输入?............... 23 问: “添加/编辑钢束形状”时,钢束形状有直线、曲线、单元,有何区别?..... 23 问:在计算梁截面温度荷载时,得到的温度应力是温度自应力还是温度次应力,或是 二者之和?能否分别输出二者? .......................................... 23 问:非施工阶段分析中,收缩和徐变的计算................................. 23 问:定义地震作用时,有两个放大系数,两者是什么关系?最终地震作用取值如何? ...................................................................... 24 问:工程中需要做竖向 Pushover 分析的话,可以通过修改系数来调整竖向地震作用, 是不是应该理解为在做竖向地震分析时,竖向地震力=该系数×重力荷载代表值?24 问:对于梁单元,初始的轴力、剪力和弯矩如何施加?....................... 24 问:反应谱分析后,设计时为什么还要定义抗震设防烈度等参数?............. 24 问:收缩和徐变曲线中开始加载时间、结束加载时间、开始收缩时的混凝土材龄三者 的意义 ................................................................ 24

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问:地震反应谱计算时模态数量如何选择................................... 24 问:菜单“荷载/初始荷载/小位移/初始单元内力”,表格的“类型”里面,E-link 和 G-link 什么意思? ................................................... 25 问:钢网架中,一个大的三角形网格平面内又有很多小的三角形网格,能不能只在每 个大三角形上分配楼面荷载,然后自动分配在这个大三角形内的小三角形上呢? 25 问:吊车荷载如何施加?................................................. 25 问:怎样把 MIDAS 地震波数据库以外的地震动记录输入到程序中?............. 25 问: 多塔结构, 想让一个塔向 X 轴正向偏心, 另外一个塔向 X 轴负向偏心, 怎么实现? ...................................................................... 25 问:工字型截面的梁上如何输入和截面的主轴有角度的斜向荷载?............. 25 问: “荷载/分配楼面荷载”的“假想次梁” ,考虑次梁重量有什么作用?........ 25 问:实体单元如何定义温度梯度?......................................... 26 问:定义层数据里的偶然偏心和反应谱工况里的偶然偏心有什么不同?......... 26 三、分析............................................................... 27 问:结果中应力结果与截面验算应力结果不同,是否因为构造要求?........... 27 问:计算的时候报错,节点歧异并且弹出报错对话框,出现警告说结构的周期大于 6 秒。 .................................................................. 27 问:转换梁可以用梁单元、板单元和实体单元进行模拟,各有什么优缺点?各有什么 适用范围? ............................................................ 27 问:转换 PKPM 文件时,板、梁和柱重叠处质量如何考虑的?程序能否自动扣除重叠 处多余质量? ........................................................... 27 问:如何考虑二阶效应?................................................. 27 问:在屈曲分析中,当同时采用不变量和变量计算结构的荷载系数时,是不是不变量 在计算过程中是一次加载的,而变量是多步加满的,而荷载系数在求解时,是随着变 量的组合系数成正比增长,也就是我上次说的:1 倍不变量+2 倍变量=2*(1 倍不变 量+1 倍变量)和 2 倍不变量+1 倍变量=2*(2 倍不变量+1 倍变量) ,我想了解一下你 们的理论依据,以及这样算的合理性,这样算出的荷载系数是否有意义,也就是说, 对于结构的极限承载力是否具有指导作用。 ................................ 28 问:线性屈曲分析种,对于可变荷载和不变荷载中,改变可变荷载的值,计算结果是 否有影响? ............................................................ 28 问:由于剪力墙必须落在层上,如果实际工程总是用梁刚节点模拟墙的开洞,当梁截 面很高时,墙与连梁的应力扩散是否会协调? .............................. 28 问:计算楼板应力总是局部应力很大,如何处理?........................... 28 问:模型分析发生奇异时,如何快速查找模型问题?......................... 29 问:如何计算结构的自振周期............................................. 29 问:组合结构做反应谱分析时,不同材料的阻尼比是如何考虑的?............. 29 问:怎样在振型分析中考虑索初始张拉力的钢化效应?....................... 29 问:做温度应力分析时,特别是对整个结构做系统温度荷载分析时,应力异常是什么

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原因? ................................................................ 29 问:什么时候考虑偶然偏心影响,什么时候考虑双向地震作用?............... 29 问:能否做梁单元的材料非线性分析?..................................... 30 问:对于网壳结构,工程中需要把其第一模态的一定百分比作为初始缺陷,在计算中 加以考虑,程序怎么实现? .............................................. 30 问:关于屈曲分析....................................................... 30 问:在 MIDAS 中如何计算自重作用下活荷载的稳定系数(屈曲分析安全系数)?.... 30 问:MIDAS/Gen 中包括那些稳定分析? ..................................... 30 问:屈曲分析模型如下面图 1、图 2 所示,图 2 相当于在节点上既有轴力又有弯矩作 用,但是程序分析的结果为什么没有差别? ................................ 31 问:做 P-DELTA 分析时是否需要解除刚性板假定?........................... 31 问:P-Delta 分析结果是否只真对做 P-Delta 分析的荷载工况起作用,对其它荷载 工况没有影响? ........................................................ 31 问:P-Delta 分析在 MIDAS 中是怎样实现的? .............................. 31 问: 有关 MIDAS 的非线性分析控制选项?.................................... 32 问:如果用了 “荷载/初始荷载/大位移”,然后再定义 “分析/非线性分析控制”, 能不能正确计算自振特性? .............................................. 32 问: “非线性加载顺序”的作用?是否可以做荷载的接力加载分析(即先加某一荷载, 计算出结果,然后再加另外一种荷载)? .................................. 32 问:索结构的反应谱分析如何做?......................................... 32 问:如何快速求出结构中各个索单元的最终索力?........................... 33 问: 在 MIDAS/Gen 中做 Pushover 分析的步骤?............................... 33 问:在 MIDAS/Gen 中地震时程分析的步骤及对话框中各参数的意义?........... 33 问: “施工阶段分析控制”中,如果定义为“最终施工阶段” ,又有索单元,同时定义 有非线性分析,计算时程序会报错,建议将索单元改为桁架单元,而定义为“其他施 工阶段”则计算可以通过,原因是什么?两者的定义有何区别? .............. 35 问:分析时同时考虑非线性,同时勾选了“施工阶段分析控制”中的非线性(没有子 步骤的数量)和定义“非线性分析控制” ,程序会如何考虑?如果计算不收敛,该如 何调整(在施工阶段中调整还是在非线性分析中调整)? .................... 35 问:定义了“施工阶段分析控制”中的非线性,好像还要定义“非线性分析控制” , 计算时程序会在每一个施工阶段计算非线性, 但算完施工阶段的之后还会整体地计算 非线性,这是为什么? .................................................. 36 问:关于施工阶段分析中自重的输入....................................... 36 问:关于施工阶段分析时,自动生成的 CS:恒荷载、CS:施工荷载、CS:合计 ..... 36 问: 关于施工阶段分析时,自动生成的 postCS 阶段......................... 36 问: 在 MIDAS 软件中施工阶段分析采用何种模型?............................ 37 四、查看结果........................................................... 38 问:在荷载组合中,“一般”有两个包络,而“混凝土设计”和“钢结构设计”中不能

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自动生成包络,“一般”与“混凝土设计”和“钢结构设计”是何关系? ....... 38 问:考虑双向地震作用时,在设计组合里面只有“钝化” ,无法选择“激活” ,程序在 设计时候是否考虑的了双向地震作用? .................................... 38 问:用 MIDAS 的非线性分析的弧长法来计算结构的极限荷载,请问如何画出荷载位移 曲线,如何查看极限荷载相对于施加荷载的比值? .......................... 38 问:抗倾覆弯矩如何查看?............................................... 38 问:梁单元的内力能否按整体坐标输出?................................... 38 问:多塔的定义?....................................................... 38 问:时程分析中,层数据图形结果中没有层/位移速度/加速度这项结果?....... 38 问:结构自振周期很长是什么原因?....................................... 38 问:反应谱分析时开始我们设定地震力作用方向,在计算结束后能否提供最不利地震 力作用方向,PKPM 能提供。 .............................................. 39 问:反应谱分析荷载组合时为什么产生(RS,ES)两种工况,各表示什么意思?..... 39 问:当需要判断模型的某一振型是 X、Y 向平动还是扭转时,需要综合“振型参与质 量”和“振型方向系数”来判定,应该怎样判定? .......................... 39 问:考虑偶然偏心后结构整体分析结果怎么看?荷载工况 EX(ES)、EX(RS)是什么意 思? .................................................................. 40 问:反应谱分析后,在同一种模态下,振型质量参与显示跟 PKPM 的是不是不一样。 PKPM 为 平动%=(X%+Y%),平动%+转动%=1 而在 MIDAS 中:平动%+转动%<1。 是不是 PKPM 里的平动%=MIDAS 中的平动%/(平动%+转动%)。 .............................. 40 问:如何查看基底总剪力、总弯矩?....................................... 41 问:在“位移/位移形状”里,勾选“图例” ,屏幕右边显示的各方向的变形值下方有 个“系数=1.268E+0.02”是什么意思? ..................................... 41 问:当结构中用板单元或实体单元模拟转换梁的时候,如何查看转换梁的设计弯矩? ...................................................................... 41 问:当结构中用板单元或实体单元模拟转换梁的时候,如何查看转换梁的设计弯矩? ...................................................................... 41 问:关于 Tresca 应力和有效应力(von-Mises 应力) .......................... 41 问;在施工阶段的输出结果中,cs:恒荷载,CS:Dead,CS:合计 各代表哪些部分 的内力 (即由哪几项构成) 施工 Max/Min 阶段中, , CS/max, CS/min: 恒荷载, CS/max, CS/min:合计,各代表什么情况下的内力? ................................ 42 问:门式钢架结构,加了 31.5KN 的水平风荷载,但柱底弯矩应有 110KN 多,可是计 算只有 0.6,为什么? ................................................... 42 问:板结果查看,内力值大小相差不大,但方向相反,为什么?............... 42 问:对结构地震反应,规范要求验算偶然偏心的位移以判断结构的扭转效应,现在在 反应谱荷载工况中加了偶然偏心的设置,但是结果中任没有结果? ............ 43 五、设计............................................................... 44 问:软件本身对支撑计算长度的考虑(有交叉节点,平面内外情况)?......... 44

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问:使用国外的材料、荷载规范(如欧洲的)后,在设计构件的截面时,也用国外的 规范,能否进行截面的设计? ............................................ 44 问: Midas 能否设计 SRC 梁?SRC 柱剋进行截面校核核优化设计,但菜单上梁截面都是 灰色的,为什么? ...................................................... 44 问: 优化设计是否能将截面相同的构件同时改变?可否部分改变?或自定义组进行优 化? .................................................................. 44 问: 建模时, 如不指定构件类型, 如梁、 柱和支撑等, 对内力及位移计算是否有影响? 还是只对设计有影响? .................................................. 44 问:对于梁配筋是否可以按照拉弯构件进行配筋设计?....................... 44 问:Midas 中,可自行判断薄弱层,那是不是在地震力计算时会自动将薄弱层的地震 剪力放大 1.15 倍呢,还是要认为的干预,如何干预? ....................... 44 问:在进行剪力墙的构件设计时,程序提示“不能进行配筋设计-直线墙出错” ,原 因是什么? ............................................................ 45 问:Midas 在钢结构构件验算时是否考虑了厚钢板的强度的降低? ............. 45 问:是否可以设定单根构件的抗震等级?................................... 45 问:结构的重要性系数抗震设计时是如何考虑的?........................... 45 问:设计时是否需要对所有构件进行指定构件类型操作?..................... 45 问: “一般设计参数”里的“抗震等级”和“混凝土构件设计参数”里的“定义抗震 等级” 有什么区别?如果是框架剪力墙结构, 如何分开定义框架、 剪力墙的抗震等级? ...................................................................... 45 问:选择由程序自动计算钢构件的“计算长度系数”时,应该注意那些问题?... 45 问: “设计/钢筋混凝土构件设计参数/材料分项系数”里面的值程序不能自动的随着 混凝土等级的改变而按照规范进行改变,一定要用户手动设置么? ............ 46 问: “设计/钢构件设计/编辑钢材特性值”中参数 Fu 的意义?................. 46 问:设计中有时候需要人为的调小钢材的屈服强度,在程序里“设计/钢构件设计参 数/编辑钢材”设置“抗拉屈服强度 Fu”后,钢材的抗剪强度怎么修改? ....... 46 问:边缘构件如何考虑,比如角钢型剪力墙,两个端部和角点处规范规定好像是按柱 来处理,程序中如何考虑这些因素的? .................................... 46 问:在进行柱的设计时可以进行螺旋箍筋柱的设计吗?如果能应怎样使用?..... 46 问:地震作用下,柱承担的基底剪力要大于 0.2EQ,程序里面能否自动调整? ... 46 问:程序能否提供具体配筋的统计表格?................................... 46 问:1000x700 截面的 SRC 柱设计时候,程序中钢筋可以布置在 700 一端,但是如果 设置为双排钢筋的时候,第二排只能布 2 跟钢筋,是否程序中只能这样? ...... 47 问:怎样知道多少构件验算不通过?....................................... 47 问:如何查看构件配筋时候用的荷载组合和内力值?......................... 47 问:设计时取用的内力为何与结果显示的内力不一样?....................... 47 问:不用修改模型,如何用自己定义的截面进行钢构件验算?................. 47 问:结构的整体稳定是如何算的,EJd 是如何算的? ......................... 47

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问:在用 midas 进行钢筋混凝土结构设计中遇到不少问题:................... 47 问:梁、柱、墙配筋设计是如何考虑的?................................... 48 问:Pushover 分析后如何找到性能控制点? ................................ 49 六、工具、视图、其它................................................... 50 问:MIDAS 软件能自动统计用钢量吗? ...................................... 50 问:查询/质量表格中结构质量单位 KN/g 是什么意思?怎么样转换为质量单位 g?50 问:较大图形输出内力/位移等数据时,如何能让字体大小同图形匹配?........ 50 问:软件屏幕右下角的“单元捕捉控制”的等分点的数值无法显示,有没有办法可以 解决? ................................................................ 50 问:使用“消隐”功能,以平面显示图形,选择柱的时候有时候选择不上构件是什么 原因? ................................................................ 50 问:如何显示节点坐标轴,如果需要单独定义,如何定义?................... 50 问:如何从 MIDAS 表格文件中拷贝东西到 excel 改动后,再回到 MIDAS 中继续工作? ...................................................................... 50 问:浮动工具条拖动以后放不回去该怎么解决?............................. 51 问: 在 SPC(截面特性值计算器)中 DXF 文件的应用 ........................... 51 问: FEmodeler 中 DXF 文件的应用? ....................................... 51 问: 在 FEmodeler 中定义 Part 的方法?.................................... 51 问: 我在 FEmodeler 中定义了 PART,但是对该 PART 不能划分网格? ............ 52 七、专题............................................................... 53 1、静力弹塑性分析(Pushover 分析) ....................................... 53

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一、建模
模型转换这块 需要注意的那些问题? 转换这块, 那些问题 问:对于 satwe 模型转换这块,需要注意的那些问题? 答:1,需要重新定义层数据,并定义好刚性楼板假定,也包括地面标高的指定; 2,需要对自重和质量进行定义; 3,风荷载及反应谱荷载没有导进来,需要在 Midas 中重新定义; 4,地下室顶板出的约束条件需要按照 satwe 中的定义进行约束; 5,Satwe 勾选了考虑 P-delta 分析时,在 Midas 中需要定义 P-delta 分 析控制才能考虑 P-delta 效应; 6,在 PMCAD 中布置洞口时,对于连梁用梁单元建立模型,不要用洞口布置 的方式,因为洞口导入不了; 7,如果材料容重不一致,可以对材料容重进行单独修改; 8,计算分析过程中,考虑梁刚度放大或折减时,需要在截面特性值系数里 进行定义; 9,对于局部开洞或弹性楼板处,需要解除刚膜连接; 10,导入分析,比较 Satwe 的结构数据文件和 Midas 的结构数据文件,查看 质量是否一致,还有其他参数定义是否一致。

文件导入时,需要注意什么问题? 问:DXF 文件导入时,需要注意什么问题? 答:需要注意的问题如下: 1,可以选择想导入的层,对于不想导入的层在导入时就过滤掉; 2,注意单位,当单位不一致时可以通过放大系数进行控制,或者导入模型 后通过调整节点距离进行控制; 3,对于定义为块的线或面,要打断,否则读取不了,可以在 CAD 中对模型 进行炸开后再导入; 4,CAD 建模有重复的线条时导入的模型有重复的单元, 导入后我们利用 F12 键删除重复单元; 5,最后利用节点合并功能把 CAD 中作图中有偏差的点合并; 6,在 CAD 中作图的没一个图层,导入 Midas 后会作为一个结构组,这样会 很方便我们修改模型,所以我们在 CAD 里建模时就应该往有利用我们修 改模型设定图层; 7,导入到 Midas 中,线条默认为梁单元,面默认为板单元,如果为其他单 元类型,要对单元类型进行编辑。

问:程序如何实现相似层,相同的楼层是否能修改一个就可以了? 程序如何实现相似层,相同的楼层是否能修改一个就可以了? 答:Midas 中没有相似层的概念,但是可以通过一些操作方便处理: 1,对于相似的楼层,建立一层利用复制的功能就可以了,包括楼面荷载信 息; 2,利用 excel 表格方便修改。

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问:如果要考虑地下室的地基土与结构的相互作用,请问弹簧刚度怎样确定? 如果要考虑地下室的地基土与结构的相互作用,请问弹簧刚度怎样确定? 答:对于地下室的处理一般两种比较简单的处理方法有两种:一种就是不考虑土 的侧限作用,也即仅考虑刚性楼板假定(如果按弹性楼板计算则建立弹性 板) ,但是不在对临土节点进行约束;另外一种就是在顶板处对所有节点的 DX、DY 进行约束,同时不考虑刚性楼板假定;如果要考虑比较真实的土对 结构的作用,那么可以考虑刚性楼板假定(或建立弹性板)的同时,对临土 的所有节点加节点弹簧,弹簧刚度的取值和土的力学性质相关。

问:一柱托双梁时,采用主从节点约束时,在从节点上加荷载,程序能否自动 一柱托双梁时,采用主从节点约束时,在从节点上加荷载, 考虑扭转? 考虑扭转? 答:会考虑扭转,可以通过偏移距离控制扭矩大小。

我想在程序中通过修改数据库中的材料特性值来定义一种材料, 能否实现? 问: 我想在程序中通过修改数据库中的材料特性值来定义一种材料, 能否实现? 答:例如想修改 C30 混凝土的部分参数,可先选择一个规范,再选择 C30,然后 将规范改为“无”,就可以对 C30 混凝土的参数进行修改,而不用用户自己 输入材料的每一个特性值参数了。

