（总结）midasgen学习总结课案

Midas Gen 学习总结

一、YJK导入gen（详见“YJK模型转midas模型程序功能与使用”）

1． 版本选择

选择版本V7.30，YJK中的地震反应谱函数和反应谱工况的相关内容不转换V8.00则进行转换。建议取V8.00。 2． 质量来源（质量源）

同YJK：查看midas工作树形菜单中“质量”只有节点质量，各节点的质量大小及分布与YJK完全一致，不需要在gen中再将荷载和自重转换为质量。建议取此选项。 Midas自算：查看midas工作树形菜单中“质量”有荷载转化为质量，同时 “结构类型”中参数“将自重转化为质量”也自动勾选。转入了在YJK定义的各种材料重度及密度。 3． 墙体转换

板：墙与连梁（墙开洞方式）都转换成midas的板单元，自动网格划分，分析结果较墙单元精确，但不能按规范给出配筋设计。

墙单元：墙转换成墙单元的板类型，连梁转换成梁单元。分析结果没有板单元精确，但能按规范给出配筋设计。 4. 楼板表现

楼板分块：导入到midas楼板为3节点或4节点楼板，需要在midas划分网格。 YJK网格划分：需要将楼板定义为弹性板，并勾选与梁变形协调，导入midas网格已划分，同时梁也实现分割，与板边界耦合。

4． 楼屋面荷载

板上均布荷载：导入midas楼面荷载同YJK。导入后查看是否存在整层节点“刚性连接”。 导到周围梁墙：导入midas楼面荷载分配到周边梁墙。

二、gen建模、分析

1、建模过程：（cad导入法）

① 前期准备：修改模型单位（mm）→ 定义材料、截面和厚度；

② 构件建模：从cad中导入梁→ 单元扩展生成柱墙→ 墙体分割与开洞→ 定义楼板类型（刚性板/弹性板）；

③ 施加荷载：定义静力荷载工况（恒、活、X/Y风）→分配楼面荷载和施加梁荷载→ 定义风荷载→定义反应谱和地震作用（Rx、Ry）→定义自重；

④ 补充定义：荷载转化成质量→结构自重转化成质量→定义边界（支承条件、释放约束）→ 定义结构类型和层数据；

⑤ 运行分析：先设定特征值的振型数量，然后点击运行分析。 2、分析结果 ① 添加荷载组合；

② 周期与振型（对应周期比，与YJK对比分析的第一步）； ③ 稳定验算（对应刚重比）；

④ 侧向刚度不规则验算（对应侧向刚度比，考虑Ex、Ey）； ⑤ 楼层承载力突变验算（对应层剪力比，考虑Ex、Ey）； ⑥ 层剪重比（反应谱分析）（对应剪重比, ，考虑Ex、Ey）； ⑦ 层间位移角（对应层间位移角，考虑Wx、Wy、Ex、Ey）；

⑧ 扭转不规则验算（对应层间位移比，考虑Ex、Ey、ECCX(RS)、ECCY(RS)）。 ⑨ 层位移（对应位移比，考虑Ex、Ey、ECCX(RS)、ECCY(RS)）

还可以查看：反力、变形、内力、应力、倾覆弯矩、质量比、偏心率等结果。

三、相关设计要点

1．Gen提供了自动生成风荷载的功能，该功能一般适用于各层均有刚性楼板的结构上。Q：要是弹性楼板，风荷载还能自动生成吗？

2．P-Delta分析控制：此处应指重力二阶效应P-△（应注意区分构件挠曲二阶效应P-δ，两者组成了建筑结构的几何非线性二阶效应）。Gen推荐只考虑恒载工况，而YJK为恒活工况

组合。另外Gen做P-Delta分析建议解除刚性板假定。

3．特征值分析：gen默认采用Lanczos，YJK默认采用WYD-Ritz。 4．Gen关于楼板的定义 ① 如何考虑YJK中楼板的定义： YJK弹性板类型 YJK 刚度：面内无限刚；用于一般结构，刚性板 当计算指标时，全楼层取刚性板 刚度：面内、面外有限； 弹性板6 用于板柱结构和板柱-抗震墙 刚度：面内无限，面外有限； 弹性板3 用于厚板转换结构 刚度：面内有限，面外取0； 厚度：面内按真实输入，面外取0； 弹性膜 用于空旷结构和开大洞形成的狭不考虑刚性板处理 长地带，斜板和坡屋面。 注：局部楼板为弹性楼板，在midas gen中如何实现？答：在“边界条件”中的“解除刚膜连接”来实现。 ② 厚板与薄板：

