midasToYjk-操作说明

YJK和Midas接口软件说明一、前言MidasGen/Building由韩国Midas公司开发，是用于土木、建筑部门的通用/建筑结构分析及设计系统。近些年，该设计系统已经在体育场馆、车站等大跨、具有复杂约束关系的空间结构和民用建筑的分析与设计当中得到较多应用。新版的YJK软件，提供了空间结构建模功能，支持节点弹性约束、两点刚性/弹性连接、节点强制位移等功能，分析能力大大增强。在YJK软件中，能将在空间层中建成的复杂的空间网架、网壳等，与下部结构一起组装，使网架、网壳与主体结构形成一个整体共同参与计算，提高结构分析模型的合理性。作为YJK软件的主要接口软件之一，Midas与YJK接口软件已能比较全面实现两种软件模型的结构尺寸与计算信息的相互传导，内容涵盖：材料、截面、工况、荷载、边界条件等。接口软件能让工程师更方便地综合利用两种软件的优势：其一、可以方便的对模型计算结果进行复核；其二，在Midas中建立的复杂空间模型，导入YJK后，层关系不明的楼层可以指定成空间层，其余的楼层根据楼板的位置设置成规则的普通层，既可考虑空间层的影响，又可以对规范规定的普通层指标等进行控制，以及构件的配筋验算，从而高效准确的对结构做出设计。本说明从MidasGen与YJK接口软件的界面及操作流程开始介绍，然后比较详细地说明各个环节的具体转换做法，最后展示了部分成功转换的复杂工程案例。二、MidasGen转YJK接口软件1、界面及操作流程接口软件读取MidasGen导出的文本格式的数据文件（工程名.mgt），提取其中的模型信息后，转换成YJK模型数据文件（*.ydb），计算用的调整信息也记录于其中。主要操作步骤如下：步骤1在MidasGen中将模型导出为mgt文件。建议导出前，先定义楼层数据(点击模型建筑物数据定义层数据，如图1）。直接使用MidasGen自动生成的层数据中楼层数目往往比较多，可对其做相应的调整（如图2），最后将模型导出（图3）。如果此步没有定义楼层数据，也可在后续操作中使用接口软件自动生成。图1在MidasGen中定义楼层数据图2MidasGen中层数据对话框图3从MidasGen中导出模型文本文件步骤2双击MidasGenToYjk.exe后，在弹出的对话框中（如图4）指定mgt文件所在路径，转换后的ydb文件所在路径及文件名称。图4接口软件交互界面步骤3点击设置按钮设置转换参数（如图5）。图5接口软件的参数设置对话框对话框中有以下参数可供用户调整：(1)斜角小于该角度（与xy平面）的杆件转为斜梁：与xy平面夹角小于该角度的构件，转入YJK后，属性为梁，能参与房间生成并导荷；如果转为斜撑，则不能参与房间围区，后续的设计如弯矩调幅也不会执行；如果杆件的截面为圆管，即使与xy平面的夹角小于该角度，转入YJK后仍然为斜杆属性。(2)斜角大于该角度（与xy平面）的杆件转柱：与xy平面夹角小于等于该角度的杆件，转入YJK之后，属性为斜杆。与xy平面夹角大于该角度值的杆件，转入YJK后，属性为柱，杆件上节点的位置保持不变，杆件下节点z坐标不变，xy坐标移成与上节点一致，与下节点相连构件的端点也移动到新的节点（如图6）。a、转入前b、转入后图6斜杆转入前后构件位置对比(3)模型与荷载选项：板、梁荷载、点荷载、板荷载可依据用户的选择是否转入，对于体量大的结构，去掉部分选项可以加快读入速度。步骤4点击图4中转换按钮后，软件从mgt文件中提取已有的层定义信息，并弹出一个层编辑的对话框（如图8a)）；如果mgt文件中没有定义层数据，软件会自动根据所有节点的标高生成一系列层数据。用户可以在其中修改层标高，也可以删除某个层标高（该标高的上下两层合并），还可以插入层标高。