midas中反应谱分析报告
MIDAS分析
MIDAS分析分析MIDAS/Civil可以对所有的建筑物进⾏线性和⾮线性分析。
特别是装有的多种多样的有限元，可⾮常有效地对建筑物进⾏分析。
在分析功能⽅⾯，由于内存设计所需的多种优秀的运算原理，故可计算出⼗分适⽤且精确的分析结果。
另外不仅对节点数和单元数没有限制，对荷载⼯况和荷载组合数也没有限制。
有限元对于⼀般建筑物所使⽤的梁单元，MIDAS/Civil内存有不仅对于两节点，对于两节点间的变形及任意截⾯的最⼤应⼒分布都可以进⾏分析的功能。
(结果>梁单元细部分析功能).对于板单元，通过适当地使⽤薄板单元(DKT, DKQ)和厚板单元(DKMT, DKM Q)，可以对⼀般储存容器等薄板结构以及各种墙体、板桥的上板、基础板等厚板结构获得精确的分析结果。
具备最新运算原理的变截⾯梁单元可以准确地描述纵⽅向截⾯⼤⼩发⽣变化的承托部分(Hunch beam)或桥梁主梁的效应。
另外所内存的索单元可以有效地⽤来对微⼩应变(Small strain)条件的斜张桥或存在下垂效果(Sagging effect)等⼏何⾮线性特性的悬索结构进⾏设计。
MIDAS/Civil的有限元库如下。
桁架传递单元轴向的张拉、压缩荷载只受拉桁架/钩传递单元轴向的张拉荷载，对于钩，考虑钩距索传递单元轴向的张拉荷载，考虑随内部张⼒变化⽽变化的刚度和下垂效果125G ETTING S TARTED126 只受压桁架/隔断传递单元轴向的压缩荷载对于隔断，考虑隔断距离⼀般梁⼀般梁单元，每个节点考虑6个变形⾃由度变截⾯梁变截⾯梁单元，每个节点考虑6个变形⾃由度板板单元，考虑板内效应和板外弯矩效应平⾯应⼒单元考虑⾯内效应平⾯应变单元考虑全局坐标系X-Z平⾯内的⼆维效应轴对称单元考虑全局坐标系X-Z平⾯内的⼆维效应实体单元每个节点考虑3个变形⾃由度粘弹性消能器由线性弹簧和粘性阻尼并联或串联⽽成，⽤户可根据减震装置的特性对其选择来进⾏建模滞后系统由拥有单轴塑性的6个独⽴的弹簧构成，主要⽤于建⽴如塑性阻尼器⼀样可减低建筑物振动的装置的模型铅芯橡胶⽀座隔震系统利⽤橡胶的低刚度和铅易于屈服的特性来隔离振动对建筑物的影响。
midas反应谱分析步骤
E2反应谱分析步骤：一、质量转换1、将自重转化成质量（模型>结构类型），务必在此处进行自重的转化。
2、将带有质量块的荷载转化成质量（模型>质量>将荷载转化成质量）二、定义弹塑性材料本构1、在“设计>RC设计> RC设计参数/材料”中，选择08抗震细则，为后期提供普通钢筋的双向箍筋定义。
说明：新版本中mander本构如果在模型中已经对截面配筋的话，程序就可以根据材料和截面自动生成相应的约束混凝土本构，为了实现程序的强大功能，所以在定义混凝土本构前，先选择相应的规范和对相应的截面进行配筋设计，操作流程见下图：2、在“设计>RC设计> RC设计截面钢筋”中，定义墩柱的普通钢筋3、在“模型>材料和截面特性>弹塑性材料特性”中，定义材料本构。
本构定义说明：进行mander混凝土的本构定义，分别定义素混凝土本构和矩形截面约束本构。
流程见下图。
被红线框住的地方记得要修改下，因为在中国混凝土标号采用的是立方体，而韩国、日本等用的是圆柱体标号，所以之间存在换算关系，我给的是0.85倍的关系。
在抗震中用的是圆柱体标号。
三、定义反应谱荷载工况1、在“分析>特征值分析”中进行定义（模态分析或者振型分析）说明：做地震响应分析时，采用Ritz向量法，直接求取被激活的有效振型，保证定义方向的振型参与质量系数之和不小于90%。
2、反应谱函数定义在“荷载>反应谱分析数据>反应谱函数”中定义。
A、水平向反应谱函数定义B、竖向反应谱函数定义4、反应谱荷载工况定义5、在“荷载>反应谱分析数据>反应谱荷载工况”中,分别进行EX、EY、EZ三个方向地震响应荷载工况的定义。