厚板考虑了横向剪切变形的影响，与板的实际情况更符合。 ③ 约束平面内旋转自由度：

勾选，板单元与梁单元间的连接为刚接，不勾选则铰接。 ④楼板是否建入模型中

楼板即使建入，也不能考虑板对梁翼缘的刚度贡献，即梁刚度还是需手动设放大系数。 当采用“分配楼面荷载”输入时，可不建板。但当按“压力荷载”输入时，必须有楼板，此情况适用于楼板温度应力、舒适度、大开洞、异形板分析等情况。 5．如何建立虚梁

截面定义为100x100，弹性模量设为较小值，容重设置为0。

6．midas/gen应用实例教程及疑难解答8.4.1.9条指出“程序规定将风荷载加在楼板刚心上，如果解除其中一层刚性楼板假定，会把风荷载分配到相邻上下两层中。”经实践，V8.00勾选“对弹性板考虑风荷载和静力地震作用”，将风荷载自动分配到本楼层的所有节点上。

考虑刚性板处理 不考虑刚性板处理 厚度：面内取0，面外按真实输入； 厚度：面内面外按真实输入； 在定义层数据中选择考虑刚性板 Gen 四、板单元内力与应力查看

1．板单元内力：

Mxx：作用在与局部坐标系或用户坐标系x轴垂直平面内，绕y轴旋转的单位宽度弯矩(绕局部坐标系y轴的平面外弯矩)。(有时候可以这样理解：在单元坐标系或者用户坐标系xy平面内，使板单元绕y轴旋转的弯矩。） Myy：作用在与局部坐标系或用户坐标系y轴垂直平面内，绕x轴旋转的单位宽度弯矩(绕局部坐标系x轴的平面外弯矩)。(有时候可以这样理解：在单元坐标系或者用户坐标系xy平面内，使板单元绕x轴旋转的弯矩。） Mxy：作用在与局部坐标系或用户坐标系x轴垂直平面内，绕x轴旋转的单位宽度扭矩(Mxy=Myx)。

Vxx：作用在与局部坐标系或用户坐标系x轴垂直平面内，沿单元局部坐标系或用户坐标系z轴(厚度)方向上单位宽度的剪力。

Vyy：作用在与局部坐标系或用户坐标系y轴垂直平面内，沿单元局部坐标系或用户坐

标系z轴(厚度)方向上单位宽度的剪力。

VMax：单位宽度的绝对值最大的弯矩(Vxx和Vyy中的较大值)。 2．板单元应力 在整体坐标系中

Sig-XX：整体坐标系X轴方向的轴向应力。 Sig-YY：整体坐标系Y轴方向的轴向应力。 Sig-ZZ：整体坐标系Z轴方向的轴向应力。 Sig-XY：整体坐标系X-Y平面内的剪应力。 Sig-YZ：整体坐标系Y-Z平面内的剪应力。 Sig-XZ：整体坐标系X-Z平面内的剪应力。 Sig-Max：最大主应力。 Sig-Min：最小主应力。

Sig-EFF：有效应力(von-Mises 应力)。 在单元坐标系中

Sig-xx：在单元局部坐标系x方向的轴向应力(垂直于局部坐标系y-z平面)

Sig - yy：在单元局部坐标系y方向的轴向应力(垂直于局部坐标系x-z平面) Sig - xy：单元局部坐标系x-y平面内的剪应力(平面内剪应力) 向量：用矢量显示最大和最小主应力。 3．通过板内力与应力求得配筋梁

①普通工况（对于楼板，主要考虑恒活，对于墙，主要考虑风、地震）

对于楼板，配筋可查看Mxx、Myy，而板顶和板底应力由Mxx和Myy引起，关系如下图：

由图上可知，q1=q2=3.14Mpa，Mxx=8.84kN，板厚130mm，混凝土标号C35，as=25mm，As=239.8mm2，取1m作为计算长度。 复核过程：