a)点击“重新生成”前的楼层表b)点击“重新生成”后的楼层表图7分层信息编辑对话框软件的处理原则如下：1)构件分层原则：软件根据构件的标高最高的节点的位置确定其归属层号，比如楼层表中第1层层高2000,第2层层高3000，则标高最高节点位于(2000,5000]之间的构件都属于第2层；IJ梁第n-1层斜杆第n层斜杆J第n层柱第n-1层斜杆II’大于指定角度梁2)重新生成：点击后会提示用户输入一个最小的层高（如图7），软件根据模型中所有节点的高度，重新进行分层，层高低于用户设置的最小层高的层不再出现（如图8b)）；3)特殊层和普通层：将某楼层设定为特殊层时，该层会成为YJK中的空间层。空间层主要用于存在不能明确划分层的复杂结构的建模(如：复杂的网架、网壳结构)，软件默认将顶层设为特殊层。4)删除选定：删除当前选择行。比如，删除图8a)中的第4层所在行，该层不再存在，第3层层高变为5100；5)插入：在当前行插入新的一行，并插入一个层底标高，该标高取上下两层标高的一半。图8分层信息编辑对话框步骤5点击图8中确定，执行转换，生成ydb文件。用户可通过转换报告查看转换过程中可能存在的问题（如图9）。图9警告信息提示对话框步骤6启动YJK软件，点击“导入外部文件”按钮或从命令行键入yjk_importydb命令，选择刚刚生成的ydb文件，将模型导入（如图10）。图10使用外部文件导入YJK模型对话框2、单位MidasGen中可选的单位系统比较多，也比较灵活。如长度单位可为m、cm、mm、in、ft等多种形式。转入YJK后，均按工程习惯的单位显示，如构件的尺寸单位mm，力的单位为kN。3、材料目前支持的材料包括混凝土、钢及钢-混凝土混合材料。混凝土材质包括混凝土结构设计规范（GB50010）中的各种标号混凝土（C15~C80）；钢材质包括钢结构设计规范（GB50017）中的Q235,Q345,Q390,Q420；MidasGen中定义的型钢混凝土组合截面及钢管混凝土组合截面的混合材质，当组合截面形式能与图12中YJK中现有组合截面对应时，材质能准确转入，其它的组合截面及MidasGen中的自定义材质暂不支持。4、截面与板厚当前用于建筑结构分析的单元按维数分主要有两类，即一维与二维单元。其中，一维单元主要用于桁架、梁、柱、斜撑构件的分析，二维单元主要用于楼板、墙构件的分析。一维单元的主要描述参数为截面，二维单元的描述参数为板厚。目前，两类单元参数的对应关系如下：(1)杆件截面（桁架、一般梁/变截面梁单元）支持MidasGen中的数据库/用户类型、值类型截面（如图11）：角钢、槽钢、工字型方法1：点击导入外部文件按钮方法2：键入yjk_importydb截面、T型截面、箱型截面、管型截面、双槽钢截面、实腹长方形截面、实腹圆形截面、倒T形截面；支持MidasGen中的钢砼组合截面：矩形砼-钢箱形-实心、矩形砼-钢管形-实心，圆形砼-钢管形-实心、钢管形-砼、矩形砼-H型钢、圆形砼-H型钢、矩形砼-十字H型钢；支持MidasGen中变截面组的转换：截面形状含矩形，H型，箱型；两软件的截面名称对应关系如表1所示，MidasGen中自定义的截面以及U形加劲肋，目前暂不支持。表1MidasGen与YJK中截面名称对比MidasGenYJK角钢“L”形槽钢槽型工字型截面工形T型截面“T”形箱型截面箱型管型截面圆管双槽钢截面双槽实腹长方形截面矩形实腹圆形截面圆形倒T形截面“T”形矩形砼-钢箱形-实心箱型劲矩形砼-钢管形-实心矩形柱内圆钢管圆形砼-钢管形-实心圆形柱内圆钢管钢管形-砼钢管砼矩形砼-H型钢十工劲圆形砼-H型钢圆形柱内工字型钢矩形砼-十字H型钢不对称十工劲a)数据库/用户类型截面b)组合截面图11MidasGen中截面数据类型图12YJK中截面类型选择对话框(2)厚度（板、墙单元）无论在MidasGen中输入的板或墙单元厚度（如图12），均能准确转入YJK中。a)板b)墙单元图13MidasGen中二维单元建立对话框5、构件MidasGen中的构件种类主要有框架（对应YJK中斜撑、梁、柱），单拉或单压杆、桁架、板、墙。