运用midas-Building进行超限分析基本流程指导书

基准方中建筑设计事务所结构专业运用midasBuilding进行超限分析基本流程指*导*书运用midasBuilding进行超限分析基本流程指导书2/30目录1运用midas进行超限分析基本流程简介................................................................32反应谱分析、设计基本流程及要点.......................................................................42.1概述.................................................................................................................42.2基本流程.........................................................................................................42.3反应谱分析要点及注意事项.........................................................................53弹性时程分析基本流程及要点.............................................................................103.1概述...............................................................................................................103.2基本操作及要点...........................................................................................104静力/动力弹塑性时程分析基本流程及要点........................................................154.1概述...............................................................................................................154.2弹塑性分析基本流程....................................................................................164.3静力弹塑性分析要点....................................................................................164.4动力弹塑性分析要点....................................................................................205相关补充分析与计算.............................................................................................215.1温差工况分析...............................................................................................215.2楼板详细分析...............................................................................................235.3转换结构分析...............................................................................................245.4舒适度分析...................................................................................................255.5工程量统计...................................................................................................266主要附件一览表.....................................................................................................297主要参考文献.........................................................................................................30基准方中建筑设计事务所结构专业3/301运用midas进行超限分析基本流程简介midasbuilding/Gen在超限分析流程中应用的主要环节可见如下示意图1.1。图1.1超限分析基本流程示意图注：1.图中黄色框选内容为可运用midasBuilding/Gen进行分析主要内容。