四、若要考虑P-delta效应的话，需定义P-delta分析。
在“分析>P-delta分析控制”中定义。
五、点击“运行按钮”或者按键盘F5键，进行分析。
六、在“结果>荷载组合”中，进行混凝土的荷载组合。
MIDAS反应谱分析后处理
2.3 实例分析
二、反应谱分析方法及操作实例
二、反应谱分析方法及操作实例
二、反应谱分析方法及操作实例
二、反应谱分析方法及操作实例
二、反应谱分析方法及操作实例
二、反应谱分析方法及操作实例
总结： （1）反应谱分析实际上是一种拟动力分析方法。将结构在动力荷载下的
复杂响应情况，分解为各阶振型独立的分项响应情况。 （2）地震效应通过设计规范提供的综合考虑各项因素制定的设计反应谱
二、反应谱分析方法及操作实例
3.3多重Ritz向量法（求解的是一般矩阵特征值问题）
多重Ritz向量法认可结构动态响应是空间荷载分布的函数，考虑动力荷载的空间分布（当定义 了初始向量后，第一个向量块的静态响应就来源于该初始荷载向量），可以避免漏掉可能激起的 振型和引入不可能激起的振型，能够显著提高计算效率。
3civil程序计算振型的三种方法二反应谱分析方法及操作实例31子空间迭代法wilson著作结构静力与动力分析子空间迭代法是假设r个起始向量采用移频法通过特征值的移动和已收敛的特征向量的移出使r保持在较小的数值从而显著提高计算效率和改进收敛速度同时进行迭代通过求解减缩广义特征值问题以求得矩阵的前pr个特征值和特征向量
二、反应谱分析方法及操作实例 衍生问题： 1.谱函数中的周期如何求得？ 2.结构的振型如何求求得？
Ku=P=
结构的振型
周期对应振型 加速度峰值
二、反应谱分析方法及操作实例 2.结构各振型的含义及计算方法
二、反应谱分析方法及操作实例
2.1 振型参与系数
Ku=P=
二、反应谱分析及RC柱抗震设计
重要结论： 1.振型是根据无阻尼自由振动方程求出。 2.振型向量的绝对值是没有意义的。 3.有限元分析程序中振型为对质量归一化后的振型向量。
midas分析总结
1.在midas中横向计算问题.在midas中横向计算时遇到下列几个问题,请教江老师.1.荷载用"用户定义的车辆荷载",DD,FD,BD均取1.3m,P1,P2为计算值,输入时为何提示最后一项的距离必须为0?2.同样在桥博中用特列荷栽作用时,计算连续盖梁中中支点的负弯距相差很大.其他位置相差不多.主要参数:两跨2X7.5m,bXh=1.4X1.2m,P1,P2取100midas结果支点活载负弯矩-264.99kn.m桥博结果支点活载负弯矩-430kn.m通过多次尝试及MIDAS公司的大力支持，现在最终的结果如下：肯定是加载精度的问题，可以通过将每个梁单元的计算的影响线点数改成6，或者，将梁单元长度改成0.1米，就能保证正好加载到这一点上。
由这个精度引起的误差应该可以接受的，如果非要消除，也是有办法的。
2.梁板模拟箱梁问题腹板用梁单元， 顶底板用板单元，腹板和顶底板间用什么连接，刚性？用这个模型做顶底板验算是否合适？在《铁道标准》杂志的“铁道桥梁设计年会专辑”上有一篇文章，您可以参考一下：铁四院 康小英 《组合截面计算浅析》里面讨论组合截面分别用MIDAS施工阶段联合截面与梁+板来实现，最后得出结论是用梁+板的结果是会放大板的内力。
可能与您关心的问题有相似的地方。
建议您可以先按您的想法做一个，再验证一下，一定要验证！c3.midas里面讲质量转换为荷载什么意思！是否为“荷载转为质量”？在线帮助中这么写：将输入的荷载(作用于整体坐标系(-)Z方向)的垂直分量转换为质量并作为集中质量数据。
该功能主要用于计算地震分析时所需的重力荷载代表值。
直观的理解就是将已输入的荷载，转成质量数据，不必第二次输入。
一般用得比较多的是将二期恒载转成质量。
另外，这里要注意的是，自重不能在这里转换，应该在模型--结构类型中转换。