问:不大明白“模型/材料和截面特征/截面特征系数”中设定参数,比如在“连 不大明白“模型/材料和截面特征/截面特征系数”中设定参数,比如在“ 梁刚度折减系数” 梁设计弯矩增大系数”等应该怎么设定? 梁刚度折减系数”和“梁设计弯矩增大系数”等应该怎么设定? 答:在“模型/材料和截面特征/截面特征值系数”中一般使用得较多的是设 定梁的刚度放大或者折减系数,这时候对于需要放大或者折减的梁,要单独 定义一个截面号,然后修改 Iyy(抗弯刚度) ,抗扭刚度则修改 Ixx。 设计中,需要对一些梁的弯矩进行调幅的时候,选择要定义的梁,在“设计 /钢筋混凝土构件设计参数/编辑梁端负弯矩调幅系数”里面进行设定。

MID 截面库中没有, 问:在建模中,设计的截面在 MIDAS 截面库中没有,请问对于不规则的截面输 在建模中, 入有什么方法? 入有什么方法? 答:在“工具>截面特性值计算器”中计算截面的特性值后再导入到程序中。

问:在删除部分截面号后,如何对截面的号数进行重新编号,使其连续? 在删除部分截面号后,如何对截面的号数进行重新编号,使其连续? 答:点击菜单“模型/材料和截面特性/截面” ,点击“重新编号”按钮,选择需 要重新编号的截面,定义好“开始号”及“增幅” ,注意勾选上“修改单元 截面号” ,点击“重新编号”即可。

问:如何施加偏心? 如何施加偏心? 答:Midas 中设置偏心有两种方法,一个是在定义截面的时候用修改截面偏心功 能,但是这种定义偏心的方式是对一种编号的截面都起作用的;另外一种定 义偏心的方式是在边界条件里利用设置梁端刚域进行考虑, 可以对各个构件
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定义三个方向上的偏心。

问:剪力墙开洞后,定义的层是不是必须重新生成,且重新生成的层必须包含 剪力墙开洞后,定义的层是不是必须重新生成, 剪力墙开洞节点,否则不计算? 剪力墙开洞节点,否则不计算? 答:Midas 中剪力墙的上下节点处必须设层,否则不给计算。一般情况下不建议 用剪力墙开洞的方式,直接用梁单元进行建立连梁,对剪力墙剖分后,处理 数据相对困难,定义也复杂的多。

问:施工阶段分析时需要定义构件的初始材龄,其初始材龄的定义是什么,和 施工阶段分析时需要定义构件的初始材龄,其初始材龄的定义是什么, 材龄有何联系?再请问, 材龄有何联系?再请问, 混凝土湿重指的是浇筑时的重量, 混凝土湿重指的是浇筑时的重量, 还是与自重的差 值呢? 值呢? 答:初始材龄就是该单元被激活参与工作时的材龄. 材龄则意义更广泛(初始材 龄+激活后的经过时间)。混凝土湿重是指混凝土凝浇注时的重量。

问:计算时,一定需输入时间依存材料(徐变/收缩)和时间依存材料(抗压强 计算时,一定需输入时间依存材料(徐变/收缩)和时间依存材料( ,程序才会考虑混凝土的收缩徐变吗 度) 程序才会考虑混凝土的收缩徐变吗?若此项数据不填写,只定义施工 ,程序才会考虑混凝土的收缩徐变吗?若此项数据不填写, 阶段,程序是否计算收缩徐变及强度随时间的变化? 阶段,程序是否计算收缩徐变及强度随时间的变化? 答: 计算收缩和徐变至少要定义一个施工阶段。 但是如果没有输入时间依存材料, 程序就不能计算收缩和徐变。

问:时间依存材料(抗压强度)输入时为何没有中国规范? 时间依存材料(抗压强度)输入时为何没有中国规范? 答:中国规范中没有明确给出强度发展函数。

问:平面内刚度和平面外刚度区别? 平面内刚度和平面外刚度区别? 答:如抗压和抗拉刚度应属于平面内刚度,抗弯应属于平面外刚度。

定义板厚时, 面内厚度与面外厚度是什么意思?程序计算自重时如何取值? 问: 定义板厚时, 面内厚度与面外厚度是什么意思?程序计算自重时如何取值? 答:板的面内厚度是用来计算板的面内抗拉及抗压刚度的;面外厚度是用来计算 板的面外抗弯刚度的。假设 N 为面内厚度,W 为面外厚度,程序计算自重时 一般取用 N 值;当 N=0、M>0 时,以 M 值计算自重。

的模型,在修改保存后,再次打开的时候报错,无法打开模型, 问:Pushover 的模型,在修改保存后,再次打开的时候报错,无法打开模型, 原因是什么? 原因是什么? 答: 如果模型中定义完 pushover 的分析过程, 只是在树形菜单里面删除 pushover 荷载工况,铰特性值等参数,而保留有“分析控制数据”的“PUSHOVER 的分 析数据” ,保存后的模型再次打开的时候,程序就会报错导致无法打开。

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问:单向板导荷时,发现荷载导到短边上了,为什么? 单向板导荷时,发现荷载导到短边上了,为什么? 答:Midas 中,单向板导荷时并不是默认的将楼面荷载导到短跨方向的,当选择 单向 的分配模式时,则要选择相应的荷载角度(0 度或 90 度,将导到不同 方向的边上) 。

问:弹性连接、节点弹性支承和一般弹性支承的区别是什么? 弹性连接、节点弹性支承和一般弹性支承的区别是什么? 答:从使用上区别不是很大: 弹性连接中有一般弹簧、只受压弹簧、只受拉弹簧。建模时需要连接两点。 一般弹性支承建模时也需要连接两点,用户可输入弹簧的刚度矩阵。 节点弹性支承可约束一个点的六个自由度。

轴方向的约束, 平面内, 问:如何定义非 X,Y,Z 轴方向的约束,比如在 X-Z 平面内,结点所受约束与 X 轴成 45 度? 答: 首先给节点定义节点局部坐标轴(在边界条件中),然后再定义约束.此时的约 束将按节点局部坐标轴的方向约束节点。

向滑动铰支座,但是出来的位移特别大, 问:模型的第二个施工阶段想要模拟 X 向滑动铰支座,但是出来的位移特别大, 感觉支座没有起作用。 感觉支座没有起作用。 答:两个支座在 X 向都没有约束,所以可以滑动,导致位移特别大,应该把其中 一个的 X 向也约束住,另外一个可以滑动,这样结果就正常了。

问:用截面特性工具做的截面如何导入模型? 用截面特性工具做的截面如何导入模型? 答:用截面特性工具做好截面,并计算得到截面特性值,在添加截面时选择 数 值,将计算所得的截面特性值输入即可,导入的 SPC 截面只能参与分析,不 能进行设计。

问:当一个节点存在不同的刚性连接时,应该怎么处理? 当一个节点存在不同的刚性连接时,应该怎么处理? 答:可设置成不同的刚性连接,但不可以重复约束相同的自由度。

问:剪力墙上有节点后,程序不能对剪力墙进行自动划分,带来很多不便,尤 剪力墙上有节点后,程序不能对剪力墙进行自动划分,带来很多不便, 程序的时候,由于各层的的次梁布置不一样, 其是在导入 SATWE 程序的时候,由于各层的的次梁布置不一样,往往会带 来很多这样的节点。迈达斯里面有没有办法可以比较方便的划分剪力墙? 来很多这样的节点。迈达斯里面有没有办法可以比较方便的划分剪力墙? 答:暂时需要用户进行手动的划分。可以使用“单元/分割”来进行划分, “单元 类型”选择“墙单元” 。或者使用扩展功能来重新生成墙。

问:结构形式类似棱锥体,有斜柱,如何定义每层梁的节点位置? 结构形式类似棱锥体,有斜柱,如何定义每层梁的节点位置? 答:最快的方式是用“模型/结构建模助手/壳”来建一个壳体,单独定义一个厚
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度,然后把该厚度的板删除,就留下所需的各层节点了。通过调整壳体分割 参数 m、n 还可以得到各个梁节点。 如果层高相等的时候,可以直接将斜柱进行等分。或者可以使用程序右下角 的“单元捕捉控制” ,利用等分点功能。 如果节点不是很多,也可以使用“节点投影”功能:先在棱锥体的底部建一 块板,然后复制到各层,点击“节点/节点投影” ,选择“将节点投影在平面 上” ,选择某层的板作为基准平面,方向选择“任意方向” ,以棱锥体的边作 为方向向量,勾选“交叉分割杆系单元” ,选择需要投影的节点,点击“适 用”键即可。

问:在 MIDAS/Gen 中能否按设计人员习惯建立轴线,并按轴线布置构件? 中能否按设计人员习惯建立轴线,并按轴线布置构件? 习惯建立轴线 答:可以在主菜单的模型>栅格>定义轴线中定义 x 和 y 轴方向的轴线,然后可在 轴线上直接画单元(建立)。然后用单元扩展功能,由平面的节点向下扩展为 一层柱。然后在“模型>建筑物数据>生成层数据”中进行楼层复制。但是我 们建议使用建模助手来建立模型,这样更加快捷。

问:在“定义用户坐标系统”对话框中,命名了用户坐标系统,在“已命名的 定义用户坐标系统”对话框中,命名了用户坐标系统, UCS” 无论选择哪个“用户坐标系统名称” 右边的“原点”都是“ UCS”中,无论选择哪个“用户坐标系统名称” 右边的“原点”都是“0, , uy”都没有变化,是什么原因? 0,0” 向量“ux”和“uy”都没有变化,是什么原因? ,向量“ux” 答:在定义好用户坐标系统的参数后,先点击“适用”键,然后再点击“保存当 前 UCS” ,则可以看到,原点和向量都会有变化了。

问:如何实现线单元的延长功能? 如何实现线单元的延长功能? 答: 如果需要延伸到的地方没有节点, 先设法复制或者投影节点来生成一个节点, 然后将需要延伸的节点移动到目标节点即可。

问:在弧形轴线上的生成的矩形柱,其方向按整体坐标系布置,如何将其改为 在弧形轴线上的生成的矩形柱,其方向按整体坐标系布置, 按圆心方向布置(单元坐标轴 z 轴的方向指向圆心)? 按圆心方向布置( 轴的方向指向圆心)? 答: 使用修改单元参数来实现, 具体操作如下: “模型>单元>修改单元参数” 菜单 , “参数类型”选“单元坐标轴方向”,“形式”选择“参考点”,选择圆弧 的圆心,点击“适用”键即可。

中不能显示墙单元的局部坐标轴,这是什么原因? 问:在 MIDAS/Gen 中不能显示墙单元的局部坐标轴,这是什么原因? 答:在 Gen 中的墙单元必须与上下层相连,当生成层后即可显示墙单元的局部坐 标轴。

问:程序中结构层的定义是怎么样的,每层的柱、剪力墙的质量如何计算? 程序中结构层的定义是怎么样的,每层的柱、剪力墙的质量如何计算? 答:柱、剪力墙等是按上下各半层计算质量的。
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条线单元来生成板单元?并删掉原来线单元。 问:如何由平面上的 4 条线单元来生成板单元?并删掉原来线单元。
答:如果是矩形的,可以任意选择其中一根通过扩展来生成板,然后删除线单元;如果是不 规则的四边形,则只能通过“建立板单元” 。

其方向是怎么定义的 怎么定义的? 问:需要旋转构件的 Beta 角,其方向是怎么定义的? 答:点击“单元/修改单元参数” ,修改“单元坐标轴方向” ,修改“Beta 角” , 其中的角度是指构件的 Beta 角在整体坐标系中的角度,而不是指旋转构件 所需的度数。

中分割墙单元时, 问:在 MIDAS/Gen 中分割墙单元时,分割对话框的 x、y 方向与模型窗口中显示 的局部坐标轴方向不一致? 的局部坐标轴方向不一致? 答:当用户先用板单元模拟剪力墙后,将板单元用修改单元参数命令修改为墙单 元时,有时会出现此类现象。其原因是 Gen 中建立剪力墙单元时是由下层节 点按逆时针方向建立的,而用户建立板单元时可随意建立,因此坐标轴可能 与墙单元的不一致。用户可事先将板单元的坐标轴统一。

问:板单元形状规则,但是无法改成剪力墙单元? 板单元形状规则,但是无法改成剪力墙单元? 答:是板单元的坐标轴问题,x 轴不在 X-Y 平面内,无法转换,可以新建一个 板单元,然后统一坐标轴,再进行转换。

问:建楼板时,对板单元进行了分割,怎样才能快速分割和板相连的梁单元? 建楼板时,对板单元进行了分割,怎样才能快速分割和板相连的梁单元? 答:针对程序没有提供自动分割相邻梁单元的功能,分割了板单元后,选择所有 板边缘的节点,利用菜单“模型>节点>投影”的功能, “投影类型”选择“将 节点投影在” ,将节点投影到梁所在的平面,注意要勾选菜单的“分割交叉 杆系单元”选项,这样就可以快速分割相邻的梁单元了。

问:在建立层数据时如何使中间层节点不形成层数据? 在建立层数据时如何使中间层节点不形成层数据? 答:程序一般默认将根据竖向节点的坐标生成各层及名称,你可以将不真实的层 (层间节点生成的)移到左面去除,然后再形成层数据即可。

问:在定义层数据时,输入的地面标高是起什么作用的? 在定义层数据时,输入的地面标高是起什么作用的? 答:在“模型>建筑物数据>控制数据”中输入相应的地面标高时,程序自动计算 风荷载时,程序将自动判别地面标高以下的楼层不考虑风荷载作用,注意此 功能不是用来定义地下室的。

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问:定义刚性楼板后,显示的楼面刚心在原点处是什么原因? 定义刚性楼板后,显示的楼面刚心在原点处是什么原因? 答:原因是没有将结构自重转换为质量。具体操作如下: “模型>结构类型>将结 构自重转换为质量” 。

中建立模型时,如何考虑楼板刚性及弹性问题? 问:在 MIDAS/Gen 中建立模型时,如何考虑楼板刚性及弹性问题? 答: 刚性楼板是在 “模型>建筑物数据>层” 在“楼板刚性楼板”一栏中选择“考 , 虑”即可,程序默认为“考虑”,即所有楼层都按刚性板考虑;如果想解除 某一层楼板的刚性,可在“楼板刚性楼板”一栏中选择“不考虑”,此时该 层楼板按弹性板来考虑,需要设计者在该楼层建立楼板(用板单元建立)即 可。

MIDAS/Gen 建立模型时,如何考虑楼板刚性的问题? 问: 在 MIDAS/Gen 中建立模型时,如何考虑楼板刚性的问题? 答: 步骤如下: 楼板的刚性效果是在“模型>建筑物数据>层”中点击“生成层数据” ,程序 将根据竖向节点的坐标生成各层及名称。您可以将不真实的层(层间节点生 成的)移到左面去除。(一些通用有限元软件中不提供该功能) 按确认后在表格中,选择是否考虑刚性楼板效果。 楼板荷载的导入同 PKPM 一样,在“荷载>分配楼面荷载”中输入。 在这里多说一点。 在“模型>建筑物数据>控制数据”中输入相应的地面标高时,程序自动判别 地面标高以下不考虑风荷载。(一些通用有限元软件中不提供该功能) 在“模型>建筑物数据>控制数据”中选择“各构件承担的层间剪力” ,可输 出各层中各构件承担的地震剪力。

中能否用板单元模拟剪力墙?用板单元和墙单元建模有何 有何差 问:在 MIDAS/Gen 中能否用板单元模拟剪力墙?用板单元和墙单元建模有何差 异? 答:可以用板单元模拟剪力墙。MIDAS/Gen 的板单元可以考虑平面内及平面外刚 度。当用板单元模拟墙时,需要将板单元细分,从理论上讲板单元分得越细 越好(包括洞口周围),如果为了节省计算的时间和存储空间,可将板单元划 分为 1m~1.2m 的网格,精度应该可以了。洞口处可适当加密。 墙单元作为建筑结构上的分析单元,从理论上讲是由板单元扩展而成的,其 分析精度未必比将板单元细分的结果要“好” ,但分析时节省了大量时间, 且后处理上可直接按规范输出配筋结果,因此在专业设计软件上被广泛使 用。 用户在使用其他通用有限元软件时,可能会遇到没有墙单元的情况,这时可 使用板单元模拟,只是要注意进行单元细分,某例题中细分与否层间位移误 差达到 30%。

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问:如何知道任意选择的模型部分中,墙,板和梁单元的数量各为多少? 如何知道任意选择的模型部分中, 板和梁单元的数量各为多少? 答:选择好模型的单元后,会有亮显,在屏幕点击鼠标右键, “单元详细表格” , 使用表格来查看单元的数量。

问:程序中在定义好层数据后,如果对某些层高进行了改动,在层数据的表格 程序中在定义好层数据后,如果对某些层高进行了改动, 里面无法自动体现。 里面无法自动体现。 答:改动层高之后,需要重新生成一次层的数据。

问:剪力墙无法进行细分,其大小对计算结果的精度是否会影响? 剪力墙无法进行细分,其大小对计算结果的精度是否会影响? 答:剪力墙可以细分,其大小对计算结果的精度有影响。

问:梁单元和墙单元能否直接连接,不做处理? 梁单元和墙单元能否直接连接,不做处理? 答:可以直接连接而不用处理,墙单元具有平面内和平面外刚度,梁单元与墙单 元连接默认为刚接。 如果用板单元模拟墙,程序会根据板单元是否考虑了 平面内刚度,而采取刚接或者铰接。

问:在建立墙单元时,有膜和板的选择项,想请教这两个选项的区别? 在建立墙单元时,有膜和板的选择项,想请教这两个选项的区别? 答:膜没有平面外刚度,板具有平面内和平面外刚度。一般情况下选板。

问:高低跨两跨排架厂房,有吊车,屋面为钢屋架 ,1、吊车荷载如何添加 ; 高低跨两跨排架厂房,有吊车, 低跨屋架如何与高跨柱之间如何建模? 2、低跨屋架如何与高跨柱之间如何建模? 答:1.如果使用的是 MIDAS/Civil 可自定义移动荷载,用影响线方法分析。如果 使用 MIDAS/Gen 只能按静力荷载加载,加载位置由用户决定。 2.高跨柱牛腿可用一个外伸变截面悬臂梁模拟(也可以加一刚性连接), 在悬 臂梁上作用钢屋架,屋架与悬臂梁的连接可设置为铰接。

问:高低跨两跨排架厂房上下柱偏心如何解决? 高低跨两跨排架厂房上下柱偏心如何解决? 答:在设定截面特性的时候定义“修改偏心” ;或者在“边界条件/设定梁端部刚 域”中可设定三个方向的偏心量。

问:在梁单元中,有时为了简化计算,将桁架构件简化为无限刚度的梁,此类 在梁单元中,有时为了简化计算,将桁架构件简化为无限刚度的梁, 计算 构件如何模拟? 构件如何模拟? 答:有几种方法: 1、在“材料和截面特性>截面特性值系数”中直接调整构件刚度。 2、在“模型/边界条件/刚性连接”中设置刚性连接。 3、在“模型/边界条件/弹性连接”中选择“刚性”。

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问:为什么无法合并单元及指定构件? 为什么无法合并单元及指定构件? 答:可能有以下几种原因引起: 1、单元截面尺寸不同。 2、单元的β角不同。 3、单元的坐标轴方向不同。 4、单元的材料不同。