确定需要超限审查文献[1]~[7]性能目标确定文献[1]~[2]小震反应谱分析线弹性时程分析中震时程分析设计静力/动力弹塑性时程分析推覆力施加或地震波输入计算结果分析与判别完成大震未达到性能目标其他详细分析(大开洞楼板详细分析、超长温度作用分析、楼板舒适度分析等)加强措施反应谱分析调整经济性评估承载能力(塑性铰属性等)包络运用midasBuilding进行超限分析基本流程指导书4/302反应谱分析、设计基本流程及要点2.1概述反应谱分析是抗震设计中最常用的分析方法，反应谱分析中需要定义设计反应谱、振型组合方法、地震作用方向等数据。设计规范一般考虑地震强度和远近的影响、建筑的重要性等综合因素提供了设计反应谱函数。2.2基本流程图2.2.1运用midasBuilding进行反应谱分析基本流程图注：1.实际工程中基本以PKPM导入为主，已进行过的数十个分析显示：模型中构件与荷载能够完全准确导入，但所有参数需要重新定义，具体导入过程详见[附件一]。若导入ETABS模型，出错较多，可尝试通过广厦或盈建科二次转换；2.若仅进行反应谱阶段分析，则无需进行设计（浪费时间）；3.本过程参数调整阶段基本流程见下图2.2.2。图2.2.2参数调整基本流程图结构标准层与楼层结构楼层材料结构模型控制荷载荷载控制分析设计控制信息分析设计自动生成分析设计分析设计PKPM模型1midas模型参数调整3分析设计2基准方中建筑设计事务所结构专业5/302.3反应谱分析要点及注意事项[1结构→标准层与楼层]进行“设计”阶段时，需定义为“弹性板”；进行“楼板详细分析”时，依需要定义为弹性膜或弹性板（主要区别为是否考虑整体计算得出的板边界位移参与分析）。[1结构→标准层与楼层→定义材料]类似于通用有限元软件，可自主定义材料属性，程序默认为各材料的标准属性。图2.3.1材料属性定义[1结构→标准层与楼层→地下室信息]图2.3.2地下室信息定义去除GB方可修改按需定义容重按需定义强度设计值。如转换结构中转换层构件混凝土参入玻璃纤维，其抗拉、抗剪强度设计得以提高。只能完全嵌固或完全自由运用midasBuilding进行超限分析基本流程指导书6/30如需要定义周侧土体对于结构抗侧抗度的影响，可在结构外围设置固定点，并拉以弹簧模拟边界条件，其刚度K值与PKPM地下室信息所填m的换算关系详见[附件二]。[1结构→楼层材料]若按需定义了各楼层材料等级并“自动生成”信息后，构件强度信息显示并未修改，则可以通过“构件信息列表”手动修改。图2.3.3获取构件列表方式[1结构→模型主控]类似于通用有限元软件，各类构件网格划分可自主定义，尤其对于转换结构或错层结构，可细化转换梁或其上所抬剪力墙的网格尺寸。弹塑性分析时，需要考察更加明确的损伤情况，也需要在此进行细化（注意区别于墙元纤维划分）。图2.3.4网格尺寸定义点取生成列表基准方中建筑设计事务所结构专业7/30[1结构→模型主控→对墙洞口连梁的处理]依据跨高比确定连梁的计算方式（杆单元或墙元）可自主定义，一般采用程序默认方式（可参考文献[12]）。图2.3.5强弱连梁跨高比界限定义[2构架→楼梯板]可实现考虑楼梯参与整体结构的分析，在三维视图中分别建立相应梯柱、梯梁并拉设楼梯斜板与休息平台，计算中梯梁与梯柱以杆单元计算，板类构件则以板单元计算（PKPM中梯板以宽扁梁进行计算，计算结果基本失真超筋）。[3荷载→荷载控制]荷载控制与Setwe参数设置基本一致，个别不同见下图。图2.3.6荷载控制参数设置设置升降温差即可生成温度作用工况，作为超高结构补充分析。运用midasBuilding进行超限分析基本流程指导书8/30[2分析设计→控制信息→特征值分析]特征值分析是分析结构固有振动特性的分析方法，是反应谱分析和振型分解时程分析的必要前提。其中，兰佐斯法的计算速度快，适合大型工程；子空间迭代计算比较稳定，适合各类工程文献[3]。图2.3.7特征值分析参数设置[2分析设计→控制信息→调整信息]可以对结构整体或分类构件设置实配钢筋/计算配筋参数，主要影响：1计算梁、板构件的挠度和裂缝宽度（文献[15]7.1节、7.2节）；2对于9度设防结构及一级框架结构，用于地震作用下框架梁和连梁端部剪力基框架柱端弯矩和剪力的调整系数的计算（文献[1]6.2节,文献[2]6.2节）；3弹塑性分析时，计算塑性铰特性值；4后续含钢量统计。1考虑竖向地震作用；2考察长悬挑竖向自振频率时，选取Z方向。可定义质量参与系数，程序自动选取振型数。基准方中建筑设计事务所结构专业9/30图2.3.8超配系数系数设置运用midasBuilding进行超限分析基本流程指导书10/303弹性时程分析基本流程及要点3.1概述《抗规》5.1.2-3[1]：特别不规则的建筑、甲类建筑和表5.1.2-1所列高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充分析，地震波选取内容（略）；《抗规》5.1.2-5[1]：（内容略）《高规》4.3.4-3[2]：7~9度抗震设防的高层建筑，下列情况应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充分析（是对振型分解反应谱分析的补充）：1）甲类高层建筑结构；2）表4.3.4所列的乙、丙类高层建筑结构（高度超限均属此类）；3）不满足本规程第3.5.2~3.5.6条（竖向不规则）规定的高层建筑结构；4）本规程第10章规定的复杂高层建筑结构。3.2基本操作及要点弹性时程分析基本流程见下图3.2.1。图3.2.1弹性时程分析基本流程图注：1详见第二章内容；2详见技术要点。[要点1-地震波选取]弹性时程分析作补充计算时，时程曲线的基本要求见下表3.2.1。此处“补充计算”指对“主要计算“的补充，着重是对底部剪力、楼层剪力和层间位移角的比较，当时程分析法的计算结果大于振型分解反应谱法时，相关部位的构件内力和配筋应进行相应调整（实际工程中可进行包络设计）[12]。包络设计方法：目前，结构设计软件（Setwe、midasBuilding等）基本不具备弹性时程分析反应谱分析操作1荷载-地震波选取与输入2分析和设计控制-弹性时程分析工况定义分析基准方中建筑设计事务所结构专业11/30的后续配筋设计功能，因此，当按时程分析法计算的结构底部剪力（三条计算结果的包络值或七条时程曲线计算结果的平均值