准确来讲，是算自振频率时（特征值分析）时用的，地震计算时需要各振形，所以间接需要输入质量。
midas反应谱法的抗震验算实例及概率Pusnover法—牛亚运
(1)、RC设计参数/材料
midas桥梁抗震验算
• (2)、RC截面设计配筋
midas桥梁抗震验算
• (3)、钢筋硂抗震设计构件类型
midas桥梁抗震验算
• （4）、定义三种弹塑性材料特性
midas桥梁抗震验算
概率Pushover法
• 三、时程分析法 1、优缺点：
（1）动力弹塑性分析法 （2）理论上最精确 （3）计算量大，一般用于重要结构或超高层结构反 应谱法的补充计算分析 （4）未考虑地震动时程记录的随机性，计算结果较 大依赖于地震时程曲线的选取
概率Pushover法
• 2、地震动的选取（峰值、频谱、持时全面 考虑）
（1）拟建场地实际强震记录 （2）典型的强震记录 （3）人工模拟的地震波 3、计算模型 （1）层模型（各层楼板在其自身平面内刚度无穷大） （2）杆模型（梁柱基本单元，质量集中于节点） （3）有限元模型（杆元、板元、体元、索元，复杂 结构）
概率Pushover法
• 四、pushover法（静力弹塑性分析法）
概率Pushover法
• pushover法的两个基本假设：
（1）结构的响应与某一等效单自由度体系相关，及 结构的响应仅与第一振型控制 （2）整个地震反应中，结构的形状向量保持不变 注：没有理论依据，但是对于反应主要由第一振型 控制的结构，能够较准确、简便的评估结构的抗震 性能
概率Pushover法
阶段性学习报告
midas civil桥梁反应谱法抗震验算/ 概率Pushovr分析方法学习
牛亚运
midas桥梁抗震验算
• 一、前处理 • 1、建模：
• 节点--单元--定义材料--
midas反应谱法的抗震验算实例及概率Pusnover法—牛亚运
midas桥梁抗震验算
• （11）、E2地震（弹性）作用下抗震验算
midas桥梁抗震验算
• (12)E2地震（弹塑性）墩顶位移
midas桥梁抗震验算
• （13）E2地震（弹塑性）抗剪强度验算
概率Pushover法
• 现行规范结构抗震设计三大方法：
• • • • 一、底部剪力法 二、振型分解反应谱法 三、时程分析法 “四”、pushover法（写入美国的ATC-40及其他 国家抗震规范）
、D为地震作用模型化时的不确定因子 、G为结构总的重力荷载，变异系数0.1 、β 为放大系数，不确定性来源于地面运动的随机过程 确定烈度下地震作用的概率分布：
概率Pushover法
（2）结构抗力的随机化
pushover分析可以得到在某种侧向力分布作用下结 构体系的抗力曲线，即Vb—un曲线，没有考虑结构 本身的随机性，抗力曲线是唯一的。
（4）累加各个加载阶段的力和变形，就可以获得所有构件 在所有加载阶段的总内力和总变形。不断重复步骤(3)直到结 构的侧向位移达到预定的目标位移，或者结构中出现的塑性 铰过多成为机构。
概率Pushover法
• 利用pushover曲线的能力谱法：
（1）用单调增加水平荷载作用下的静力弹塑性分析，计算 结果的基地剪力—顶点位移曲线（pushover曲线） （2）建立能力谱曲线，将pushover曲线转化为谱加速度— 谱位移曲线，及能力谱曲线
求解各阶振型对应的等效地震作用来计算多自由度体系的地震作用效应
基本原理：利用单自由度体系设计的加速度反应谱和振型分解的原理
分析步骤：
（1）模态分析（频率、周期、振型参与系数） （2）反应谱分析（地震影响系数α、Fji=αjγjjimjg) （3）振型组合(ABS法、SRSS法、CQC法）
midas高级分析
图 6 定义时程结果函数
查看时程分析图形：时程分析结果>时程分析图形，如图 7 所示。所得到的加速度时程曲线如图 2.8.8 所示。
图 7 时程分析图形对话框
3 d4 C2 K0 S- i# P! ?