中如何实现? 问:局部楼板为弹性楼板,在 MIDAS 中如何实现? 局部楼板为弹性楼板, 答:可以利用“边界条件”中的“解除刚性板连接”功能实现。

问:将板单元改成墙单元时,程序提示“几何形状”不正确是什么原因? 将板单元改成墙单元时,程序提示“几何形状”不正确是什么原因? 答:应该注意一下几个方面问题: 1、 板单元上部或下部两节点的 Z 坐标是否一致,如果不一致或有高差时, 不能转换成墙单元。 因为墙单元的上部及下部节点的 Z 坐标必须一致, 有墙单元必须得定义楼层 数据。 2、 注意一下板单元的坐标轴方向。

问:地下室如何定义? 地下室如何定义? 答:有两种方式:方法一是将地下室最底层的节点嵌固,其余的节点约束 X、 Y 两个方向的位移,在定义层数据的时候解除地下室各层的刚性楼板假定。 方法二是在地下室周边的节点加弹簧,弹簧的刚度根据土的特性确定。一般 建议使用方法一。 如果定义了地下室,又需要程序自动计算风荷载的时候,在“模型/建筑物 数据/定义层数据”里面定义“地面高度” ,程序对该高度以下的结构不计算 风荷载。

问:高层建筑结构地下室部分建模时如何考虑? 高层建筑结构地下室部分建模时如何考虑? 答:高层建筑地下室部分的建模有几种方法: 1、约束地下室几层的水平位移,即地下室水平位移为 0,将地下室几层所 有结点的 Dx、Dy 位移约束住。 2、将地下室几层的侧墙结点加弹簧支撑或弹性连接,此时弹簧的刚度可取 很大或按侧土的横向基床反力系数取用。

问:转换梁上支撑两道剪力墙怎么建模? 转换梁上支撑两道剪力墙怎么建模? 剪力墙怎么建模 答:可以在转换梁两侧设两个结点,在结点上再建立两道剪力墙,同时将此两节 点与对应的转换梁节点采用刚性连接(刚臂) 。

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问:一个柱子上设置两道平行的框架梁怎么建模? 一个柱子上设置两道平行的框架梁怎么建模? 答:可以将一根梁设置在柱节点上,然后再设置一新节点,利用刚性连接功能, 将此节点与柱节点做刚性连接,再在此节点上建立另外一个框架梁。

问:跨层转换梁的建模问题,即一根转换梁连接上下层楼板? 跨层转换梁的建模问题,即一根转换梁连接上下层楼板? 答:可将转换梁用板单元来建模即可。

问:对于有斜柱的结构个别层的层间位移没有输出的原因? 对于有斜柱的结构个别层的层间位移没有输出的原因? 答: 原因可能由于本层的节点与下一层没有对应的节点, 一般是指同一杆件的上、 下节点。

问:转换层结构分析建模时,需要注意那些问题? 转换层结构分析建模时,需要注意那些问题? 答:需要注意:1、需将转换层的楼板刚性假定解除,否则转换梁分析完不会出 现轴力,无法按偏心受拉构件进行配筋设计。 2、转换梁上部的墙单元或板单元需要细分,且转换梁也需要细分,满足位 移协调条件。

问:MIDAS/Gen 能否计算箱基? MIDAS/Gen 能否计算箱基? 答:使用 MIDAS/Gen 计算箱基的步骤如下: 1、用板单元建立侧墙和底板、顶板,用梁单元模拟梁、柱。 2、将土压力、核爆等荷载按压力荷载或流体压力荷载输入。 3、如果考虑为弹性地基板,可在底板处加单向受压弹簧。 4、分析后,使用“结果/局部方向内力的合力”功能或查看板单元内力时候 使用“剖断面”功能,求出板单元的内力。

边的约束, 问:三角形板单元如何释放板端约束?如释放图中线 1 边的约束,板 2 如何处 三角形板单元如何释放板端约束? 理? 答: 对于刚性板假定,实际上 是对刚性层上所有节点的 约束(水平向平动和面内 转动) 所以释放刚膜连接 , 时, 释放的也是节点约束, 也即释放刚膜连接的节点 不再受刚性板约束,其变 形通过相连的梁单元或板 单元再和整个刚性板进行 协调。

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中如何实现? 问:PKPM 中刚性板及弹性楼板在 MIDAS/Gen 中如何实现? 答:1,PKPM 中的“刚性楼板”即楼板面内无限刚,面外刚度为零。 MIDAS/Gen 中只需在定义层数据时选择考虑刚性板即可。 2, PKPM 中的“弹性板 6”即采用壳元真实计算楼板平面内和平面外的刚度。 MIDAS/Gen 中用板单元建立楼板,在定义板厚时真实输入板的面内和面外厚 度。注意在定义层数据时应该选择不考虑刚性板。 3,PKPM 中的“弹性板 3”即假定楼板平面内无限刚,楼板平面外刚度是真 实的。 MIDAS/Gen 中用板单元建立楼板,在定义板厚时,输入平面内厚度为 0,平 面外厚度为楼板真实厚度。 注意在定义层数据的时候, 应该选择考虑刚性板。 4,PKPM 中的“弹性膜”即程序真实的计算楼板平面内刚度,楼板平面外刚 度为零。 MIDAS/Gen 中用板单元建立楼板,在定义板厚时,输入板平面内厚度为实际 厚度,平面外厚度为 0,定义层数据时选择不考虑刚性板。

程序,转换过程中程序说有错误,如何解决? 问:使用转换 SATEW 程序,转换过程中程序说有错误,如何解决? 答:有 warning 的话,进行一些修改可以导入到 MIDAS。有 error 的话,说明有 些转换不了,这时候的解决办法:一般情况下是因为 SATEW 中定义有一些特 殊的截面,迈达斯程序无法认识,使用“工具/MGT 命令窗口” ,打开转换后 的.mgt 文件, “向指定行移到”中输入有错误的行数,参考上下其它截面, 修改有不一样的参数值。导入成功后再在 MIDAS 里面修改截面特性。

过来后和迈达斯的整体坐标轴不一致,如何使它们一致? 问:转换 Staad 过来后和迈达斯的整体坐标轴不一致,如何使它们一致? 答:用旋转单元及节点来更改单元及其上的荷载都可以旋转过来。

问:如何将 sap2000 V9 版本的文件导入到 MIDAS 691 中? 答:步骤如下: 1、从 sap 中导出 s2k 文件,注意弹出的对话框中勾选全部输出文本。 2、在 MIDAS 中导入,会有警告,不用管它,打不开图形,但是有 mgt 文件。 3、打开 mgt 文件,可以看到各个单元的截面类型和材料号都是 0,需要改 变一下就可以了。
*ELEMENT ; Elements ; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, ANGLE, iSUB, EXVAL ; Frame Element ; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, iN3, iN4, iSUB, iWID ; Planar Element ; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, iN3, iN4, iN5, iN6, iN7, iN8 ; Solid Element ; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, REF, RPX, RPY, RPZ, iSUB, EXVAL ; Frame(Ref. Point)

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1, BEAM, ……

0,

0,

13,

137,

0 ;Frame=1

4、从 sap 中导出 Excel 文件,设法通过 Excel 表格将 mgt 中的各个单元的 截面类型和材料号数据修改至 sap 中对应的值。这一步可能会麻烦一点。 5、修改后的 mgt 就可以用 MIDAS 打开了,可能反应谱的定义及荷载组合会 有 error,可以修改或者删除,直至可以打开为止。但是打开后的模型有的 截面参数需要人工改动

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二、加荷载
问:对于地下水池,主动土压力荷载和被动土压力如何施加? 对于地下水池,主动土压力荷载和被动土压力如何施加? 答:对于主动土压力和被动土压力荷载,可以用流体压力荷载进行添加,只是在 定义容重时,将土的容重乘以土压力荷载系数后输入。Midas 中,荷载类型 应该是一个广义的概念, 比如楼面荷载并不是只可以在有楼层定义的位置添 加,而是只要想按楼面导荷方式(如单向或双向)的任何位置都可以利用加 楼面荷载导荷的方式。

问:考虑行人对楼板振动的影响,行人荷载如何施加?如何考虑几个人活动对 考虑行人对楼板振动的影响,行人荷载如何施加? 楼板振动的影响? 楼板振动的影响? 答:行人荷载主要是考虑人在楼板上行走时的一个舒适度问题,可以在时程分析 数据中定义步行荷载函数,多人行走时可以同时输入多个行人荷载。

问:桁架单元施加风荷载时,是否可用虚面的方式而不是节点荷载,如何实现? 桁架单元施加风荷载时,是否可用虚面的方式而不是节点荷载,如何实现? 答:可以加虚面导荷载。这里先对虚杆、虚面两个概念进行说明:在 Midas 中我 们所讲的虚杆、虚面的概念仅仅是一个“借用”的概念,Midas 中所说的虚 杆和虚面,主要是建立一个很小的截面(原则就是建立的虚杆和虚面的重量 和刚度对整个结构的影响足够小) ,一般仅仅是为了导算荷载用的。建立这 样的面单元后,选中这些板单元施加压力荷载就可以了。

问:荷载质量的概念? 荷载质量的概念? 答: 当地震来临并作用在建筑物上时, 楼层上的荷载也是由人或物体计算来的 (比 如地震来临时,家具摆放在楼板上,也是有质量的) ,这部分质量也是会参 与地震作用的,所以有荷载质量的概念。

问:程序能否只能自动计算有刚性楼板假定的风荷载? 程序能否只能自动计算有刚性楼板假定的风荷载? 风荷载 答:是的,因为程序自动计算的风荷载会加在刚心处,所以必须是在刚性楼板假 定的条件下自动计算风荷载。当不考虑刚性楼板假定时,可以通过几种方法 施加风荷载: 1, 通过加虚面后通过压力荷载进行导荷的方法; 2, 先按刚性楼板假定计算得到风荷载值,后面不考虑刚性楼板假定,同时 将计算所得的风荷载值分配到该层的各个节点上。

问:加楼面荷载时,加板面荷载同时是否考虑楼板自重? 加楼面荷载时,加板面荷载同时是否考虑楼板自重? 答:如果建立了板单元,板面荷载可以施加压力荷载,同时也可以自动考虑板的 自重,但是这里需要注意一个问题,包括板上压力荷载(包括板自重) ,其 导荷方式与楼面荷载的导荷方式不同,楼面荷载有单向板和双向板之分,导
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到梁上为线荷载(单向为均布荷载,双向为三角形分布荷载) ,但是板上压 力荷载是导到其组成节点上的) ,也就是说导的是节点荷载,传到梁上的是 一系列的节点荷载(看板与梁的共节点数量) ,从这种意义上讲,对于楼面 荷载,我们尽可能的用楼面荷载的加载方式,而不是板上压力荷载的类型。 当我们需要建立板单元时,对于楼板我们可以对其单独定义一种容重为 0 的材料,而把其重量换算等效的楼面荷载加上就可以了。 问:关于荷载、荷载类型、荷载工况、荷载组合、荷载组的概念 关于荷载、荷载类型、荷载工况、荷载组合、 答:荷载:指某具体的荷载,如自重、节点荷载、梁单元荷载、预应力等。其特 点是具有荷载大小和作用方向。 荷载类型:荷载所属的类型,如恒荷载类型、活荷载类型、预应力荷载类型 等,该类型将用于自动生成荷载组合上,程序根据给荷载工况定义的荷载类 型,自动赋予荷载安全系数后进行荷载组合。 荷载工况:是查看分析结果的最小荷载单位,也是荷载组合中最小单位。一 个荷载工况中可以有多个荷载,如同一荷载工况中可以有节点荷载、均布荷 载等;一个荷载工况只能定义为一种荷载类型,如某荷载工况被定义为恒荷 载后,不能再定义为活荷载;不同的荷载工况可以属于同一种荷载类型。 荷载组合:将荷载工况按一定的系数组合起来,也是查看分析结果的单位。 在 MIDAS 软件中,当模型中无非线性单元,且所做分析为线性分析时,荷载 组合可在后处理中进行,即运行分析后再做组合。当模型中有非线性单元, 程序做非线性分析时,需在分析前建立荷载组合,然后将其定义为一个新的 荷载工况后再做分析。 荷载组:荷载组的概念仅使用于施工阶段分析中。在做施工阶段分析时,某 一施工阶段上的荷载均被定义为一个荷载组,施工阶段中荷载的变化,均是 以组单位进行变化的。
荷载组合

荷载工况 1

荷载工况 2

荷载工况 N

荷 载 a

荷 载 b

荷 载 n

荷 载 c

荷 载 d

荷 载 m

荷 载 e

荷 载 f

荷 载 l

注:a、b、n 的荷载类型相同,c、d、m 的荷载类型相同,e、f、l 的荷载类型相同。荷载 工况 1、荷载工况 2、荷载工况 N 的荷载类型可以相同,也可以不相同。

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图 1. 非施工阶段分析时

:荷载 荷载组 1

荷载工况 2

荷载组 n 荷载工况 1

荷载组 2

荷载工况 N

图 2. 施工阶段分析时 问:如何修改删除楼面荷载? 如何修改删除楼面荷载? 楼面荷载 答:在树形菜单中选择“表格/结构表格/静力荷载/楼面荷载”,在表格中查看 “加载范围节点”,如有重复,可删除其一。

问:在预应力筋输入时,样条输入法中,fix(固定)的意义? 在预应力筋输入时,样条输入法中,fix(固定)的意义? 答:要固定样条在这些点的切向角度,因为一般情况下用户知道钢束两端的布置 角度,所以可通过输入角度控制样条的形状。在 cad 上用 pline 命令绘制样 条曲线,就可明白 fix 的含义。 问:在定义钢束形状里面,钢束该以样条法输入还是圆弧输入? 在定义钢束形状里面,钢束该以样条法输入还是圆弧输入? 答:按国内习惯,一般采用用“圆弧”方法。

“添加/编辑钢束形状” 问: 添加/编辑钢束形状”时,钢束形状有直线、曲线、单元,有何区别? 形状 钢束形状有直线、曲线、单元,有何区别? 答:使用“单元”方法,当用户移动单元或节点时,钢束也随之移动。

问:在计算梁截面温度荷载时,得到的温度应力是温度自应力还是温度次应力, 在计算梁截面温度荷载时,得到的温度应力是温度自应力还是温度次应力, 或是二者之和?能否分别输出二者? 或是二者之和?能否分别输出二者? 答:是二者之和。不能分别输出。实际上对静定结构,输出的就是所谓的温度自 应力。

问:非施工阶段分析中,收缩和徐变的计算 非施工阶段分析中, 答:目前版本中不支持该功能,但用户可建立一个施工阶段,将施工阶段持续时 间定义为 1500 天,即可查看收缩和徐变。但需要将该施工阶段内分割成 5 个子步骤,以便于准确反应老化效果。

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问:定义地震作用时,有两个放大系数,两者是什么关系?最终地震作用取值 定义地震作用时,有两个放大系数,两者是什么关系? 如何? 如何? 答:在定义反应谱函数中的放大系数将放大任意方向的地震作用,而定义地震作 用工况中的荷载数据的放大系数只放大定义的地震作用方向上的地震作用, 两个系数相乘作为最终的放大系数。

分析的话, 问:工程中需要做竖向 Pushover 分析的话,可以通过修改系数来调整竖向地震 作用,是不是应该理解为在做竖向地震分析时,竖向地震力=该系数× 作用,是不是应该理解为在做竖向地震分析时,竖向地震力=该系数×重 力荷载代表值? 力荷载代表值? 答:是的。

问:对于梁单元,初始的轴力、剪力和弯矩如何施加? 对于梁单元,初始的轴力、剪力和弯矩如何施加? 答:对于线性分析,可以通过 荷载->初始荷载->小位移 进行添加,具体有两 种方式:一种是按荷载工况加,也就是把一种或几种荷载工况下的计算结果 作为初始单元内力;另外一种方法则直接通过初始单元内力进行添加。对于 非线性分析,目前剪力和弯矩还不能施加。

问:反应谱分析后,设计时为什么还要定义抗震设防烈度等参数? 反应谱分析后,设计时为什么还要定义抗震设防烈度等参数? 答:前面定义的反应谱分析等数据仅仅用于分析,设计所需要的参数都需要重新 定义,也就是分析和设计是分开进行的。

问:收缩和徐变曲线中开始加载时间、结束加载时间、开始收缩时的混凝土材 收缩和徐变曲线中开始加载时间、结束加载时间、开始收缩时的 三者的意义 龄三者的意义 答:开始加载时间、结束加载时间没有实际意义,仅用于图形显示范围。当开始 加载时间不变、仅修改结束加载时间时,图形上开始加载时间位置数值发生 变化的原因为左侧表格中的第一个起始数据为“开始加载时间+(结束加载 时间-开始加载时间)/步骤数” ; “开始收缩时的混凝土材龄” 表示从开始浇筑混凝土到拆模板后混凝土开始 接触大气的时间。 需要注意的是, 施工阶段分析时需要定义构件的初始材龄, 开始收缩时的混凝土材龄不应大于该构件的初始材龄。

问:地震反应谱计算时模态数量如何选择 地震反应谱计算时模态数量如何选择 如何 答:规范规定反应谱分析中振型参与质量应达到 90%以上,在 MIDAS 软件中的菜 单“结果>分析结果表格>周期与振型”中提供振型参与质量信息。在分析结 束后,用户应确认振型参与质量是否达到了 90%,当没有达到 90%时,应在 “分析>特征值分析控制”中增加模态数量。

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菜单 荷载/初始荷载/小位移/初始单元内力” , “类型” 里面,E-link 问: “荷载/初始荷载/小位移/初始单元内力” 表格的 类型” 里面, 什么意思? 和 G-link 什么意思? 答: E-lilnk是弹性连接,G-link是一般连接。

问:钢网架中,一个大的三角形网格平面内又有很多小的三角形网格,能不能 钢网架中,一个大的三角形网格平面内又有很多小的三角形网格, 只在每个大三角形上分配楼面荷载, 只在每个大三角形上分配楼面荷载,然后自动分配在这个大三角形内的小 三角形上呢? 三角形上呢? 答:对于不规则的多边形,按照长度或面积分的时候是不可以的,可以考虑在 CAD 里建模时就把虚面加上,导入模型后用加压力荷载的方式进行导荷更为 方便。

问:吊车荷载如何施加? 吊车荷载如何施加? 答:目前版本还不能直接考虑吊车荷载,可以用一系列荷载工况组合进行近似考 虑。吊车荷载的施加在下一个版本中将会考虑。

地震波数据库以外的地震动记录输入到程序中 序中? 问:怎样把 MIDAS 地震波数据库以外的地震动记录输入到程序中? 答:步骤如下: 第一步: 找到 MIDAS 的安装到的目录下的 Dbase 文件夹 (一般是 C:\Program Files\MIDAS\MIDAS Gen\Dbase) 从文件夹中找一个地震波文件(*.dbs , 文件),按其格式输入需要的地震动记录的数据,将其另存为 .dbs 的文件; 第二步: MIDAS/Gen 软件里点击菜单“工具/地震波数据生成器” ,选 “Generate/Earthquake Record” ,点击“Import” ,打开保存后的 .dbs 的文件,出现地震动的图形,将其保存为 .sgs 文件。 第三步:MIDAS/Gen 软件里点击菜单“荷载/时程分析数据/时程荷载函数” , 点击“添加时程函数” ,点击“导入” ,打开保存后的 .sgs 文件即可。

