05-midas Building抗震分析设计热点功能介绍

北京迈达斯技术有限公司桂满树1.振型质量参与系数的控制2.不同材料阻尼比的影响3.强柱弱梁系数的输出4.性能设计功能5.弹塑性分析功能6.地震波适宜性的判断7.偶然偏心的取值8.内力调整用抗震等级与构造措施用抗震等级9.竖向反应谱10.钢结构抗震设计11.自动校审功能12.最不利地震作用方向的设计目录抗震分析热点功能midasBuilding1.振型质量参与系数的控制规范规定：新抗规5.2.2条文说明中要求振型数量保证振型质量参与系数之和不小于90%，进而保证计算的精度。问题的提出：我们忽略掉的10%对设计有多大影响？90%和95%的设计结果差别有多大?90%的界限是不是适合所有结构类型？另外，刚毕业的设计人员经验不足，选取振型数有可能不够。抗震分析热点功能midasBuilding1.振型质量参与系数的控制设置质量参与系数为90%，程序自动计算到所需振型数，不会再产生所选振型不足的问题。可将质量参与系数设置为95%、97%。。。等，既可以提高设计精度和安全度，又可以确认忽略掉的振型的影响。抗震分析热点功能midasBuilding2.不同材料阻尼比的影响规范规定：新抗规10.2.8条对大跨屋盖结构要求采用基于应变能的振型阻尼法。另外对混合结构也应考虑不同材料的阻尼比。问题的提出：上部钢网架结构+下部钢筋混凝土结构钢框架+砼剪力墙结构当不同材料的构件体量接近，不能忽略不同阻尼比对地震响应的影响。抗震分析热点功能midasBuilding2.不同材料阻尼比的影响抗震分析热点功能midasBuilding2.不同材料阻尼比的影响抗震分析热点功能midasBuilding2.不同材料阻尼比的影响抗震分析热点功能midasBuilding2.不同材料阻尼比的影响基于应变能的振型阻尼比法的计算步骤：通过应变能方法计算各振型的阻尼比利用阻尼比修正系数公式修正各振型的谱值计算各振型的效应利用SRSS或CQC法计算地震作用效应各振型阻尼比计算公式：抗震分析热点功能midasBuilding3.强柱弱梁系数的输出规范规定：新抗规6.2.2要求做强柱弱梁设计。问题的提出：近95%的工程没有按实配钢筋做过强柱弱梁验算。只有极少数超限工程通过弹塑性分析进行过验算。实际工程中经常出现按挠度和裂缝控制配筋的框架梁，设计人员人为调整框架梁配筋后并没有同时放大柱钢筋，也会造成强梁弱柱。设计内力采用T形、L形截面的刚度计算而得，但计算配筋面积采用矩形计算且钢筋配置在矩形内，强柱弱梁验算中没有完全考虑到实际楼板钢筋的影响。梁柱采用相同的超配系数，造成梁钢筋人为放大，梁的抗弯承载能力放大比例要高于柱的抗弯承载能力放大比例。目前世界各地、国内频发的地震强度往往超过了当地设防烈度，倒塌房屋大多中低层偏多。今后校审：应重点校审多层结构的强柱弱梁、强墙肢弱连梁系数抗震分析热点功能midasBuilding3.强柱弱梁系数的输出强柱弱梁系数限值(抗规6.2.2)：一级框架结构和9度一级框架最小值为1.2，2~4级为1.1抗震分析热点功能midasBuilding3.强柱弱梁系数的输出探讨：强柱弱梁系数取多少合适？圆柱：各个方向的抗弯承载力相同地震方向梁的抗弯承载力有可能是X向或Y向的1.414倍一级框架双向地震要达到强柱弱梁(梁实配钢筋)：1.414*1.2=1.7一级框架双向地震要达到强柱弱梁(梁弯矩)：1.414*1.7=2.40抗震分析热点功能midasBuilding4.性能设计功能性能设计就是对：不同地震动(小震、中震、大震)不同构件(关键构件、普通竖向构件、耗能构件等)同一构件的不同内力(轴力、弯矩、剪力)指定不同的性能目标(或性能水准)进行设计，保证结构在地震作用下的安全性能(承载力、继续承载的能力)和使用性能。抗震分析热点功能midasBuilding4.