各种构件的转换原则如下：竖向框架构件，将转成YJK中的柱构件；水平框架构件，转换成YJK中的梁构件；记录于杆件上的截面特性调整系数，转入YJK后对应梁刚度放大系数；桁架构件，转换成YJK中的斜撑构件；单拉或单压杆，目前暂未能转入；板构件，转入YJK后为板构件，包含3节点板和4节点板，但应根据情况对模型的楼板假定进行检查并分情形增加板属性定义，例如：a、层数据对话框（如图14）中楼板刚性楼板属性选不考虑时（对应YJK中的非刚性楼板假定）：1)如果板的面内面外厚度（如图15）均不为0，则应在YJK的前处理及计算模块中将板属性指为弹性板6；2)如果板的面内厚度不为0，面外厚度为0，则应在YJK的前处理及计算模块中将板属性指为弹性膜；b、层数据话框中楼板刚性楼板属性选考虑时（刚性楼板假定）：1)如果板的面外厚度为0，则转成刚性楼板假定；2)如果板的面外厚度不为0，且选择厚板，则转换为弹性板3。图14MidasGen中层数据对话框图15MidasGen中厚度数据对话框MidasGen中的墙构件，转入YJK后为墙元：1)记录于墙上的平面内刚度折减系数，以弹性模量折减方式转入YJK中；2)MidasGen中建立的非规则竖向或接近竖向的板构件，转入YJK后为墙构件，并能自动进行网格划分，准确参与后续计算与分析（如图16）。a)MidasGen中的非规则板b)YJK中的斜墙图16MidasGen中竖向板构件与YJK中墙构件对应图6、工况MidasGen中定义的恒荷载、活荷载，都能准确转入YJK中，并建立相应的荷载工况，其它工况的荷载暂时都转入了活载工况。图17MidasGen中支持的静力荷载工况7、荷载与作用：(1)节点集中荷载MidasGen中定义的6个自由度方向节点荷载，均能准确转入，两种软件的节点荷载对应图如图18所示。a)MidasGen中的节点荷载b)YJK中的节点荷载图18节点集中荷载对应图(2)节点强制位移MidasGen中定义的6个自由度方向节点强制位移（既可为局部坐标系，也可为整体坐标系），均能准确转入，两种软件的节点强制位移定义方式对应图如图18所示。a)Gen中的节点强制位移b)YJK中的节点强制位移图19节点强制位移对应图(3)梁单元荷载MidasGen中梁、柱、斜撑上的线荷载都以梁单元荷载形式输入，梁单元荷载的种类如图20所示。线荷载转入YJK中的方式与构件类型密切相关。图20MidasGen中支持的梁单元荷载a、水平及近似水平梁单元上的荷载（对应构件转为YJK中的梁构件）集中力局部坐标系x向，转为梁端节点的节点荷载；局部坐标系y向，转为YJK中的水平集中力荷载（如图21）；局部坐标系z向，转为YJK中的集中力荷载；整体x,y,z向，分解为梁局部坐标系下的x向、y向、z向集中荷载，再按局部坐标系下的规则转换。分布力局部坐标系x向，等效为梁端节点的节点荷载（分布长度×集度）；局部坐标系y向，转为YJK中的水平分布荷载；局部坐标系z向，转为YJK中的分布荷载；整体x,y,z向，分解为梁局部坐标系下的x向、y向、z向集中荷载，再按局部坐标系下的规则转换。图21YJK中支持的梁荷载b、竖向及近似竖向梁单元上的荷载（对应构件转为YJK中的柱构件）集中力局部坐标系x向，转为柱的垂直集中荷载（如图22）；局部坐标系y向、z向，转为YJK中的水平集中力。整体x,y,z向，分解为梁局部坐标系下的x向、y向、z向集中荷载，再按局部坐标系下的规则转换。分布力MidasGen中能与YJK中底部均布荷载对应的分布力转成柱的底部均布荷载，其它荷载形式将荷载等效成节点荷载施加于柱的两端节点。图22YJK中支持的柱荷载(4)斜杆上的梁单元荷载集中力等效为两端的节点荷载；分布力同上。(5)面压力荷载、楼面分配荷载；MidasGen中的楼板荷载主要有面压力荷载和楼面分配荷载两种。转换时，软件以房间为单位，自动搜索房间内的板荷载，以房间均布楼面荷载的形式转入YJK中（当MidasGen中板的各个节点的荷载值大小不一时，以竖向压力值相等的原则将荷载等效成均布荷载）。转入YJK中的楼面荷载分配模式，依据Mid