轴正向偏心, 轴负向偏心, 问:多塔结构,想让一个塔向 X 轴正向偏心,另外一个塔向 X 轴负向偏心,怎 多塔结构, 么实现? 么实现? 答: 可以手动设置, “荷载/反应谱分析数据/反应谱荷载工况” 勾选 , “偶然偏心” , 点击其右边的按钮, 在弹出的 “反应谱分析偶然偏心” 里面使用 “用户定义” 即可收到设置偏心的数据。

问:工字型截面的梁上如何输入和截面的主轴有角度的斜向荷载? 工字型截面的梁上如何输入和截面的主轴有角度的斜向荷载? 答:这种荷载程序不能按斜向荷载输入,只能将此荷载分解成垂直与水平荷载输 入。

“荷载/分配楼面荷载” , 问: 荷载/分配楼面荷载”的“假想次梁” 考虑次梁重量有什么作用? 假想次梁” 考虑次梁重量有什么作用? 答:可以不用布置次梁而直接输入次梁的荷载。因为次梁在整体分析时对分析结
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果影响不大,所以在建模时可以不用建立次梁,但实际结构中,次梁分配给 主梁的一般是集中荷载,应用此功能可以实现这样的荷载传递。

问:实体单元如何定义温度梯度?
答:给实体各节点以不同的温度荷载。

问:定义层数据里的偶然偏心和反应谱工况里的偶然偏心有什么不同? 定义层数据里的偶然偏心和反应谱工况里的偶然偏心有什么不同? 答: 定义层数据里的偶然偏心对应的是底部剪力法, 反应谱工况里的偶然偏心是 对反应谱法的, 如果反应谱分析时候需要考虑偶然偏心, 则需要在定义反应 谱工况的时候勾选上。

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三、分析
问:结果中应力结果与截面验算应力结果不同,是否因为构造要求? 结果中应力结果与截面验算应力结果不同,是否因为构造要求? 答:结果中的应力值是按荷载工况计算所得的真实的应力值,而截面采用的验算 应力值都是考虑了规范调整后的应力值。

问:计算的时候报错,节点歧异并且弹出报错对话框,出现警告说结构的周期 计算的时候报错,节点歧异并且弹出报错对话框, 大于 6 秒。 答:首先检查后发现有截面的单位设置错误,把 m 当成了 mm。当截面数量 多的时候出现上述错误;当截面数量少的时候,会出现警告说结构的周期大 于 6 秒。使用“消隐”按钮可以看到截面的尺寸有问题。 接着可以使用“结果/周期与振型” ,使用“动画”功能查看一下是否有某些 节点没有和其它的节点连接在一起。

问:转换梁可以用梁单元、板单元和实体单元进行模拟,各有什么优缺点?各 转换梁可以用梁单元、板单元和实体单元进行模拟,各有什么优缺点? 有什么适用范围? 有什么适用范围? 答:对于转换梁模拟选择单元,三种单元的主要差别是在前处理上,用梁单元模 拟建立模型最简单,但是结果也相对最粗糙,实体单元模拟的结果精度高, 当仅仅是要考虑结构的整体反应,比如层位移,层剪力和层间位移角等,用 梁单元模拟的结果精度能够满足要求。对于比较规则的转换结构(上部剪力 墙或柱落在转换梁上) ,用板单元就能得到比较精确的结果。而对于不太规 则的转换结构,如上部墙呈 L 形或十字形,这种情况下如果想得到转换梁的 内力结果,是实体单元模拟会得到更精确的结果。

文件时, 梁和柱重叠处质量如何考虑的? 问:转换 PKPM 文件时,板、梁和柱重叠处质量如何考虑的?程序能否自动扣除 重叠处多余质量? 重叠处多余质量? 答:一般情况下,没有扣除重叠部分的质量,但是当设置了刚域效果时,会自扣 除重叠部分的质量。

问:如何考虑二阶效应? 如何考虑二阶效应? 答:Midas 中多处有考虑 P-Delta 的选项,做几何非线性分析时,可以进行勾 选。在一般高层或超高层结构中进行分析如果要考虑 P-Delta 效应,必须 进行分析控制的定义:在 分析->P-Delta 分析控制,对控制参数和分析 的竖向荷载组合进行定义。

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问:在屈曲分析中,当同时采用不变量和变量计算结构的荷载系数时,是不是 在屈曲分析中,当同时采用不变量和变量计算结构的荷载系数时, 不变量在计算过程中是一次加载的,而变量是多步加满的, 不变量在计算过程中是一次加载的,而变量是多步加满的,而荷载系数在 求解时,是随着变量的组合系数成正比增长,也就是我上次说的: 求解时,是随着变量的组合系数成正比增长,也就是我上次说的:1 倍不 变量+2 倍变量=2* =2*( 倍不变量+1 倍变量) 倍不变量+1 倍变量=2* =2*( 变量+2 倍变量=2*(1 倍不变量+1 倍变量)和 2 倍不变量+1 倍变量=2*(2 倍不变量+1 倍变量) 我想了解一下你们的理论依据, ,我想了解一下你们的理论依据 倍不变量+1 倍变量) 我想了解一下你们的理论依据,以及这样算的合理 , 这样算出的荷载系数是否有意义,也就是说, 性,这样算出的荷载系数是否有意义,也就是说,对于结构的极限承载力 是否具有指导作用。 是否具有指导作用。 答:我们先得明确一点,midas 中的 buckling 分析是线性屈曲分析(sap 等软件 也如此) ,我们通过线性屈曲分析得到结构的屈曲模态和屈曲荷载,线性情 况下,计算的最终结果和加载过程无关,比如我们考虑自重 W 作用下,活荷 载 P 变化下结果的屈曲分析,结果和荷载分布一定时,屈曲模态和屈曲荷载 是一定的,在 Midas 中计算的屈曲荷载为 Fi=W+临界荷载系数 i×P,当我 们施加的活荷载为 2P 时,那么计算的屈曲荷载为 Fi=W+临界荷载系数 i× 2P,变化的只是临界荷载系数,其中 i 代表第 i 界屈曲模态。 线性屈曲分析得到的不是极限承载力,而是屈曲荷载。可能你讲的是第二种 屈曲类型,就是极值屈曲,对于极值屈曲,不能利用 buckling 分析,而是 要用 pushover 分析(材料非线性) 。要考虑几何非线性分析可以直接进行几 何非线性分析。 软件目前还不能同时考虑几何非线性和材料非线性。

问:线性屈曲分析种,对于可变荷载和不变荷载中,改变可变荷载的值,计算 线性屈曲分析种,对于可变荷载和不变荷载中,改变可变荷载的值, 结果是否有影响? 结果是否有影响? 答:Midas 中的屈曲分析是线性屈曲分析,计算分析所得的结果是得到屈曲荷载 (通过计算屈曲荷载系数后再计算得到) ,这样,计算结果只和最终状态有 关,因为结构本身确定后,屈曲模态和屈曲荷载一定,所以改变可变荷载值 只是会得到不同的屈曲荷载系数, 但是最终得到的屈曲模态和屈曲荷载都是 相同的。因此再实际分析中,我们施加单位的可变荷载值分析就可以了。

问:由于剪力墙必须落在层上,如果实际工程总是用梁刚节点模拟墙的开洞, 由于剪力墙必须落在层上,如果实际工程总是用梁刚节点模拟墙的开洞, 当梁截面很高时,墙与连梁的应力扩散是否会协调? 当梁截面很高时,墙与连梁的应力扩散是否会协调? 答:一般的工程中,连梁直接用梁单元模拟就可以满足工程精度要求的,这样对 局部连梁的内力会有影响,但是对整个结构的反应影响不大。如果截面很大 且要考虑连梁的内力结果,可以用板单元分析,这样可以划分网格而不定义 层数据。

问:计算楼板应力总是局部应力很大,如何处理? 计算楼板应力总是局部应力很大,如何处理? 力很大 答:用板单元模拟楼板时,分析的结果精度和网格密度和质量有很大的关系,因 此在划分较细网格的同时,让每个网格的形状尽量规整,避免网格的角度太 过尖锐。

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问:模型分析发生奇异时,如何快速查找模型问题? 模型分析发生奇异时,如何快速查找模型问题? 答: 注意检查下面几项内容: 1, 有重复节点、 单元, 未分割单元的节点 (自由节点) 可通过“收缩单元” , 功能来查看; 或者用显示单元号和节点号, 看是否有重复的单元号和节点号。 2, 如果两个索单元交叉分割形成了节点,此节点又不在梁单元或其它单元 上时,此时的结构为几何可变体,容易产生奇异。解决办法可以通过“合并 单元”的功能,将交叉位置断开的单元合并成一个单元。

问:如何计算结构的自振周期 答:首先要在菜单“模型>结构类型”中选择将结构的自重转换为 X、Y 方向,当 需要查看竖向自振周期时,选择转换为 Z 方向(实际较少使用) 。 然后在“分析>特征值分析控制”中输入相应的数据。

问:组合结构做反应谱分析时,不同材料的阻尼比是如何考虑的? 组合结构做反应谱分析时,不同材料的阻尼比是如何考虑的? 答:需要明白一个概念,同样一个结构阻尼比小时,结构的地震反应强烈,地震 力大;阻尼比大时,结构的地震反应比较弱,地震力小,阻尼比直接影响地 震影 响系数。如果对于组合结构用一个阻尼比计算结构的地震作用从理论 上理解是不正确的,MIDAS 可以考虑不同材料不同的阻尼比,即“组阻尼” 的概念,这样分析与理论结果比较吻合。注意定义了“组阻尼比”时,阻尼 的计算方法一定要选择“应变能因子”的方法。

问:怎样在振型分析中考虑索初始张拉力的钢化效应? 怎样在振型分析中考虑索初始张拉力的钢化效应? 答:对于索结构或张悬梁结构中,定义的只受拉索单元并不能进行特征值分析, 因为其只能定义在几何非线性分析中。如要进行特征值分析,那么要将只受 拉索单元转换为只受拉桁架单元。这时可以这么处理:先对该结构进行几何 非线性, 得出自重自用下的初始索力, 然后将索单元定义为只受拉桁架单元, 将计算所得的索力按初始荷载加到单元中:荷载->初始荷载->小位移-> 初始单元内力 加入张力。

问:做温度应力分析时,特别是对整个结构做系统温度荷载分析时,应力异常 做温度应力分析时,特别是对整个结构做系统温度荷载分析时, 是什么原因? 是什么原因? 答:可能没有解除楼层刚性板假定,比如楼层梁的相对变形不正确,因此计算的 温度应力有错。

问:什么时候考虑偶然偏心影响,什么时候考虑双向地震作用? 什么时候考虑偶然偏心影响,什么时候考虑双向地震作用? 答:查看控制扭转的位移比的结果时,如果最大位移比平均位移不大于 1.2 时, 建议考虑偶然偏心的影响;如果比值超过 1.2 时,建议考虑双向地震作用。

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问:能否做梁单元的材料非线性分析? 能否做梁单元的材料非线性分析? 分析 答:MIDAS 目前版本可以做实体单元、平面应力单元、平面应变单元、桁架单元 和板单元的材料非线性。如果要做梁构件的材料非线形分析,可以使用板单 元来模拟。

问:对于网壳结构,工程中需要把其第一模态的一定百分比作为初始缺陷,在 对于网壳结构,工程中需要把其第一模态的一定百分比作为初始缺陷, 计算中加以考虑,程序怎么实现? 计算中加以考虑,程序怎么实现? 答:网壳结构在做弹性屈曲分析时,根据《网规》第 4.3.3 节的要求需要考虑初 始几何缺陷的影响。在 MIDAS 中可以通过修改模型中各节点坐标值来实现, 即各节点的初始坐标值减去缺陷值,以达到考虑几何初始缺陷的影响。初始 缺陷值可取屈曲分析的低阶模态值,最大计算值可按网壳跨度的 1/300 取 值。建议使用 EXCEL 电子表格功能方便实现。

问:关于屈曲分析 答:目前 MIDAS 软件中的屈曲分析是线性屈曲分析,可进行屈曲分析的单元有梁 单元、桁架单元、板单元等。 首先要在主菜单的“模型/结构类型”中选择将结构的自重转换为 X、Y、Z 方向,然后在“分析/特征值分析控制”中选择相应荷载工况和模态数量。

中如何计算自重作用下活荷载的稳定系数(屈曲分析安全系数)? 问:在 MIDAS 中如何计算自重作用下活荷载的稳定系数(屈曲分析安全系数)? 答:稳定分析又叫屈曲分析,所谓的荷载安全系数(临界荷载系数)均是对应 于某种荷载工况或荷载组合的。例如:当有自重 W 和集中活荷载 P 作用时, 屈曲分析结果临界荷载系数为 10 的话, 表示在 W+10*P 大小的荷载作用下结 构可能发生屈曲。这里需要我们注意的是:我们需要将自重 W 定义为不变荷 载,而将活荷载定义了可变荷载,这一点需要大家注意的,这个和其他软件 可能有些差别,如有的软件计算屈曲荷载为 10*(W+P) ,如果我们想按照 这种方法计算,也可以将自重和活荷载都定义为可变荷载。

中包括那些稳定分析? 问:MIDAS/Gen 中包括那些稳定分析? 答:稳定分析分为局部稳定分析和整体稳定分析; 1,局部稳定分析:利用程序的钢构件截面验算的功能,按照规范的方法验 算构件的宽厚比等。 2,整体稳定分析 1、线弹性屈曲分析:利用屈曲分析控制功能实现,具体操作如下:先定义 所需模态数量;然后输入屈曲分析时的荷载工况(组合)和组合系数,添加时 注意所选荷载工况的荷载类型选择是可变还是不变。 可变即临界荷载系数乘 以该项荷载,不变即临界荷载系数不乘以该项荷载,最终临界荷载可通过下 式计算得出:临界荷载值=不变荷载+临界荷载系数*可变荷载 注意:目前 MIDAS 软件中的屈曲分析是线性屈曲分析,可进行屈曲分析的单 元有梁单元、桁架单元、板单元。
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2、几何非线性分析:对于有索单元等非线性单元的结构,需要考虑大位移 的影响,可以利用几何非线性分析功能做整体失稳分析,最后可以得出几何 非线性分析的阶段步骤荷载-位移曲线, 通过该曲线可以得到整体失稳时的 荷载系数。 注意:几何非线性分析中使用的单元有桁架、梁、板单元,若同其它单元混 合使用时,只能考虑其刚度效应,不能考虑其几何非线性效应。

所示, 问:屈曲分析模型如下面图 1、图 2 所示,图 2 相当于在节点上既有轴力又有弯 矩作用,但是程序分析的结果为什么没有差别? 矩作用,但是程序分析的结果为什么没有差别?

答:程序中屈曲分析采用的结构静力平衡方程是:[K]{U}+[KG]{U}={P}(见 用户手册 02) ,其中[KG]是结构的几何刚度矩阵,仅与构件的轴力有关,与 弯矩没有直接关系,所以模型 2 中虽然加了弯矩,但与模型 1 的分析结果是 一样的,弯矩的大小对屈曲结果没有影响。如果想要考虑弯矩的影响,需要 做几何非线性分析,结果中可以体现出弯矩的影响。

分析时是否需要解除刚性板假定? 问:做 P-DELTA 分析时是否需要解除刚性板假定? 答:最好解除刚性板假定条件,这样可以准确地计算每根柱子的水平位移值。

分析的荷载工况起作用, 问:P-Delta 分析结果是否只真对做 P-Delta 分析的荷载工况起作用,对其它 荷载工况没有影响? 荷载工况没有影响? 答:用某种荷载工况做完 P-Delta 分析后,所形成的几何刚度将影响其它荷载 工况的分析结果,即对其它荷载工况的内力、位移结果都有影响。

中是怎样实现的? 问:P-Delta 分析在 MIDAS 中是怎样实现的? 答:P-Delta 分析属几何非线性分析,小位移分析,分析的过程是个迭代过程, 即首先计算出由横向力 P 作用下的位移Δ,形成几何刚度矩阵,再利用此刚 度矩阵计算出 P 及 N 作用下的位移增量Δ1,再次修改几何刚度矩阵, 利用修 正后的刚度矩阵求出位移增量Δ2,再次修改刚度矩阵……,最后求出的位移 增量为 0 时,停止迭代,形成最终的几何刚度矩阵,在利用此刚阵求其它荷 载工况作用下的位移及内力。

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的非线性分析控制选项? 问: 有关 MIDAS 的非线性分析控制选项? 答: 在 MIDAS 的静力分析中,有三个地方有非线性分析控制选项。即主控数据中 的迭代选项、非线性分析控制中的迭代选项、施工阶段模拟中的非线性分析 迭代选项。 其中主控数据中的迭代选项适用于有仅受拉、仅受压单元(包括此类边界) 的模型。即模型中有仅受拉、仅受压单元(包括此类边界)时,对这些单元的 非线性迭代计算由该对话框中的控制数据控制。 非线性分析控制中的迭代选项适用于几何非线性分析。 当做几何非线性分析 时,在模型中即使有仅受拉、仅受压单元(包括此类边界),对这些单元或边 界的控制仍由非线性分析控制中的迭代选项。 施工阶段模拟中的非线性分析迭代选项, 仅对施工阶段中的几何非线性分析 起控制作用,模型中有仅受拉、仅受压单元(包括此类边界)时,在施工阶段 分析中, 这些单元或边界的控制仍由施工阶段模拟中的非线性分析迭代选项 控制。 如果在施工阶段模拟中不做非线性分析,但施工阶段模型中包含了仅受拉、 仅受压单元(包括此类边界)时,则主控数据中的迭代选项起控制作用。 如果在“分析/非线性分析控制”对话框中定义了非线性迭代控制数据,则 施工阶段的 postcs 阶段的几何非线性分析控制由非线性分析控制中的迭代 选项控制。 在 MIDAS 的动力分析中, 非线性控制选项在定义时程分析荷载工况对话框中 定义。

荷载/初始荷载/大位移” 分析/ 问:如果用了 “荷载/初始荷载/大位移”,然后再定义 “分析/非线性分析控 能不能正确计算自振特性 确计算自振特性? 制”,能不能正确计算自振特性? 答:计算自振是线性分析,大位移是非线性分析,两者不能同时计算的,所以计 算自振的时候要把非线性的东西转成线性的,使用“荷载/初始荷载/小位移 /初始单元内力”把索单元的拉力转换成初始刚度进行分析。 “非线性加载顺序”的作用?是否可以做荷载的接力加载分析( 问: 非线性加载顺序”的作用?是否可以做荷载的接力加载分析(即先加某一 荷载,计算出结果,然后再加另外一种荷载)? 荷载,计算出结果,然后再加另外一种荷载)? 答:设定非线性分析时荷载工况的加载顺序时,将按顺序加载各荷载工况,相当 于前次荷载是后加荷载的初始荷载, 即后加荷载要集成前次荷载的刚度及变 形;当不设定该项时,各荷载工况单独发生作用。如果要考虑接力加载,需 要进行非线性加载顺序设置和分析。 注意这种加载方法和由荷载组合建立的 荷载工况 (几种荷载工况组合在一起作为一个荷载工况) 分析时是有区别的。