Mxx=2M1=-2q1L2/3=-2x（-3.14）x652/3x1000=8.84x106N.mm=8.84kN.m。

配筋根据Mxx求As，计算截面取1000x130，使用探索者计算工具按抗弯构件正截面验算求得As=239.8mm2。通过复核，数据吻合。

另外通过实践发现，应力和配筋之间的比值近似相同，具体详见“应力配筋法”。 ②温度工况

Gen在计算温度作用时，需注意：1.楼板释放刚性板假定，查看“刚性连接”和层数据；2.楼板面内面外厚度均按实际，同弹性板6，并进行网格划分；3.通常按“系统温度”输入，输入数值等于YJK输入温差乘以徐变折减系数（注意：YJK查看温度应力，应查看调整后，“调整后”即考虑徐变折减）。

通过查看Fxx和Fyy，按轴向受拉构件计算温降工况下的配筋量，分项系数取1.4，组合值系数取0.6（是否考虑0.6，要对比温度荷载和活荷载，判断温度荷载是否会成为主导活荷载或称第一活荷载，此系数对配筋影响很大）。（参考资料中通常采用温度应力sig-xx和sig-yy才表示温降工况的影响，sig-xx=Fxx/h，h为板厚） 案例：

湘东医院，框架结构，X向近120米，中间跨楼板Fxx大致为180kN，C30，板厚120，三级钢，不考虑组合值系数。

一层板底X向额外附加钢筋As1=1.4x180x1000/360/2=350mm2。

五、 组合结构分析设计要点

1、钢结构与混凝土的连接，一般取弹性连接；

2、组阻尼：按应变能因子输入，在反应谱荷载工况的“阻尼比计算方法”选择应变能因子。 3、风荷载：定义速度压后，按面风压、梁单元风压、节点风压自动施加，不需要加蒙皮。通过“风荷载形状”复核。

六、 楼板舒适度分析

1.竖向自振频率（混规3.4.6条和高钢规）

①按弹性板建立模型，网格划分按成人步距，一般可取0.6~1.0m。

②定义质量：将自重转换为质量，转换为Z；将荷载转换成质量，方向为Z，取1.0恒+0.25活。

③振型数量：满足振型质量参与系数90% ④结果查看：

2.楼盖加速度峰值（高规3.7.7条） ① 前期准备

弹性模量修改：midas杨工指出动力荷载作用下混凝土弹性模量可放大1.2倍。 初始荷载：先定义一个D+L的工况组合，然后“使用荷载组合”建立荷载工况。 ② 定义时程荷载工况

参数中一般选择“线性”、“振型叠加法”、“瞬态”；

分析时间：当采用连续步行荷载时，分析时间不小于荷载时间。当采用单步（分单步单工况和单步多工况）步行荷载时，与荷载时间保持一致。

分析时间步长：取基本周期（midas杨工指出是取满足振型质量参与系数90%时，最大振型数对应的周期）的10%。

加载顺序：连续和单步单工况，初始条件取之前定义好的初始荷载D+L。单步多工况时，第一工况无初始条件，后续工况按前一工况作为初始条件。 阻尼比：混凝土结构取0.05，钢结构取0.02。 ③ 定义时程函数

步行荷载工况时程函数：主要用到“行走1步”和“连续行走”，fs根据慢走和快走取1.6~2.4Hz，其中连续行走通过反复次数来控制荷载时间。 放大系数：单人行走取1，多人行走按以下取值：

人群密度小于0.5人/m2，放大系数取人群总人数开根号，人群密度大于1人/m2，放大系数取人群总人数开根号，再乘以1.85。 ④ 指定节点动力荷载

连续步行：输入工况和函数，方向取Z，到达时间不用修改，系数取-1。

单步单工况：输入工况和函数，方向取Z，到达时间按路径上各节点依次输入，系数取-1。 单步多工况：输入第一个工况和单步函数，方向取Z，到达时间取0，系数取-1。然后依次输入其他工况。 ⑤分析结果

查看时程图形，定义函数：选择节点，勾选加速度，成分取Z。然后从函数列表添加到竖轴。 注：若严格按高规附录A进行验算，上述参数中时程函数放大选择“最大值”，阻尼比按附录A取值。

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