性能设计功能抗规的基本性能要求：小震不坏、中震可修、大震不倒(两阶段设计)强柱弱梁、强墙肢弱连梁(强柱弱梁验算、动力弹塑性分析)强剪弱弯(强剪弱弯验算、动力弹塑性分析)需要注意的是：强柱弱梁：不表示所有柱上不允许出铰强剪弱弯：不表示所有构件都不允许发生剪切破坏大震不倒之后，要保证余震不倒出铰比例多少合适？多大余震不倒？抗震分析热点功能midasBuilding4.性能设计功能抗规的性能设计功能：性能1：“小震不坏、中震不坏、大震不坏”性能2：“小震不坏、中震不坏、大震可修”性能3：“小震不坏、中震小修、大震不倒”性能4：“小震不坏、中震可修、大震不倒”性能4接近于规范的基本性能设计要求，但变形参考值要更严格一些。性能2的中震设计：相当于过去的“中震弹性”设计性能3的中震设计：相当于过去的“中震不屈服”设计中震和大震均不考虑风荷载抗震分析热点功能midasBuildingMidasBuilding性能设计的优点：完全自动化，只需指定性能目标，程序会自动进行验算提供小震、中震、大震下的承载力验算和变形验算提供图形、文本、表格形式的验算结果。提供抗规、高规两种验算方法既可以对所有构件做性能设计，也可以指定关键构件、耗能构件做性能设计4.性能设计功能抗震分析热点功能midasBuilding性能设计功能位置4.性能设计功能抗震分析热点功能midasBuilding承载力验算整体控制(选择抗规时)层间位移角整体控制(选择抗规时)整体控制参数(选择抗规时)4.性能设计功能抗震分析热点功能midasBuilding承载力验算整体控制(选择高规时)层间位移角整体控制(选择高规时)整体控制参数(选择高规时)4.性能设计功能抗震分析热点功能midasBuilding分析结果(图形结果)可按轴力-弯矩-剪力顺序输出，也可以小震-中震-大震顺序输出4.性能设计功能抗震分析热点功能midasBuilding分析结果(文本结果)4.性能设计功能抗震分析热点功能midasBuilding5.弹塑性分析功能问题的提出：前处理太复杂，影响工作和学习掌握的效率•选择合理的铰类型•使用实配钢筋或计算配筋计算铰特性值•定义荷载(加载模式、选取地震波)•定义分析收敛条件•大部分程序无法与一般设计程序接力做非线性分析(重复工作较多)分析理论复杂，学习和掌握理论和程序时间较长后处理整理结果较为麻烦，影响工作和学习掌握的效率如何得到满意的结果？如何提高分析效率？在地震多发、大震多发先况下，设计上需要一款便于操作的便于普及的弹塑性分析软件。抗震分析热点功能midasBuilding5.弹塑性分析功能midasBuilding弹塑性分析功能的优点：前处理简单方便，只需一键即可生成分析数据•自动选取常用的铰类型，用户可干预•可读入实配钢筋或使用考虑超配系数的计算配筋(各构件超配系数可不同)•自动定义荷载(加载模式、选取地震波)•自动定义分析收敛条件后处理提供向导功能，便于学习掌握命令位置和操作流程提供详细的弹塑性分析理论和操作说明手册抗震分析热点功能midasBuilding5.弹塑性分析功能只需一键即可生成分析数据抗震分析热点功能midasBuilding5.弹塑性分析功能[绘图师中的实际配筋]只需一键即可用实配钢筋生成铰数据抗震分析热点功能midasBuilding5.弹塑性分析功能如何缩短分析时间，提高分析效率放松心态：第一不求一次就满意，第二相信结果总会调得好先粗算、再细算分配铰时，只给预估出铰的楼层和构件分配铰对不可能出现铰的构件，不重要的构件(建模时为设计或画图用的构件)可不分配铰前处理单元的网格划分粗一些，纤维的划分数量可少一些尽量用Building自身程序建模，不用导入模型分析前一定要查看是否有超筋构件(连梁、框架梁)，有时一定要修改钢筋有超筋构件时导入到绘图师中修改配筋后，重新导入到结构大师尽量做动力弹塑性分析抗震分析热点功能midasBuilding5.