问:索结构的反应谱分析如何做? 索结构的反应谱分析如何做? 答:带有非线性单元的索结构反应谱分析在 MIDAS 中按下述步骤去做: 1、 先做静力分析,求出自重作用下的索力; 2、 将此索拉力做为索单元的初始张力,做自重和索张力作用下的几何非线 性分析(大位移) ,看位移结果是否满足规范要求; 3、 如果不满足规范要求,重新调整索的张力,再次进行计算直至满足规范
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要求; 4、 满足规范的位移条件要求,求得最终的索力; 5、 将此索力按照初始荷载小位移条件下的初始单元内力输入,注意此时需 将索的张力去掉; 6、 再定义反应谱分析参数,做反应谱分析即可。

问:如何快速求出结构中各个索单元的最终索力? 如何快速求出结构中各个索单元的最终索力? 答:MIDAS 中有个求“未知荷载系数”的功能,可以实现快速求出索单元的最终 索力。 具体步骤参考如下: 1,对每根索都定义一种荷载工况,有 N 个索就定义 N 个荷载工况。 2,对每根索加单位初拉力(外荷载) ,做静力分析。 3,分析完后定义一种荷载组合,含有各个索工况的荷载组合,荷载系数取 为 1.0, 4,在“结果”下面选择“求未知荷载系数”的功能,定义好约束条件,求 出每根索的荷载系数,即索力。点击“生成荷载组合”按钮,生成新的荷载 组合; 5,将此荷载组合定义为一种新的荷载工况,定义非线性分析控制数据,对 此种工况做几何非线性分析,最后检查位移结果是否满足“位移约束条件” 要求,此“位移约束条件”即为求未知荷载系数时定义的位移条件。

分析的步骤? 问: 在 MIDAS/Gen 中做 Pushover 分析的步骤? 答: Pushover Analysis 中文又称为静力弹塑性分析或推覆分析。 在 MIDAS/Gen 中混凝土结构和钢结构的静力弹塑性分析的步骤不尽相同。 混凝土结构的静力弹塑性分析步骤为“分析/设计/静力弹塑性分析” 。 钢结构的静力弹塑性分析步骤为“分析/静力弹塑性分析” 。 即混凝土结构必须经过配筋设计之后才能够做静力弹塑性分析, 因为塑性铰 的特性与配筋有关。 设计结束后,静力弹塑性分析的步骤如下: 1. 在静力弹塑性分析控制对话框中输入迭代计算的控制数据。 2. 定义静力弹塑性分析的荷载工况。在此对话框中可选择初始荷载、位移 控制量、是否考虑重力二阶效应和大位移、荷载的分布形式(推荐使用模态 形式)。 3.定义铰类型(提供标准类型,用户也可以自定义) 4.分配塑性铰。用户可以全选以后,按"适用"键。 5. 运行静力弹塑性分析。 6. 查看分析曲线。

中地震时程分析的步骤及对话框中各参数的意义? 问:在 MIDAS/Gen 中地震时程分析的步骤及对话框中各参数的意义? 答:一般地震时程分析的步骤如下(详细可参考用户手册或在线帮助) :
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1. 在“荷载/时程分析数据/时程荷载函数”中选择地震波。时间荷载数据 类型采用无量纲加速度即可。其他选项按默认值,详细可参考用户手册或联 机帮助。 2. 在“荷载/时程分析数据/时程荷载工况”中定义荷载工况。 结束时间:指地震波的分析时间。如果地震波时间为 50 秒,在此处输入 20 秒,表示分析到地震波 20 秒位置。 分析时间步长:表示在地震波上取值的步长,推荐不要低于地震波的时间间 隔(步长) 。 输出时间步长:整理结果时输出的时间步长。例如结束时间为 20 秒,分析 时间步长为 0.02 秒,则计算的结果有 20/0.02=1000 个。如果在输出时间步 长中输入 2,则表示输出以每 2 个为单位中的较大值,即输出第一和第二时 间段中的较大值,第三和第四时间段的较大值,以此类推。 分析类型: 当有非线性单元或非线性边界单元时选择非线性, 否则选择线性。 分析方法:自振周期较大的结构(如索结构)采用直接积分法,否则选择振型 法。 时程分析类型:当波为谐振函数时选用线性周期,否则为线性瞬态(如地震 波)。 无零初始条件:可不选该项。 振型的阻尼比:可选所有振型的阻尼比。 3. 在“荷载/时程分析数据>地面加速度”中定义地震波的作用方向。 在对话框如果只选 X 方向时程分析函数,表示只有 X 方向有地震波作用,如 果 X、Y 方向都选择了时程分析函数,则表示两个方向均有地震波作用。 系数:为地震波增减系数。 到达时间:表示地震波开始作用时间。例如:X、Y 两个方向都作用有地震 波,两个地震波的到达时间(开始作用于结构上的时间)可不同。 水平地面加速度的角度:X、Y 两个方向都作用有地震波时如果输入 0 度, 表示 X 方向地震波作用于 X 方向,Y 方向地震波作用于 Y 方向;X、Y 两个方 向都作用有地震波时如果输入 90 度,表示 X 方向地震波作用于 Y 方向,Y 方向地震波作用于 X 方向;X、Y 两个方向都作用有地震波时如果输入 30 角 度,表示 X 方向地震波作用于与 X 轴方向成 30 度角度的方向,Y 方向地震 波作用于与 Y 方向成 30 度角度的方向。 另外,地震时程分析不能与地震反应谱分析同时进行,用户应分别保存为两 个模型,分别进行反应谱分析和时程分析。 时程分析注意事项: 时程分析注意事项: 1、截面需要使用“数据库/用户”来指定截面的尺寸,不然非弹性铰的特征 值程序无法自动计算,之后的计算也会有问题(如计算速度特别慢,计算会 出错) ; 2、加柱的 P-M-M 铰时候,不管截面形状,需要在“屈服面特性值”里选 择“自动计算” ,对于梁和支撑是在“滞回模型”旁边的“特征值”里选择 “自动计算” ; 3、如果需要考虑“时变静力荷载” ,在用地震动就行计算的时候, “时程荷 载工况”里“加载顺序”要“接续前次” ,考虑时变静力荷载的作用,必须 注意有一个顺序的问题:在添加“时程荷载工况”和“定义时程分析函数” 的时候,需要先定义“时变静力荷载” ,然后才定义地震动函数(定义地震
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波) ,并且在“时程荷载工况”的定义里,时变静力荷载和地震波的分析类 型及其他参数应该一致; 4、在“时程荷载工况”的定义里,考虑弹塑性一般使用“非线形”的分析 类型, “直接积分法”的分析方法, “阻尼计算方法”一般使用“质量和刚度 因子” ,可以通过第一、第二振型的周期来计算“质量和刚度因子”“阻尼 。 计算方法”的“应变能因子”和“单元质量和刚度因子”一般是和组阻尼一 起使用,两者的区别是“应变能比例”是根据单元的变形来计算阻尼, “单 元质量和刚度因子”计算阻尼的时候和振型有关。 5、 如果要看到层的时程分析结果, 需要定义 “模型/建筑物数据/控制数据” , 勾选“时程分析结果的层反应” ,否则在“结果/时程分析结果/层数据图形” 中看不到一些结果。

“施工阶段分析控制” , 问: 施工阶段分析控制”中,如果定义为“最终施工阶段” 又有索单元,同 如果定义为“最终施工阶段” 又有索单元, 时定义有非线性分析,计算时程序会报错,建议将索单元改为桁架单元, 时定义有非线性分析,计算时程序会报错,建议将索单元改为桁架单元, 而定义为“其他施工阶段”则计算可以通过,原因是什么? 而定义为“其他施工阶段”则计算可以通过,原因是什么?两者的定义有 何区别? 何区别? 答:施工阶段的非线性分析的定义在“施工阶段分析控制”中,不用再单独定义 “非线性分析控制” 。

问:分析时同时考虑非线性,同时勾选了“施工阶段分析控制”中的非线性(没 分析时同时考虑非线性,同时勾选了“ 施工阶段分析控制”中的非线性( 同时考虑非线性 有子步骤的数量)和定义“非线性分析控制” 程序会如何考虑? 有子步骤的数量)和定义“非线性分析控制” 程序会如何考虑?如果计 , 算不收敛,该如何调整(在施工阶段中调整还是在非线性分析中调整)? 算不收敛,该如何调整(在施工阶段中调整还是在非线性分析中调整)? 答:在 MIDAS 中有三个地方有非线性分析控制选项,即“主控数据”中的迭代选 项、 “非线性分析控制”中的迭代选项、 “施工阶段模拟”中的非线性分析选 项。其中主控数据中的迭代选项适用于有仅受拉、仅受压单元的模型,即模 型中有仅受拉、仅受压单元时,又没有定义“非线性分析控制”数据时,对 这些单元的非线性迭代计算由该对话框中的控制数据控制。 非线性分析控制中的迭代选项适用于几何非线性分析, 当做几何非线性分析 时, 在模型中的仅受拉、 仅受压单元的控制由非线性分析控制中的迭代选项。 施工阶段分析控制中的非线性分析迭代选项, 仅对施工阶段的非线性分析起 控制作用,即模型中的仅受拉、仅受压单元的分析控制由施工阶段模拟中的 非线性分析迭代控制。 如果在施工阶段中不做非线性分析,但施工阶段模型中包含了仅受拉、仅受 压单元时,则主控数据中的迭代选项起控制作用。 如果在主菜单“分析/非线性分析控制”对话框中定义了非线性迭代控制数 据,则施工阶段的 PostCS 阶段(最终施工阶段)的几何非线性分析控制由 非线性分析控制中的迭代选项控制。 如果计算不收敛,可以在主菜单“分析/非线性分析控制”定义添加子步骤, 可以对某一荷载工况定义迭代步数及每步的收敛条件, 建议每步的收敛条件 可以为前面几步“松”一些,后面几步的收敛条件“紧”一些;另外在选择 由“位移控制法”时,主节点可以选择静力分析时的位移最大的点,这样比 较容易收敛。
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总之,非线性分析是一个不断调试的过程,要想一下就达到满意的结果是不 容易的。

问:定义了“施工阶段分析控制”中的非线性,好像还要定义“非线性分析控 定义了“施工阶段分析控制”中的非线性,好像还要定义“非线性分析控 制” 计算时程序会在每一个施工阶段计算非线性,但算完施工阶段的之 ,计算时程序会在每一个施工阶段计算非线性, 后还会整体地计算非线性,这是为什么? 后还会整体地计算非线性,这是为什么? 答:参见上一问题的答复。

问:关于施工阶段分析中自重的输入 答:首先要定义自重所属的结构组名称(如定义为自重组)。 然后在“荷载/自重”中定义自重(在 Z 中输入系数-1),并在荷载组中选项 中选择相应荷载组名称(如自重组),该项必须要选! 然后在 “荷载/施工阶段分析数据/定义施工阶段” 中定义第一个施工阶段时, 将自重的荷载组激活。以后阶段中每当有新单元组增加时,程序都会自动计 算自重。即自重只需在第一个施工阶段激活一次,且必须在第一个施工阶段 激活一次。

CS:恒荷载 CS:施工荷载 CS:合计 恒荷载、 施工荷载、 问:关于施工阶段分析时,自动生成的 CS:恒荷载、CS:施工荷载、CS:合计 关于施工阶段分析时, 答:做施工阶段分析时程序内部将在施工阶段加载的所有荷载,在分析结果中会 将其归结为 CS:恒荷载。 如果用户想查看如施工过程中某些荷载(如吊车荷载)对结构的影响的话, 则 需在分析之前,在“分析/施工阶段分析控制数据 ”对话框的下端部分,将 该荷载从分析结果中的 CS:恒荷载 中分离出来。被分离出来的荷载将被归 结为 CS:施工荷载。 分析结果中的 CS:合计,为 CS:恒荷载、CS:施工荷载及钢束、收缩、徐变等 荷载的合计。但不包括收缩和徐变的次应力,因为它们是施工过程中发生变 化的。 将荷载类型定义为施工阶段荷载(CS)的话,则该荷载只在施工阶段分析中 会被使用。对于完成施工阶段分析后的成桥模型,该荷载不会发生作用,不 论是否被激活。

关于施工阶段分析时, 问: 关于施工阶段分析时,自动生成的 postCS 阶段 答:postCS 阶段的模型和边界条件与最终施工阶段的相同,postCS 阶段的荷载 为定义为非施工阶段荷载类型(在荷载工况中定义荷载类型)的所有荷载工 况中的荷载,包括施工阶段中没有使用过的荷载。 对于与其它成桥后作用的荷载进行荷载组合,须在 postCS 中进行。在生成 荷载组合时将“CS:合计”定义为如“LCB1”的话,则 postCS 中的“LCB1” 的结构状态即为施工阶段完了后的成桥状态。

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软件中施工阶段分析采用何种模型? 问: 在 MIDAS 软件中施工阶段分析采用何种模型? 答: 施工阶段模拟中的模型概念有两种,一种是累加模型概念,一种是独立模型 概念。 累加模型的概念就是下一个阶段模型继承了上一个阶段模型的内容(位移、 内力等),累加模型比较容易解决收缩和徐变问题。但较难解决非线性问题。 举例说,当下一个施工阶段荷载加载时,上一个阶段已发生位移的模型容易 发生挠动时(比如悬索结构模型),上一阶段的荷载也应同时参与该施工阶段 的非线性分析中,而此时累加模型很难解决该类问题。 独立模型的概念就是每施工阶段均按当前施工阶段的所有荷载、当前模型进 行分析,然后作为当前施工阶段的分析结果,两个施工阶段分析结果的差作 为累加结果。此类模型较容易使用于大位移等非线性分析中。但不能正确反 应收缩和徐变。 目前 MIDAS 的施工阶段模拟实际上隐含了这两种模型的选择。 在“分析/施工阶段分析控制”中,当选择“考虑非线性分析”选项时,程 序按独立模型计算,当没有选择该项时,按累加模型分析。 至于具体的工程,应选择哪种模型,应由用户判断。 MIDAS 软件目前正考虑升级的部分: 1. 将施工阶段采用模型,由隐式改为用户选择。这不是单纯的改文字。 2. 在帮助文件中尽量对各种结构的施工阶段模拟提供分析模式。

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四、查看结果
问:在荷载组合中,“一般”有两个包络,而“混凝土设计”和“钢结构设计” 在荷载组合中, 一般”有两个包络, 混凝土设计” 设计 钢结构设计” 设计 中不能自动生成包络, 一般” 混凝土设计 设计” 钢结构设计 设计” 中不能自动生成包络,“一般”与“混凝土设计”和“钢结构设计”是何关 系? 答:荷载组合中的“混凝土设计”“钢结构设计”“SRC 设计”是为设计准备的。 、 、 设计中使用的荷载组合并不一定是内力最大值。 所以设计中使用的荷载组合 需要一一进行设计后才能知道。 程序在输出的计算书中列出了设计中使用的 荷载组合(这部分由程序内部一一计算), 简单的说“一般”中的包络是内 力包络,而各分项中的包络需要的是配筋包络。该部分由程序一一计算后在 计算书中输出。

, , 问:考虑双向地震作用时,在设计组合里面只有“钝化” 无法选择“激活” 考虑双向地震作用时,在设计组合里面只有“钝化” 无法选择“激活” 程序在设计时候是否考虑的了双向地震作用? 程序在设计时候是否考虑的了双向地震作用? 答:程序在设计时候是考虑了双向地震作用的。

的非线性分析的弧长法来计算结构的极限荷载, 问:用 MIDAS 的非线性分析的弧长法来计算结构的极限荷载,请问如何画出荷 载位移曲线,如何查看极限荷载相对于施加荷载的比值? 载位移曲线,如何查看极限荷载相对于施加荷载的比值? 答:在“结果/阶段步骤时程图表”中查看。

问:抗倾覆弯矩如何查看? 抗倾覆弯矩如何查看? 答:目前 Midas 中只能查看倾覆弯矩,暂时不能查看抗倾覆弯矩的结果。

问:梁单元的内力能否按整体坐标输出? 梁单元的内力能否按整体坐标输出? 答:暂不能。

问:多塔的定义? 多塔的定义? 答:目前多塔的定义还是在后处理里,主要是分塔输出层结果用。一般情况下要 把多个塔块的共用层定义为一个塔块,可以命名为 1 或 base,其他塔块再 分别定义成不同的塔块就可以了。

问:时程分析中,层数据图形结果中没有层/位移速度/加速度这项结果? 时程分析中,层数据图形结果中没有层/位移速度/加速度这项结果? 答:在建筑物主控数据把 时程分析结果的层反应 进行勾选后就可以了。

问:结构自振周期很长是什么原因? 结构自振周期很长是什么原因? 答:结构周期很长的原因可能应该注意一下几个方面
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1、模型中有自由结点或结点没有分割单元 2、模型中的墙单元子类型为“膜”,应该改为“板” 3、如果与其它程序分析的周期不一致,注意检查质量是否一样、个别构件 刚度是否人为调整了。

问:反应谱分析时开始我们设定地震力作用方向,在计算结束后能否提供最不 反应谱分析时开始我们设定地震力作用方向, 利地震力作用方向, 能提供。 利地震力作用方向,PKPM 能提供。 答:MIDAS 现在不能提供,但可按照 PKPM 提供的最不利方向进行验算。 问:反应谱分析荷载组合时为什么产生(RS,ES)两种工况,各表示什么意思? 反应谱分析荷载组合时为什么产生(RS,ES)两种工况 各表示什么意思? (RS,ES)两种工 答:在使用反应谱分析的时候,RS:是指反应谱荷载工况;ES 在勾选了“偶然 偏心”的时候才生成,单独给出偶然偏心带来的地震作用。 在使用“荷载/横向荷载/静力地震作用” (即底部剪力法)时 ES 指的是静力 地震荷载工况。

向平动还是扭转时,需要综合“ 问:当需要判断模型的某一振型是 X、Y 向平动还是扭转时,需要综合“振型参 与质量” 振型方向系数”来判定,应该怎样判定? 与质量”和“振型方向系数”来判定,应该怎样判定? 答:对于比较规则的结构,使用“结果/周期与振型”就可以判断结构是平动还 是扭转,对于不太规则的结构,如果这样判断不了的话,就得综合“振型参 与质量”和“振型方向系数”来判定。例如对于一个结构,结果显示如下, 可以看到, “振型方向系数”1,2,3 振型中 TRAN-X,TRAN-Y,ROTN-Z 的值分 别为 100%,99.9%,100%,再结合“振型参与质量” ,每个模态里面这三 个方向的百分比值也分别比其余 5 各自由度的百分比大, 其质量的数值也较 其余 5 各自由度的值大,因此可以综合判定模态 1 是 X 向平动,模态 2 是 Y 向平动,模态 3 是 Z 向转动。

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EX(ES)、EX(RS)是什 问:考虑偶然偏心后结构整体分析结果怎么看?荷载工况 EX(ES)、EX(RS)是什 考虑偶然偏心后结构整体分析结果怎么看? 么意思? 么意思? 答:看层间位移及层间位移角时,应该选择无偏心地震作用工况,即 EX(RS)和 EY(RS);看层间位移比,即最大层间位移与平均层间位移比时,应该选择偶 然偏心与无偏心地震作用工况组合的结果,即 EX(RS)±EX(ES)和 EY(RS)± EY(ES),偶然偏心地震作用工况即 EX(ES)和 EY(ES)。 MIDAS 中考虑偶然偏心的方法是一种简化的方法,即先按无偏心的初始质量 分布计算结构的振动特性和地震作用, ,然后按四种偏心方式计算各质点的 附加扭矩,四种偏心方式下的附加扭矩与无偏心的地震作用组合,则形成了 相应于四种偏心方式的地震作用。

问:反应谱分析后,在同一种模态下,振型质量参与显示跟 PKPM 的是不是不一 反应谱分析后, 同一种模态下, 平动%=(X%+Y%),平动%+转动%=1 %=(X%+Y%),平动%+转动 平动%+ %+转 样。PKPM 为 平动%=(X%+Y%),平动%+转动%=1 而在 MIDAS 中:平动%+转 %<1。 里的平动%=MIDAS 中的平动%/(平动%+转动%) %/(平动%+转动%)。 动%<1。是不是 PKPM 里的平动%=MIDAS 中的平动%/(平动%+转动%)。 答: PKPM 计算振型有效参与质量的方法是按照 ETABS 的方法计算的, 可参见 SATWE 用户手册的相关说明;而 MIDAS 的计算方法与 PKPM 不同,具体计算方法参 见 MIDAS 用户手册 2 的相关说明, 简单的讲 MIDAS 是每个方向的平动或转动 的各个振型有效质量参与系数总和为 1。
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问:如何查看基底总剪力、总弯矩? 如何查看基底总剪力 总弯矩? 答: “结果/分析结果表格/层/倾覆弯矩”中可以查看各种工况下框架和剪力墙的 倾覆弯矩 “结果/分析结果表格/层/层构件剪力比”中可以查看各种工况下框架柱和 剪力墙的地震剪力和比率。

, 问:在“位移/位移形状”里,勾选“图例” 屏幕右边显示的各方向的变形值 位移/位移形状” 勾选“图例” 下方有个“系数=1.268E+0.02 是什么意思? =1.268E+0.02” 下方有个“系数=1.268E+0.02”是什么意思? 答:因为结构的实际变形往往很小,需要给一个放大的系数来显示以使用户观察 的更清楚,该系数指的是变形图放大或缩小变形的显示比例。该系数可以点 击“变形”右侧的按钮 修改。 (参见“在线帮助”里面“07 结果/03 位

移/01 变形形状”中的解释 )

问:当结构中用板单元或实体单元模拟转换梁的时候,如何查看转换梁的设计 当结构中用板单元或实体单元模拟转换梁的时候, 弯矩? 弯矩? 答:当做转换梁的细部精密分析时,有时会将梁单元用板单元或实体单元来模拟 (或将板单元用实体单元来模拟), 此时可利用程序中局部方向内力的合力的 功能,具体操作如下: “结果>局部方向内力的合力” ,选择相应一些板单元 的边缘(或一些实体单元的平面),将这些边缘上的节点(或实体单元平面上 的节点)的各内力相加,然后将相加的内力输出,输出位置为选择的板单元 边缘的中心(或选择的实体单元平面的中心) , 即可得到按梁单元(或板单元) 设计时所需的内力。 详细的操作方法可参见程序的在线帮助。

问:当结构中用板单元或实体单元模拟转换梁的时候,如何查看转换梁的设计 当结构中用板单元或实体单元模拟转换梁的时候, 弯矩? 弯矩? 答:可利用程序中局部方向内力的合力的功能,具体操作如下: “结果>局部方向 内力的合力” 。选择一些板单元的边缘(或一些实体单元的平面),将这些边 缘上的节点(或实体单元平面上的节点)的各内力相加, 然后将相加的内力输 出,输出位置为选择的板单元边缘的中心(或选择的实体单元平面的中心)。 当做细部精密分析时,有时会将梁单元模拟成板单元或实体单元(或将板单 元模拟成实体单元),此时可用该功能,计算出设计时所需的构件内力,即 重新计算出按梁单元(或板单元)设计时所需的内力。 详细的操作方法可参 见在线帮助。

问:关于 Tresca 应力和有效应力(von-Mises 应力) 应力和有效应力(von应力) (von 答: 混凝土的破坏准则有最大拉应力理论、 最大拉应变理论、 最大剪应力(Tresca 应力)理论、von-Mises 应力理论等很多理论。
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最大剪应力(Tresca 应力)理论是指材料承受的最大剪应力达到一定限值时 1 发生屈服。 τ max = σ 1 ? σ 2 ≤ [τ ] 2 von-Mises 应力是指有效应力达到一定限值时材料发生屈服(圆柱面破坏)。 MIDAS 软件输出的 von-Mises 应力是有效应力。

σ=

1? 2 2 2 (σ 1 ? σ 2 ) + (σ 2 ? σ 3 ) + (σ 1 ? σ 3 ) ? ? 2?

问;在施工阶段的输出结果中,cs:恒荷载,CS:Dead,CS:合计 各代表哪些 在施工阶段的输出结果中,cs:恒荷载,CS:Dead,CS: 部分的内力(即由哪几项构成) 施工 Max/Min 阶段中,CS/max,CS/min: 部分的内力( 即由哪几项构成) ,施工 , 阶段中,CS/max,CS/min: 恒荷载,CS/max,CS/min:合计,各代表什么情况下的内力? 恒荷载,CS/max,CS/min:合计,各代表什么情况下的内力? 答:cs:恒荷载,是除了预应力荷载、收缩和徐变荷载以外的所有施工阶段施加 的荷载。 CS:施工荷载,是在施工阶段分析控制对话框中分离出的荷载工况。 CS:合计,是 cs:恒荷载+cs:施工荷载+cs:收缩和徐变+cs:预应力荷载。 CS/max,CS/min 是在各施工阶段中各荷载的包络结果。

的水平风荷载, 问:门式钢架结构,加了 31.5KN 的水平风荷载,但柱底弯矩应有 110KN 多,可 门式钢架结构, 是计算只有 0.6,为什么? 0.6,为什么?

答:如图,在解除梁端约束时,解除了过多的约束,接触约束的原则:对于 n 个杆件相交于一个节点,该节点出现铰的个数只能是(n-1)个,桁架单元 节点本身已经是铰节点。

问:板结果查看,内力值大小相差不大,但方向相反,为什么? 板结果查看,内力值大小相差不大,但方向相反,为什么? 答:板单元的单元坐标轴方向不一致,可以在选中相应的板单元在 单元->修改 单元参数 进行反转单元坐标轴或者统一单元坐标轴,让坐标轴方向一致。

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问:对结构地震反应,规范要求验算偶然偏心的位移以判断结构的扭转效应, 对结构地震反应,规范要求验算偶然偏心的位移以判断结构的扭转效应, 现在在反应谱荷载工况中加了偶然偏心的设置,但是结果中任没有结果? 现在在反应谱荷载工况中加了偶然偏心的设置,但是结果中任没有结果? 答:在定义反应谱荷载工况时,添加了考虑偶然偏心设置后,会自动生成 EX 和 EY 荷载工况,但是要查看 RX、RY 和 EX、EY 组合的结果,那么必须要在荷 载组合中添加,可以在 荷载组合->自动生成,组合的工况中会有 EX 和 EY 项。 RX 和 RY 是我们定义反应谱工况的结果,EX 和 EY 是偏心的结果,RX±EX 和 RY±EY 等工况的结果就是考虑偏心后地震作用的结果。

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五、设计
问:软件本身对支撑计算长度的考虑(有交叉节点,平面内外情况)? 软件本身对支撑计算长度的考虑(有交叉节点,平面内外情况)? 答:对于钢结构构件,一般是按照规范自动计算构件的计算长度,对于有交叉节 点的情况,两个方向的计算长度不同时,可以对构件的两个方向的计算长度 (Ky,Kz)进行定义。

问:使用国外的材料、荷载规范(如欧洲的)后,在设计构件的截面时,也用 使用国外的材料、荷载规范(如欧洲的) 在设计构件的截面时, 国外的规范,能否进行截面的设计? 国外的规范,能否进行截面的设计? 答:可以,选择相应国家的规范即可。 柱进行截面校核和优化设计 行截面校核和优化设计, 问:Midas 能否设计 SRC 梁?SRC 柱进行截面校核和优化设计,但菜单上梁截面 都是灰色的,为什么? 都是灰色的,为什么? 答:目前 Midas 中还不能进行 SRC 梁的设计和验算,但是可以考虑其刚度进行分 析。 问:优化设计是否能将截面相同的构件同时改变?可否部分改变?或自定义组 优化设计是否能将截面相同的构件同时改变?可否部分改变? 进行优化? 进行优化? 答:Midas 中优化设计是按截面号进行优化的,优化原则是在满足强度和稳定条 件下重量最小。一个截面号优化后只能是一组截面数据,如果想部分改变, 那么需要定义不同的截面号进行优化设计。暂不能按组进行优化。 问:建模时,如不指定构件类型,如梁、柱和支撑等,对内力及位移计算是否 建模时,如不指定构件类型,如梁、柱和支撑等, 有影响?还是只对设计有影响 有影响?还是只对设计有影响? 答:我们应该清楚一个概念,就是有限元分析是对单元而言的,与单元类型和网 格精度有关,内力和位移的计算和构件类型没有直接的关系,我们指定构件 类型,主要是为了在计算分析所得的内力和位移根据规范进行调整。

问:对于梁配筋是否可以按照拉弯构件进行配筋设计? 对于梁配筋是否可以按照拉弯构件进行配筋设计? 答:暂时没有这个功能,因为对于梁来讲,一般情况下主要按抗弯和抗剪进行设 计。对于要按拉弯构件进行设计,可以计算分析完根据内力进行手动配筋。 同时也可以把梁定义为柱(在编辑构件类型中进行定义) ,让程序进行自动 配筋后,人为的进行控制。

可自行判断薄弱层 判断薄弱层, 问:Midas 中,可自行判断薄弱层,那是不是在地震力计算时会自动将薄弱层的 倍呢,还是要人为的干预,如何干预? 地震剪力放大 1.15 倍呢,还是要人为的干预,如何干预? 答:这个参数需要人为的干预,可以在 设计->一般设计参数->地震作用放大 系数里进行定义。

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, 问:在进行剪力墙的构件设计时,程序提示“不能进行配筋设计-直线墙出错” 在进行剪力墙的构件设计时,程序提示“不能进行配筋设计-直线墙出错” 原因是什么? 原因是什么? 答:是由于用户没有对每片墙进行单独的编号,可以在“模型/建筑物数据/自动 生产墙号”里面让程序对每一层的墙号自动生成,或者在建模复制层数据之 前,先对要复制那一层层的墙号自动生成,然后再复制生成其他层,这样就 不用再重复生成各层的墙号了。 在钢结构构件验算时是否考虑了厚钢板的强度的降低? 问:Midas 在钢结构构件验算时是否考虑了厚钢板的强度的降低? 答:已考虑。

问:是否可以设定单根构件的抗震等级? 是否可以设定单根构件的抗震等级? 答:可以,在“设计/一般设计参数/抗震等级”中可以对选择的构件设定其抗震 等级。

问:结构的重要性系数抗震设计时是如何考虑的? 结构的重要性系数抗震设计时是如何考虑的? 答:结构的重要性系数抗震设计时不考虑,通过抗震构造措施来解决,可以参见 《抗规》第 5.4.1 条说明。

问:设计时是否需要对所有构件进行指定构件类型操作? 设计时是否需要对所有构件进行指定构件类型操作? 答:不需要。MIDAS 中默认的构件类型如下:XY 平面构件程序自动默认为梁,与 框架柱相连的默认为框架梁,Z 向构件程序默认为框架柱。 其它斜向构件建议用户指定其类型;另外对于根据规范需要进行内力特殊调 整的构件,如角柱、框支梁、框支柱等亦需要人为指定构件类型。

“一般设计参数”里的“抗震等级” 问: 一般设计参数”里的“抗震等级”和“混凝土构件设计参数”里的“定义 混凝土构件设计参数”里的“ 抗震等级”有什么区别?如果是框架剪力墙结构,如何分开定义框架、 抗震等级”有什么区别?如果是框架剪力墙结构,如何分开定义框架、剪 力墙的抗震等级? 力墙的抗震等级? 答: “钢筋混凝土构件设计参数”和“钢构件设计参数”里面的参数定义是对整 个结构的,如果某些构件的参数与整个结构不一致,则在“一般设计参数” 里面定义 。和整个结构不一致的构件抗震等级可以在 “一般设计参数”里 面定义,选择需要定义的构件,定义好参数,然后点击“适用”按钮。

问:选择由程序自动计算钢构件的“计算长度系数”时,应该注意那些问题? 选择由程序自动计算钢构件的“计算长度系数” 应该注意那些问题? 答:主要应注意以下几方面问题: 一、程序自动计算方法采用的是《钢结构设计规范》GB50017-2003 中的附 录 D 的方法。 二、注意当计算长度系数 Ky、Kz 等于 10 的时候,此时的计算长度系数可能 有错。产生这种情况主要是由于: 1、构件的线刚度与同它相连构件的线刚度比太大。
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2、此构件两端可能存在无约束连接,如与其连接的构件中有铰接或桁架单 元等情况。这时可以利用人为指定构件的计算长度系数的功能,具体操作如 下: “设计>一般设计参数>计算长度系数” 。

“设计/钢筋混凝土构件设计参数/材料分项系数” 问: 设计/钢筋混凝土构件设计参数/材料分项系数”里面的值程序不能自动的 随着混凝土等级的改变而按照规范进行改变,一定要用户手动设置么? 随着混凝土等级的改变而按照规范进行改变,一定要用户手动设置么? 答:新的混凝土结构设计规范中,混凝土材料的分项系数均为 1.4,材料分项系 数与混凝土的强度等级无关;钢筋(HPB235\HRB335\HRB400)材料分项系数 为 1.1,预应力钢铰线、钢丝、热处理钢筋材料分项系数取为 1.2;MIDAS 中默认取值为:混凝土 1.4,钢筋 1.1;另也可以人为修改。

“设计/钢构件设计/编辑钢材特性值” 的意义? 问: 设计/钢构件设计/编辑钢材特性值”中参数 Fu 的意义? 答:Fu 为钢材抗拉屈服强度,其它参数的意义可以见在线帮助。

问:设计中有时候需要人为的调小钢材的屈服强度,在程序里“设计/钢构件设 设计中有时候需要人为的调小钢材的屈服强度,在程序里“设计/ 计参数/编辑钢材”设置“ Fu” 计参数/编辑钢材”设置“抗拉屈服强度 Fu”后,钢材的抗剪强度怎么修 改? 答: 《钢结构设计规范》条文说明 3.4.1 中,说明了各个强度直接的关系,其它 的强度和抗拉屈服强度有关,可以在验算后的“详细结果”中可以看到,抗 剪强度随着抗拉屈服强度会改变。

问:边缘构件如何考虑,比如角钢型剪力墙,两个端部和角点处规范规定好像 边缘构件如何考虑,比如角钢型剪力墙, 是按柱来处理, 序中如何考虑这些因素的? 是按柱来处理,程序中如何考虑这些因素的? 答:MIDAS 现在暂时考虑不了边缘构件的设计。

问:在进行柱的设计时可以进行螺旋箍筋柱的设计吗?如果能应怎样使用? 在进行柱的设计时可以进行螺旋箍筋柱的设计吗?如果能应怎样使用? 答:程序中提供螺旋箍筋柱的验算,填写验算用截面数据即可。

0.2EQ,程序里面能否自动调整? 问:地震作用下,柱承担的基底剪力要大于 0.2EQ,程序里面能否自动调整? 地震作用下, 答:程序不能自动调整,需要手动设置系数,在菜单“设计/一般设计参数/地震 作用放大系数”里设置。 设置后的 EQ 的增大系数的查看方式:点击“显示”按钮 下勾选“EQ 的增大系数” ,可以查看 EQ 的增大系数。 , 在“设计”

问:程序能否提供具体配筋的统计表格? 程序能否提供具体配筋的统计表格? 否提供具体配筋的统计表格 答:可以,在设计后弹出的对话框中点击的“简要结果” ,生成的文本中就有。
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柱设计时候, 一端, 问:1000x700 截面的 SRC 柱设计时候,程序中钢筋可以布置在 700 一端,但是 如果设置为双排钢筋的时候, 跟钢筋, 如果设置为双排钢筋的时候,第二排只能布 2 跟钢筋,是否程序中只能这 样? 答:程序中目前只能这样布置。

问:怎样知道多少构件验算不通过? 怎样知道多少构件验算不通过? 答:选择验算不通过的构件,拷贝至 Excel 表格里面,可以看到构件的数量。

问:如何查看构件配筋时候用的荷载组合和内力值? 如何查看构件配筋时候用的荷载组合和内力值? 答:看每个构件的配筋时候用的荷载组合和内力值,可以在配筋设计后弹出的对 话框里面点击“简要结果” ,里面有相应的值。

问:设计时取用的内力为何与结果显示的内力不一样? 设计时取用的内力为何与结果显示的内力不一样? 答:设计时取用的内力是考虑了抗震调整系数的,如根据不同的抗震等级,梁端 剪力及柱端弯矩都有不同的放大系数。 而结果下的内力是没有考虑抗震调整 系数的。特别是柱配筋设计时,取用的弯矩是轴力与偏心距的乘积,柱端弯 矩只是用来计算初始偏心距的。

问:不用修改模型,如何用自己定义的截面进行钢构件验算? 不用修改模型,如何用自己定义的截面进行钢构件验算? 答:可以利用设计截面的功能实现,具体操作如下 :菜单“设计>设计截面” , 在弹出的编辑截面菜单里选择需要编辑的截面,直接对截面进行编辑即可。 然后再重新进行钢构件截面验算。

是如何算的? 问:结构的整体稳定是如何算的,EJd 是如何算的? 结构的整体稳定是如何算的, 答:对于 EJD 的计算,也是按照高规 5.4.1 的方法计算来的,也就是把整个结构 作为一个悬臂的受弯构件, 按照倒三角形分布荷载作用下结构的顶点位移相 等的原则计算其等效侧向刚度:如在实际荷载作用下,计算所得顶点位移为 Δm=ψ(q,H)/EJD,那么 EJD=ψ(q,H)/ Δm。