弹塑性分析功能使用计算配筋*超配系数做非线性分析需解决的问题：超筋构件必须修改框架梁端部的下部钢筋面积：要取接近实际情况的配筋---跨中配筋钢筋面积取相同抗震分析热点功能midasBuilding5.弹塑性分析功能向导功能帮你快速学习掌握后处理数据抗震分析热点功能midasBuilding5.弹塑性分析功能-静力弹塑性结果小震(29step)中震(36Step)大震(191Step)191Step容许弹塑性层间位移角1/100容许弹性层间位移角1/800性能点抗震分析热点功能midasBuilding5.弹塑性分析功能10SecondsElCentroEarthquakeWave1stStory-动力弹塑性结果抗震分析热点功能midasBuilding5.弹塑性分析功能Vbase(kN)µ层间位移角(rad.)Check(Allowable=1/100)µRS(Linear)6096510.00165－1LinearTHA686421.130.00165－1Pushover性能点小震515700.850.00091－0.55中震639101.040.00113－0.68大震1492852.450.00885OK5.36Pushover(极限状态)1624352.660.00986OK5.98NonlinearTHA2113333.470.00339OK2.05抗震分析热点功能midasBuilding6.地震波适宜性的判断抗规5.1.2条对地震波的要求：谱值三组或七组时程曲线的平均地震影响系数曲线与设计反应谱在结构周期点上相差不大于20%基底剪力每条地震波的基底剪力/振型分解反应谱法的基底剪力：65％～135%，各地震波基底剪力的平均值/振型分解反应谱法的基底剪力：80%～120%。地震动三要素持续时间：基本周期的5~10倍，一般从首次达到该时程曲线最大峰值的10%那一点算起，到最后一点达到最大峰值的10%为止。有效峰值加速度：规范的加速度为有效峰值加速度频谱特性：地震影响系数曲线，Tg值(场地类别、设计地震分组)抗震分析热点功能midasBuilding6.地震波适宜性的判断谱值要求的验算：地震影响系数的比较(相差20%以上，地震波不合适)抗震分析热点功能midasBuilding6.地震波适宜性的判断基底剪力要求的验算：抗震分析热点功能midasBuilding6.地震波适宜性的判断持续时间的要求：10%PGA(第一次）10%PGA(最后一次）PGA:峰值加速度抗震分析热点功能midasBuilding6.地震波适宜性的判断自动调幅：抗震分析热点功能midasBuilding6.地震波适宜性的判断频谱特性Tg的过滤：PGA:峰值加速度抗震分析热点功能midasBuilding6.地震波适宜性的判断导入地震波的Tg的计算：抗震分析热点功能midasBuilding7.偶然偏心的取值规范规定：高规4.3.3条当楼层平面有局部突出时，可按回转半径相等的原则，简化为无局部突出的规则平面。问题的提出：平面几何形状不是矩形时平面有局部突出时偶然偏心还取5%的平面投影尺寸合理吗？抗震分析热点功能midasBuilding7.偶然偏心的取值广东补充规定：ei=0.1732ri高规4.3.3程序开放了偶然偏心值抗震分析热点功能midasBuilding8.内力调整用抗震等级与构造措施用抗震等级问题的提出：经常有需要提高或降低一度采用抗震构造措施的工程•6度区+甲、乙类建筑的抗震措施提高一度查抗震等级(内力调整)•I类场地+丙类建筑的抗震构造措施降低一度查抗震等级(构造措施)•7度半和8度半+III、IV类场地的抗震构造措施提高半度查抗震等级(构造措施)抗震分析热点功能midasBuilding8.内力调整用抗震等级与构造措施用抗震等级抗震分析热点功能midasBuilding9.竖向反应谱问题的提出：大跨结构或需要考虑竖向地震的高层建筑的抗震设计需要竖向反应谱新抗规5.3.4：大跨度空间结构的竖向地震作用，尚可按竖向振型分解反应谱方法计算。其竖向地