进行钢筋混凝土结构设计中遇到不少问题: 问:在用 midas 进行钢筋混凝土结构设计中遇到不少问题: 1)程序输出梁、柱、剪力墙的配筋图中,各个数字的意义是什么?有没有 程序输出梁、 剪力墙的配筋图中,各个数字的意义是什么? 相关的说明资料? 相关的说明资料? 经过结构设计,对应程序就算的构件配筋,用户能否进行修改? 2)经过结构设计,对应程序就算的构件配筋,用户能否进行修改? 3)程序中的设计和验算有什么区别 更新配筋一项有何作用?为什么剪力墙做完设计后, 4)更新配筋一项有何作用?为什么剪力墙做完设计后,更新配筋按钮为灰 色的(没有激活)? 色的(没有激活)?
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在对剪力墙施加塑性铰时, 5)在对剪力墙施加塑性铰时,各楼层所有不同墙号的剪力墙是否在进行验 算后,更新完配筋时,其塑性铰中的荷载位移曲线才能包含配筋信息? 算后,更新完配筋时,其塑性铰中的荷载位移曲线才能包含配筋信息? 答:1)各个数字与 PKPM 的输出结果意义相同,也可以参见在线帮助中的说明。 2)不能修改。(但验算用配筋、PUSHOVER 用配筋,用户可输入) 3) 设计和验算是结构设计中两个重要的组成部分. 这在结构设计教材有相 应说明。 4) 更新是为了将配筋结果实际赋予构件(用户也可以自己输入配筋),当配 筋后弹出的对话框中“排序”是“墙号(WID) ”时, “更新配筋”的按钮是 灰色,选用“墙号+层”按钮即被激活。 5)是的。

问:梁、柱、墙配筋设计是如何考虑的? 墙配筋设计是如何考虑的? 答:目前版本程序提供的计算书是根据实际配筋的验算结果,而非是求构件所需 配筋面积的过程。 一、梁的配筋设计 根据《混规》的方法,取用内力包络值进行配筋计算。当计算结果显示超筋 时,可以调大钢筋直径,再进行配筋设计。程序内定配筋只提供两排钢筋, 多排时可通过加大每一排的钢筋数量再进行验算。 二、柱的配筋设计 程序是按《混规》附录 F 的双偏压方法计算配筋的,具体过程是根据用户定 义的柱截面尺寸,程序按构造要求先定好钢筋根数,再根据定义的钢筋直径 按顺序对各组组合内力进行承载力计算,当截面承载力不满足时,再选用下 一个钢筋直径进行计算,直至截面承载力满足所有组合内力的要求。因为双 偏压设计是一个多解的过程, 所以程序必须按上述操作才能输出一个合理的 配筋结果。另外程序也提供验算的功能,可在“设计>钢筋混凝土设计参数> 编辑验算用柱截面数据”里先定义好钢筋布置,再通过“设计>钢筋混凝土 截面验算>柱截面验算”进行验算。 三、剪力墙的配筋设计 目前版本剪力墙的配筋设计没有考虑边缘构件的设计要求, 剪力墙是按直线 段墙来做配筋设计的,具体设计方法见《混规》中有关规定。 另外 Gen691 版本暂时屏蔽了对剪力墙沿层高方向划分的功能,对于想进行 细分的剪力墙可用下面的方法进行处理。 如图所示,现在需要对中间层的剪力墙进行细分。首先使用“模型>单元> 分割 ”将中间层的剪力墙进行细分。在“模型>建筑物数据>生成层数据” 中生成层,然后将 3、4、5 层解除刚性板假定;将细分的每一层的墙单元定 义为一个墙号;进行设计,该层墙体的配筋取横向划分后最下面的墙号 2 的配筋。此时墙号 2 的内力值即是中间层墙的内力值,唯一不同的是墙号 2 的墙高较中间层的层高小,因为按照规范中进行剪力墙配筋设计时,墙高只 是影响偏心距增大系数η,一般情况下对于剪力墙η值为 1,所以墙高对墙 配筋设计的影响不大。 这种情况下如果查看层结果输出,可以在后处理的时候,利用定义塔块的功 能,输出所要层的分析结果,具体操作如下: “结果>分析结果表格>层>定义 多塔” ,如上图将 1F、2F、6F、屋顶定义成一个塔块就可以了。
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分析后如何找到性能控制点? 问:Pushover 分析后如何找到性能控制点? 答:首先点击“设计>静力弹塑性(Pushover)分析>静力弹塑性(Pushover)曲 线”弹出如下窗口:

点击定义设计谱,并根据设计地震分组、地震设防烈度、场地类别、地震影 响等条件选择需求谱, (注意:地震影响要选择罕遇地震) ,此时图形区的绿 色线与蓝色线的交点就是性能控制点。 除在静力弹塑性(Pushover)分析控制中定义的步骤外,用户也可以指定性 能控制点为一个子步骤,查看附加的分析结果。具体操作如下:先记下在性 能控制点处的最大的基底剪力及处于塑性状态下结构的最大位移, 如图方框 内的数据;点击添加层间位移输出的 Pushover 步骤,将记录的最大基底剪 力或最大位移值输入;点击计算参照的步骤和距离比,程序会自动计算出性 能控制点的位置,最后添加即可。 另外最新的 Gen691 版本增加了自动生成性能控制点荷载步的功能,如上图 所示,只要能力谱与需求谱相交时,只要点击下部的“重画”按钮就可以自 动生成性能点的步骤及层间位移信息,在“添加层间位移输出的 Pushover 步骤”里可以看到性能控制点的结果。

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六、工具、视图、其它 工具、视图、
软件能自动统计用钢量吗? 问:MIDAS 软件能自动统计用钢量吗? 答: 在主菜单的“工具>材料统计”中可以得到用钢量,如果是混凝土结构还可 得到钢筋用量和混凝土用量。

是什么意思? 问:查询/质量表格中结构质量单位 KN/g 是什么意思?怎么样转换为质量单位 查询/ g? 答:这个转换是有点让人容易混淆,可以从重力的概念来理解:重力的大小跟物 体的质量成正比,用 G=mg 来计算大小。g 的单位可根据重力 G(N)和质量 m(kg)的单位得出:g=9.8 N/kg,所以 Kg=9.8N/g, 1KN/g 大约是 100kg(0.1 吨) ,

问:较大图形输出内力/位移等数据时,如何能让字体大小同图形匹配? 较大图形输出内力/位移等数据时,如何能让字体大小同图形匹配? 答:对于文字大小的控制,可以在显示选项里对字体、大小等进行修改,修改时 可以勾选 所有文字大小 选项。

问:软件屏幕右下角的“单元捕捉控制”的等分点的数值无法显示,有没有办 软件屏幕右下角的“ 单元捕捉控制” 的等分点的数值无法显示, 法可以解决? 法可以解决? 答: 这是由于显示器的分辨率不够造成的, 可以调大分辨率 (一般大于 1024x768 即可) ,如果显示器的最大分辨率无法达到要求,解决的办法是:在桌面点 击鼠标右键, “属性/属性/设置/高级/常规”把“DPI 设置的值”调小即可 显示出等分点的数值,不过这样会使得文字的显示有点模糊。

问:使用“消隐”功能,以平面显示图形,选择柱的时候有时候选择不上构件 使用“消隐”功能,以平面显示图形, 是什么原因? 是什么原因? 答:使用了“消隐”功能,选择柱的时候,框选则需选择整个柱的范围,而不像 线框显示时候只需要选择柱的点。

问:如何显示节点坐标轴,如果需要单独定义,如何定义? 如何显示节点坐标轴,如果需要单独定义,如何定义? 需要单独定义 答: “显示”按钮, “节点”下选择“节点局部坐标轴”可以查看。在“边界条件> 节点局部坐标轴”中可以定义节点局部坐标轴。

改动后, 问:如何从 MIDAS 表格文件中拷贝东西到 excel 改动后,再回到 MIDAS 中继续 工作? 工作? 答:相当于两个 excel 表格互相拷贝,从 MIDAS 表格文件中拷贝东西到 excel 改动后,再拷贝回到 MIDAS 表格中即可。
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问:浮动工具条拖动以后放不回去该怎么解决? 浮动工具条拖动以后放不回去该怎么解决? 答:点击电脑的“开始/运行” ,输入“regedit” ,在“注册表编辑器”的树形菜 单中找到 MIDASGEN 的安装目录,选择里面的 “TOOLBAR_LAYOUT” ,将其删 除,然后在“开始”菜单注销当前用户或者重新启动计算机即可。

SPC(截面特性值计算器 截面特性值计算器) 问: 在 SPC(截面特性值计算器)中 DXF 文件的应用 答: 步骤如下: 1.先在 Tools>Setting 中选择相应的单位体系。 如果在 CAD 中按米画的则选 择米。 2. 然后导入 DXF 3. 然后在 model>curve>intersect 中进行交叉计算,以避免在 CAD 中有没 有被分割的线段。 4. 在 Section>Generate 中定义截面名称。 5. 然后计算特性值。(也可直接在第 4 项中计算) 当截面中有内部空心时,可在进行 4 项后进行下列操作。 a. 在 Section>Domain State 中选择各部分是否为“空”,当区域中有红色 亮显时,按左键为实心,按右键为空心(请看程序中信息窗口的说明提示)。 当截面有不同材料组成时(可超过 2 种),在进行完上面 a 操作后,进行下列 操作。 b. 在 Section>Domain Material 中选择各区域材料。需先定义材料名称和 特性值。 在赋予各区域材料特性时,应选择某个材料为基本材料,一般选择混凝土。 在计算不同材料组成的截面的特性值时,应选择相应的单元尺寸。一般来说 划分越细越好,但划分的太细计算时间会很长。一般在钢骨混凝土中选择钢 板厚度的一半即可。

文件的应用? 问: FEmodeler 中 DXF 文件的应用? 答: 在 FEmodeler 中导入 dxf 文件并划分网格的步骤如下: 1. 先在 view>Grid>Seting 中定义 Grid size。如果您在 Dxf 文件中是按米 画的,则定义为 0.1 即可,若为 mm 则可按默认值 500。 2. 导 入 DXF 后 应 进 行 一 次 交 叉 计 算 ( 分 割 交 叉 直 线 ). 在 model>curve>intersect。 3. 然后开始划分网格.在 Mesh>Auto Mesh>Planer Domain 中定义网格大小, 选择 Mesh inner Domain 和 Include Interior point 可包含内部的直线和 点划分网格。如果对不同区域可先分别定义 Part。对不同的 PART 可定义不 同的网格大小。

的方法? 问: 在 FEmodeler 中定义 Part 的方法? 答: 步骤如下:
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在 EDIT>PART>Crete 中定义各 PART 的名称 在 EDIT>PART>ADD 中定义各 PART。一个 PART 必须是一个封闭区域。

PART, 不能划分网格? 问: 我在 FEmodeler 中定义了 PART,但是对该 PART 不能划分网格? 答: 一个 PART 必须是一个封闭区域,请检查一下区域是否封闭。 另外与其它线段无连接的端点显示为蓝色。

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七、专题
分析) 1、静力弹塑性分析(Pushover 分析) 静力弹塑性分析(

■ 简介 Pushover 分析是考虑构件的材料非线性特点, 分析构件进入弹塑性状态直至到达 Pushover 分析是最近在地震研究及耐震设计中经常 极限状态时结构响应的方法。 采用的基于性能的耐震设计(Performance-Based Seismic Design, PBSD)方法中最 具代表性的分析方法。 所谓基于性能的耐震设计就是由用户及设计人员设定结构 的目标性能(target performance),并使结构设计能满足该目标性能的方法。 Pushover 分析前要经过一般设计方法先进行耐震设计使结构满足小震不坏、 中震 可修的规范要求,然后再通过 pushover 分析评价结构在大震作用下是否能满足 预先设定的目标性能。 计算等效地震静力荷载一般采用如图2.24所示的方法。 该方法是通过反应修正系 数(R)将设计荷载降低并使结构能承受该荷载的方法。在这里使用反应修正系数 的原因是为了考虑结构进入弹塑性阶段时吸收地震能量的能力, 即考虑结构具有 的延性使结构超过弹性极限后还可以承受较大的塑性变形, 所以设计时的地震作 用就可以比对应的弹性结构折减很多,设计将会更经济。目前我国的抗震规范中 的反应谱分析方法中的小震影响系数曲线就是反应了这种设计思想。 这样的设计 方法可以说是基于荷载的设计(force-based design)方法。 一般来说结构刚度越 大采用的修正系数R越大,一般在1~10之间。 但是这种基于荷载与抗力的比较进行的设计无法预测结构实际的地震响应, 也无 法从各构件的抗力推测出整体结构的耐震能力, 设计人员在设计完成后对结构的 耐震性能的把握也是模糊的。 基于性能的耐震设计中可由开发商或设计人员预先设定目标性能, 即在预想的地 震作用下事先设定结构的破坏程度或者耗能能力,并使结构设计满足该性能目 标。 结构的耗能能力与结构的变形能力相关, 所以要预测到结构的变形发展情况。 所以基于性能的耐震设计经常通过评价结构的变形来实现, 所以也可称为基于位 移的设计(displacement-based design)。
Base Shear

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图 2.24 基于荷载的设计方法中地震作用的计算

Pushover分析是评价结构的变形性能的方法之一, 分析后会得到如图2.25所示的 荷载-位移能力谱曲线。另外,根据结构耗能情况会得到弹塑性需求谱曲线。两 个曲线的交点就是针对该地震作用结构所能发挥的最大内力以及最大位移点。 当 该交点在目标性能范围内,则表示该结构设计满足了目标性能要求。

图 2.25 使用基于位移的设计方法评价结构的耐震性能

■ ??=
结构设计必须满足规范的一系列规定和要求,在完成满足规范要求的设计之后, 结构的目标性能具体控制在哪个水准上, 则由建筑物的使用者和设计者决定。 为 了评价结构性能需要进行结构分析,基于性能的耐震设计方法一般有下列四种。 线性静力分析方法(Linear Static Procedure, LSP) 线性动力分析方法(Linear Dynamic Procedure, LDP) 非线性静力分析方法(Nonlinear Static Procedure, NSP) 非线性动力分析方法(Nonlinear Dynamic Procedure, NDP) MIDAS/Gen中提供了上述四种分析方法,其中Pushover分析属于非线性静力分析 方法。Pushover分析又称为静力弹塑性分析, 是评价结构进入弹塑性状态后的结 构极限状态和稳定状态的有效而简捷的方法。 该方法主要适用于低频结构影响较 大的结构中。Pushover分析中可以考虑材料和几何非线性,材料非线性特性是通 过定义构件截面的荷载-位移的非线性特性实现的。 Pushover分析是通过逐渐加大预先设定的荷载直到最大性能控制点位置, 获得荷 载-位移能力曲线(capacity curve)。 多自由度的荷载-位移关系转换为使用 单自由度体系的加速度-位移方式表现的能力谱(capacity spectrum),地震作 用的响应谱转换为用ADRS(Acceleration-Displacement Response Spectrum)方 式表现的需求谱(demand spectrum)。通过比较两个谱曲线,评价结构在弹塑性 状态下的最大需求内力和变形能力,通过与目标性能的比较,决定结构的性能水 平(performance level)。 在MIDAS/Gen中使用ATC-40(1996)和FEMA-273(1997)中提供的能力谱法(Capacit y Spectrum Method, CSM)评价结构的耐震性能。能力谱法(CSM)的原理如图2.26
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所示。
? roof
Sa

? roof

Sd

计算结构物的能力曲线(capacity curve)和能力谱 和能力谱(capacity (a) 计算结构物的能力曲线(capacity curve)和能力谱(capacity spectrum)
Tn,1

Sa

Sa

Sd =

Tn2 Sa 4π 2
Tn,2

Sa
Amax

5% Elastic Spectrum

Performance Point Demand Spectrum

transform
Tn
Response Spectrum Demand Spectrum

Capacity Spectrum

Sd
Dmax

Sd

计算需求谱(demand 评价性能点(performance (b) 计算需求谱(demand spectrum) (c) 评价性能点(performance point) 能力谱法(Capacity CSM)的原理 图 2.26 能力谱法(Capacity Spectrum Method, CSM)的原理

Pushover分析是为了评价结构所拥有的耐震性能, 其前提条件是已经完成了初步 的分析和设计,即对于混凝土结构必须已经完成了配筋设计。Pushover分析的优 点如下: 可以评价结构进入弹塑性阶段的响应以及所拥有的抵抗能力 可以掌握结构的耗能能力和位移需求 可以掌握各构件屈服的顺序 对确定需要维修和加固的构件提供计算依据

■ 分析中适用的单元类型 MIDAS/Gen 中 Pushover 分 析 中 适 用 的 单 元 类 型 有 二 维 梁 单 元 (2-dimensional beam element)、三维梁-柱单元(3-dimensional beam-column element)、三维 墙单元(3-dimensional wall element)、桁架单元(truss element)。各单元的 特性如下。 二维梁单元和三维梁- 二维梁单元和三维梁-柱单元 梁单元和梁-柱单元采用的模型如图2.27所示,其位移和荷载如下,其中适用于 梁单元时无轴力项。
{P}T = {Fx1 , M x1 , Fy1 , M y1 , Fz1 , M z1 , Fx 2 , M x 2 , Fy 2 , M y 2 , Fz 2 , M z 2 }

(1.a) (1.b)

{u} = {u x1 , θ x1 , v y1 , θ y1 , ω z1 , θ z1 , u x 2 , θ x 2 , v y 2 , θ y 2 , ω z 2 , θ z 2 }
T

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二维梁单元和三维梁- 图 2.27 二维梁单元和三维梁-柱单元模型

三维墙单元模型 如图2.28所示墙单元模型由中间的线单元,上下两端的刚性杆构成。中间的线单 元与三维梁-柱单元相同,刚性杆在xz平面内做刚体运动。

图 2.28 墙单元的节点力和节点位移

桁架单元模型 如图2.29所示,桁架单元采用轴向(x方向)的弹簧模型。

图 2.29 桁架单元的节点力

■ 非线性弹簧的特性
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在各单元模型中表现的弹簧并非表示弹簧的存在,而是表现分析的方法,即在弹 簧位置将发生塑性变形。弹簧具有的特性如下。 梁单元模型的弹簧特性用荷载-位移、轴力-单向弯 矩-位移角、剪力-剪切变形、扭矩-扭转角等关系来表现 柱以及墙体单元模型的弹簧特性用荷载-位移 ?? -双向弯矩-位移角、剪力-剪切变形、扭矩-扭转角等关系来表现 桁架单元模型的弹簧特性用荷载-位移关系来表现 单元的变形可用下面的各式来表现。 弯曲变形 节点上构件的变形角可用下列三项之和来表现。
θ =θ e +θ p +θ s

(2)

在此,θ e 、θ s 、θ p 分别为弹性弯曲变形角、塑性弯曲变形角、因剪切产生的弯曲 变形角。另外,如图2.30所示弯矩引起的塑性变形将假设集中在 α L 区段内。图 形中阴影部分表示发生塑性变形的区段。因此包含塑性变形和剪切变形的柔度 矩阵(flexibility matrix)如下。
f11 = L 3 EI o +

αL
3

? ? 1 ?( 3 ? 3α + α ) ? EI ? ?
2

?
1

? ? 1 ? +α ? EI o ? ? EI
1
2

?
2

?? 1 (3.a) ?? + EI o ?? GAL
1

f12 = f 21 = ?

L 6 EI o

?

α L
2

6

( 3 ? 2α ) ??
1

?? 1 ?? EI

?
1

? ? 1 ?+? EI o ? ? EI
1
2

?
2

?? 1 (3.b) ?? + EI o ?? GAL
1

f22 =

L 3 EI o

+

αL
3

? ? 1 ?α ? EI ? ?
2

?
1

? ? 1 ? + ( 3 ? 3α + α ) ? EI o ? ? EI

?
2

?? 1 (3.c) ?? + EI o ?? GAL
1

图 2.30 弯曲刚度的分布假定

构件的荷载-位移关系可用柔度矩阵表现如下。
θ = [ f ]{M }

(4)

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在此,
[f ] =[ f ] +[ f ] +[ f ]
e p s

(5)

如图2.31所示,式(5)中各项分别表示弹性弯曲变形角、塑性变形角、因剪切引 起的弯曲变形角。

弯矩- 图 2.31 弯矩-变形角关系

轴向变形、扭转变形、 轴向变形、扭转变形、剪切变形弹簧 在MIDAS/Gen的Pushover分析中假定轴力、扭矩、剪力在构件内不变,塑性铰发生 在构件中央。其荷载-位移关系可参照弯曲变形中的各式。 双向弯曲弹簧 双向受弯且受轴力作用时, 先计算各向的屈服弯矩后使用下面关系式建立双向受 弯相关公式。
? M nx ? ? ? ? M nox ?
α

? M ny ? +? ? ? M noy ?

α

= 1.0

(6)

上式适用与钢筋混凝土和钢材等所有构件。

塑性铰(plastic hinge)特性 ■ 塑性铰(plastic hinge)特性 随着荷载的增加,结构构件将产生塑性铰,结构的刚度会发生变化,横向位移也 将逐渐加大。MIDAS/Gen中采用的塑性铰特性如下。 铰特性 : 多折线类型(Multi-Linear Type) - 采用切向刚度矩阵(tangent stiffness matrix) - 荷载控制(load control)和位移控制(displacement control)均可 - 可考虑P-Delta效果 铰特性 : FEMA类型(FEMA Type)时 - 割线刚度矩阵(secant stiffness matrix) - 采用位移控制(displacement control) - 可考虑P-Delta效果和大位移(large deformation)效果
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因为结构承受的荷载大小为已知条件,所以一般采用荷载控制方法。荷载控制方 法就是将荷载从零开始逐渐加载到极限荷载的方法。 位移控制是在基于性能的耐 震设计中采用比较多的方法。虽然不知道加载的荷载大小,但是可以通过预先设 定满足目标性能的位移进行分析。分析过程中可以获得荷载传递能力(load-car rying capacity)和失稳(unstable)状态。采用位移控制和割线刚度矩阵(secan t stiffness matrix)时,在最大荷载附件可以获得稳定的解。 多折线铰类型 多折线铰类型可以用于荷载控制和位移控制方法中。 - 荷载-位移关系采用双折线(Bilinear)和三折线(Trilinear)两中形式 - 屈服后刚度和抗裂刚度用与初始刚度的比值(stiffness ratio)来表现 - 能表现构件的刚度降低,但不能表现材料的强度降低

Stiffness after yield Bi-linear yield point Stiffness after yield Tri-linear 2nd yield point Stiffness after crack Tri-linear 1st yield point (crack) Initial stiffness

Lateral Deformation
图 2.32 多折线铰类型的塑性铰特性

FEMA铰类型 FEMA铰类型

FEMA铰类型是将钢筋混凝土构件和钢构件的循环加载试验 (reversed cyclic load)获得的资料理想化的结果,其特性如下。MIDAS/Gen的 FEMA铰特性只能使用位移控制方法。

g ardenin Strain h

Yield point

C
Initial failure

B

Residual resistance

- 59 Initial stiffness

D A

E

FEMA铰类型的塑性铰特性 图 2.33 FEMA铰类型的塑性铰特性

- 点A位置: 未加载状态 - AB区段: 具有构件的初始刚度(initial stiffness),由材料、构件尺寸、 配筋率、边界条件、应力和变形水准决定。 - 点B位置: 公称屈服强度(nominal yield strength)状态 - BC区段: 强度硬化(strain hardening)区段, 刚度一般为初始刚度的5-10%, 对相邻构件间的内力重分配有较大影响。 - 点C位置: 由公称强度(nominal strength)开始构件抵抗能力开始下降 - CD区段: 构件的初始破坏(initial failure)状态,钢筋混凝土构件的主筋 断裂(fracture)或混凝土压碎(spalling)状态,钢构件的抗剪能力急剧下降区 段。 - DE区段: 残余抵抗(residual resitance)状态,公称强度的20%左右 - 点E位置: 最大变形能力位置,无法继续承受重力荷载的状态。 ■ Pushover 分析方法 MIDAS/Gen中提供两种Pushover分析方法,即基于荷载增分的荷载控制法和基于 目标位移的位移控制法。 基于荷载增分的荷载控制法 基于荷载增分的荷载控制法 荷载增 MIDAS/Gen的荷载控制法采用牛顿-拉普森(Full Newton-Raphson)方法。牛顿 -拉普森方法是采用微分原理求解的方法,其优点是速度快。采用荷载增的Pus hover分析方法的图形接介绍如下。
荷载

将最终(n+1)步骤的增分量 作为后面的增分荷载 等差级数对应的 增分荷载 预测的坍塌荷载 Qud*X 分析获得的 最终荷载(坍塌荷载) Qu

弹性极限

位移

基于荷载增分法的Pushover Pushover分析 图 2.34 基于荷载增分法的Pushover分析
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荷载采用具有一定分布模式的横向荷载。 荷载分布模式既可以采用地震荷载(Qud) 也可以采用任意的荷载分布模式。另外,也可以采用包含节点荷载在内的用户定 义的任何荷载工况。 阶段: (1) 第1阶段: 计算弹性极限 首先使用用户定义的水平荷载计算构件的应力, 然后计算各构件的应力与屈服应 力的比值 λ 。将各构件的比值中的最小值乘以加载的荷载工况重新定义荷载。
λ = (U ? L ) M

(7)

在此

λ : 各铰计算的屈服荷载系数(最大值0.5)
U

: 铰的屈服应力

L : 初始应力
M

: 荷载工况计算的铰的应力

阶段: (2) 第2阶段: 基于等差级数的增分分析 由弹性极限到预估的坍塌荷载(Qud*X)之间的荷载增量由下面的等差级数计算。
Pi = ?( n + 1) ? i ? ( P × X ) ? ?

∑i
i =1

n

i =等差增分步骤数

(8)

在此

Pi :

P:

第i步的荷载增量 总荷载 X : 预估的坍塌荷载与总荷载的比值(基本值为0.4)

阶段: (3) 第3阶段: 预估坍塌荷载之后的荷载增分 使用最终计算的(n+1)步骤的荷载增分。 (4) 终止分析的条件 到达最大增分步时 层间位移角到达极限层间位移角时 分析中计算的水平内力到达指定的大小时 刚度矩阵为负(negative)时

基于目标位移的位移控制法 MIDAS/Gen的位移控制法是由用户定义目标位移,然后逐渐增加荷载直到达到目 标位移的方法。目标位移分为整体控制和主节点控制两种,整体控制是所有节点 的位移都要满足用户输入最大位移,位移也是整体位移,不设置某一方向的位移 控制。主节点控制是用户指定特定节点的特定方向上的最大位移的方法。基于性 能的耐震设计大部分是先确定可能发生最大位移的节点和位移方向后给该节点 设定目标位移的方法。

- 61 -

初始的目标位移一般可假定为结构总高度的1%、2%、4%。这些数值一般相当于最 大层间位移值,于结构的破坏情况相关。ATC-40或FEMA-273中将层间位移为 1% 时定义为直接居住水准(Immediate Occupant Level), 2%时定义为生命安全水准 (Life Safety Level), 4%时定义为坍塌预防水准(Collapse Prevention Leve l)。这些值在构件级别上的意义可能会稍有不同。 作用荷载

作用荷载应该采用能反映各层惯性力的横向荷载。所以推荐至少使用两种以上的 横向荷载分布模式。在MIDAS/Gen中提供了三种类型的荷载分布模式,即静力荷载 分布模式、振型形状分布模式、与各层质量成比例关系的等加速度分布模式。采 用静力荷载分布模式时,用户可以定义任意形状的静力荷载分布。采用振型形状 荷载分布模式时必须先做特征值分析。

基于性能点的耐震性能评价 ■ 基于性能点的耐震性能评价 在MIDAS/Gen中使用能力谱(CSM)原理评价结构的保有内力和耐震性能。 结构的保有 内力可通过Pushover分析获得的能力曲线和能力谱进行评价。 对地震作用的需求谱 可以适用有效阻尼的弹性设计谱来评价。 将这两个谱表现在相同的坐标系上将获得 意味着结构非线性最大需求内力的交点,即性能点(performance point)。利用性 能点位置的变形程度和保有内力来评价结构的耐震性能和性能水准。 能力谱和需求谱 评价结构的耐震性能和性能水准时会使用能力谱和需求谱的概念。 通过Pushover分 析将获得荷载-位移关系( V - U ),响应谱也可获得加速度-周期(A-T)的相关关 系。为了比较两个谱,需要将其转换为加速度-位移谱(acceleration-displaceme nt response spectrum,ADRS)。

将荷载-位移关系转换为加速度图 2.35 将荷载-位移关系转换为加速度-位移谱

将加速度-周期谱转换为加速度图 2.36 将加速度-周期谱转换为加速度-位移谱

如图2.35所示,荷载-位移关系转换为加速度-位移关系的方法如下:
- 62 -

A=

V

(9)
M
k

D=

U

Γ φ
k

(10)
k

在此,Γ k 和 M k 为各自方向的k阶振型的振型参与系数和有效质量系数, 计算方法 如下:

∑m φ
j

N

jk

振型参与系数

Γ =
k

j =1


j =1

N

(11)
m j φ jk
2
2

振型参与质量

M

k

? N mφ ? ? ∑ j jk ? ? j =1 ? =

∑m φ
j j =1

N

(12)

2 jk

式(9)和(10)为动力学理论的多自由度(MDOF)体系和单自由度(SDOF)体系之间的 关系。即A和D为单自由度体系响应谱上的响应加速度和响应位移,V和U为多自由 度体系的基底剪力和位移。 如图2.36, 弹性响应谱可以利用单自由度体系的位移和加速度关系式(13)进行转 换。
D= Tn
2



2

A

(13)

性能点(performance point)的评价 性能点(performance point)的评价 能力谱和需求谱的交点称为性能点。 在MIDAS/Gen中提供的计算性能点的方法为A TC-40的能力谱(CSM)中提供的Procedure-A和Procedure-B两种方法。 两种方法的 基本原理相同,通过计算有效阻尼反复计算获得性能点的方法为Procedure-A方 法,利用延性比和有效周期原理计算性能点的方法为 Procedure-B。 计算等效阻尼(equivalent (1) 计算等效阻尼(equivalent damping) 在能力谱法(CSM)中,通过pushover分析获得能力谱后如下图所示使用具有相同 面积的双折线(biloinear)曲线来表现。 在CSM中使用具有5%阻尼的弹性响应谱和 能力谱计算结构的等效阻尼。 因为结构的阻尼而耗散的能量等于双折线滞回曲线 的面积,可按式(14)计算。

- 63 -

图 2.37 利用滞回曲线计算等效阻尼

+0.05

β eq

= β0
1 ED 63.7(a y d pi ? d y a pi ) = 4π ESO a pi d pi

(14)

β0 =

在此, ED

ESO

= 结构阻尼引起的耗散能 = 结构的最大变形能

将式(14)使用百分率的形式表现如下。
β eq = β 0 + 5 =
63.7(a y d pi ? d y a pi ) a pi d pi +5

(15)

在此, β eq 表示阻尼比(%),在ATC-40中阻尼比超过25%时,需要谨慎的判断,且 不许超过50%。 计算有效阻尼(effective (2) 计算有效阻尼(effective damping) 地震作用作用下的钢筋混凝土结构的滞回曲线中没有表现刚度退化(stiffness degradation)和强度退化(strength deterioration)、滑移或握裹(slip or pi nching)的特性的理想化的滞回模型。所以在ATC-40中为了反映钢筋混凝土的这 些滞回特性,使用阻尼调整系数(damping modification factor)来调整等效阻 尼。调整后的等效阻尼称为有效阻尼系数,按下式计算。 (16)
β eq = κβ 0 + 5 =
63.7κ (a y d pi ? d y a pi ) a pi d pi +5

式左侧的阻尼比5%为弹性体系的阻尼,不同结构特性的阻尼调整系数如下表。 结构特性 类型 A (完全滞回 特性) 类型 B (一般滞回 特性) 类型 C (弱滞回特 性) (3) 非线性需求谱 使用前面计算的有效阻尼系数决定非线性响应谱。 即利用有效阻尼系数计算响应 谱的谱折减系数(spectrum reduction factor,SR)。如图2.27所示加速度和速 度的谱折减系数不同。谱折减系数采用了Newmark和Hall(1982)的地基运动扩大 系数,加速度的谱折减系数(SRA)和速度的谱折减系数(SRV)的计算式如下。根据
- 64 -

等效阻尼 β 0 (%) ≤ 16.25 > 16.25 ≤ 25 > 25

阻尼调整系数( κ )
0.51( a y d pi ? d y a pi ) a pi d pi

1.0

1.13 ?

0.67
0.845 ? 0.446 ( a y d pi ? d y a pi ) a pi d pi

所有值

0.33

结构的滞回特性,ATC-40中给出了谱折减系数的下限值。

Sa

SR A
SR V

Sd
图 2.38 根据谱折减系数计算的非线性响应谱
? 63.7κ ( a y d pi ? d y a pi ) ? 3.21 ? 0.68ln ? + 5? a pi d pi ? ? ? ? 2.12 ? 0.33 ? ≥ ?0.44 ?0.56 ?

SRA =

( for Type A) ( for Type B ) ( for Type C )

? 63.7κ ( a y d pi ? d y a pi ) ? 2.31 ? 0.41ln ? + 5? ?0.50 a pi d pi ? ? ? ? ? ≥ 0.56 SRV = ? 1.65 ?0.67 ?

( for Type A ) ( for Type B ) ( for Type C )

(17)

项 目 类型 A (完全滞回特性) 类型 B (一般滞回特性) 类型 C (弱滞回特性)

κ
1.00 0.67 0.33

SRA
0.33 0.44 0.56

SRV
0.50 0.56 0.67

表 2.2 结构的滞回特性对应的谱折减系数下限值

根据上述的计算过程可以获得设计地震作用或线弹性反应谱对应的非线性需求 谱。 将获得的非线性地震需求谱和通过Pushover分析获得的结构的能力谱进行比 较,可以获得结构的性能点。 (4) 计算性能点 利用Pushover分析得到的结构的能力谱和非线性设计响应谱的比较, 可以获得表 现结构的非线性最大位移和保有内力的性能点, 并且利用其来评价结构的性能水 准。 ■ 确定性能点的方法 MIDAS/Gen中根据能力谱(CSM)确定性能点的方法采用ATC-40中提供的两种方法。 其 基本原理为使用有效阻尼系数评价需求谱并求其与能力谱的交点作为性能点。

- 65 -

ProcedureProcedure-A 是ATC-40中提供的基本方法, 首先将能力谱中斜率为初始刚度的切线和阻尼比为 5%的弹性设计响应谱的交点作为初始的性能点。 然后确定初始性能点位置的等效 阻尼,然后求使用有效阻尼系数的非线性设计响应谱,然后重新计算交叉点作为 性能点。重复上述过程,直到在使用有效阻尼系数的非线性设计响应谱和能力谱 的的交点位置上位移响应和加速度响应的变化量在误差范围内, 将此时的交点视 为性能点。采用Procedure-A方法确定性能点的方法参见图2.39。

Procedure- 方法计算性能点(ATC (ATC图 2.39 使用 Procedure-A 方法计算性能点(ATC-40)

ProcedureProcedure-B ATC-40中计算性能点的第二种方法是首先假设位移延性比, 然后计算对应延性比 的结构的结构的有效周期, 将有效周期直线和5%弹性设计响应谱的交点作为初始 的性能点。 对弈于假定的位移延性比的放射线状的有效周期和非线性设计响应谱 的交点将形成一个轨迹线,该轨迹线与结构的能力谱的交点为最终的性能点。利 用Procedure-B方法计算性能点的原理如图2.40所示。

Procedure- 方法计算性能点(ATC (ATC图 2.40 利用 Procedure-B 方法计算性能点(ATC-40)
- 66 -

该方法是首先假定位移延性比,然后逐步计算有效阻尼系数,所以在交叉点计算 的响应误差发散的概率较低。前面介绍的Procedure-A方法在寻找性能点的过程 当中收敛性不是很好,而Procedure-B方法不仅收敛性能好,而且不必建立针对 多个阻尼比的弹性反应谱, 而是根据变化的阻尼比和振动周期获得响应谱的轨迹 即可获得性能点,所以Procedure-B方法是相对比较简单的方法。 在MIDAS/Gen中提供的两种方法的操作界面如下图所示。

利用Procedure 的方法决定性能点(MIDAS/Gen) Procedure图 2.41 利用Procedure-A的方法决定性能点(MIDAS/Gen)

利用Procedure 的方法决定性能点(MIDAS/Gen) Procedure图 2.42 利用Procedure-B的方法决定性能点(MIDAS/Gen)

- 67 -

■ 性能评价 如果结构的位移在目标性能范围内,则继续评价各构件的性能。在MIDAS/Gen中 采用与FEMA-273或ATC-40中推荐的方法类似的方法评价构件的性能。如图2.43 所示性能状态分为三个阶段。

IO = 直接居住极限状态(Immediate Occupancy) LS = 安全极限状态(Life Safety) CP = 坍塌防止极限状态(Collapse Prevention)

图 2.43 构件的性能评价 2.43

■ Pushover 分析过程 静力分析及完成设计 在做Pushover分析之前首先要对结构进行一般的静力分析及设计。 输入 Pushover 分析控制数据 在设计 > Pushover 分析控制对话框中输入 pushover 分析的最大迭代计算步骤 数、各步骤内迭代计算次数和收敛条件。 定义 Pushover 荷载工况 在设计 > Pushover 荷载工况对话框中,输入 Pushover 分析前的初始荷载和 Pushover 荷载工况。首先选择荷载控制或位移控制。作为初始荷载输入自重, Pushover 荷载工况可选静力荷载工况、等加速度、振型,各荷载类型之间也可 进行组合。 定义铰数据 在设计 > 定义铰特性值对话框中输入反映材料非线性特性的铰数据。在 MIDAS/Gen 中提供多折线和 FEMA 两种类型的铰特性数据。除了默认的特性,用 户也可以自定义铰特性。 分配铰给构件 在设计 > 分配铰特性值对话框中选择要分配的铰特性值并分配给适当的单元。 一般来说给梁单元分配弯矩铰,给柱单元和剪力墙单元分配 PM 或 PMM 铰,给桁 架单元分配轴力铰。 运行 Pushover 分析 在设计 > 运行 Pushover 分析。 查看分析结果 在设计 > Pushover 曲线中查看 Pushover 曲线,选择适当的设计谱评价结构的
- 68 -

性能水准。另外,也可以在结果 > 变形 > 变形形状对话框中选择 Pushover 荷 载工况,查看各步骤的变形形状和产生的铰状态。此时也可以使用动画功能查看 发生的铰状

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