图 8 加速度函数图形
三 特征值分析方法
特征值分析是计算结构的固有周期和振型形状的分析方法，是进行反应谱分析和振型分解法时程分析的基础。
Midas 高级分析整理
一 索单元施加预应力的几种方法
索单元为只受拉的三维线性单元，只能传递轴向拉力，不能受压也不能受弯。 可按如下方式定义索材料。
[图 1 自定义索材料
如图 1 所示，设计类型选择“用户定义”，而后分别输入各种参数。泊松比、线 膨胀系数、容重与钢材相同，弹性模量需单独定义。 线性分析时，索单元将被等效为桁架单元，其刚度由弹性刚度和下垂刚度两部分 组成。
结构受冲击作用的响应问题和许多因素有关，比如冲击荷载的类型、冲击延续时间、峰值的大小、峰值的持续时间以及结构本身的性质 等。鉴于大量的参考资料，考虑了峰值的持续时间，故采用梯形脉冲荷载。 步骤一：定义时程荷载工况，如图 3 所示。
图 3 定义时程荷载工况
步骤二：定义时程荷载函数，如 4 所示。
, y* D, s% W: M* ?$ e6 a
特征值分析的方程式为：
" o/ W$ o- M _1 ^% m( F% E( t
结构的周期可通过如下公式进行计算
- n7 C9 L% W. g0 t w
除周期与振型外，振型参与系数，振型参与质量以及方向因子也是我们比较关心的内容。 结果->分析结果表格->周期与振型，如图 1 所示。
: K$ D# r ?( ?: R / } t# n3 j2 o' h$ J
【MIDAS】midas分析总结2
7、请教实体单元和梁单元的连接问题,还有实体单元是不是不能加预应力?我现在建一个模型,是个异型块的. 一部分使用粮单元,一部分使用实体单元. 但是图纸上这是一个整体,我应该怎么连接他们?主要考虑节点的自由度耦合的问题，实体每节点有三个自由度，而梁有六个，直接相连，相当于绞接，所以，得用局部的虚拟梁来实现。
2、实体上加预应力，还是得模拟出预应力的等效荷载。
这个等效荷载就是预应力的效应扣除预应力损失后的值。
一般可以在实体的模型中设置出很多桁架单元，桁架单元之间用连起来的样子就是预应力的形状，每段预应力加一个初拉力（或一个等效的降温效果），而这个初拉力就是预应力扣除损失后的值。
实体与预应力之间怎么连？以前的一般思路是实体分实体的网格，预应力分预应力的单元，然后将预应力的节点与最近的实体的节点之间耦合起来（加一个刚臂）。
怎么求最近的节点，分别将实体的节点与预应力的节点坐标输出，然后用一个小程序自动找。
还有一个思路就是在分实体网格时，直接将实体的节点与预应力的节点位置分得一样，这样就是自动耦合了。
这时得感谢MIDAS，现在有了FX+，用FX+就能很容量实现这个功能。
8、求教Midasl里面抗扭问题的计算进行PSC设计时，需要输入抗扭钢筋，其中间距为横向箍筋的间距，Awt为单支箍筋的面积，Alt为四周所有纵向钢筋的面积，这里的纵向钢筋不包括顶、底板的钢筋，对于单箱多室的箱梁来说不知道是否应该包括所有腹板的纵向钢筋还是只包括周边的纵向钢筋。
另外Midas里面对于单箱多室截面的抗扭惯性矩是如何计算的，采用什么公式？规范上没有明确说明啊。
得看个人的理解了。
我个人认为，这二者应该分开考虑的。
这里的Ixx的计算是按定义来计算的。
9、midas荷载组合和规范中的冲突我在用midas进行自动组合时，发现正常使用极限状态下，midas没有区分长期和短期组合，但是规范规定的长期和短期组合作用项目是不同的，长期组合不组合如沉降、温度等的间接作用，那么用psc设计检算的东西就不是很可*。
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反应谱分析
首先是建立静力模型，要注意边界条件的设置和桩基础的模拟。
在进行反应谱分析之前要计算模型的振型：首先在结构类型中将模型定义为3D的，勾选将自重转化为质量，操作如图
同时还要将外荷载转化为质量（自重不必要转化）。
在分析里选择特征值分析，
运行后在结果---振型中查看周期与振型。
点击自振模态后面的省略号可以查看周期与振型的表格
算完振型后就可以加反应谱荷载了，在荷载----地震作用添加反应谱函数
点击设计反应谱
规选择下图所选的桥梁规
根据勘探资料和设计要求输入数据（在验算E2作用时别忘了修改此处的选项）
采用无量纲加速度的单位是g。
设置完成后点击确定，然后进行反应谱荷载工况的设置，分为顺桥向和横桥向，具体参数见下图
前面两个途中在模态组合控制中要选择CQC，
到此反应谱前处理的设置已经完成，运行分析后可以在下图中查看反应谱的分析结果。
前处理最后要在结果中进行荷载组合，选择自动生成。
规要选择下图规（此处所选择的规要和后面设计所选择的规相同。
若在设计运行中出现没有生成设计数据，说明这个地方没有进行荷载组合）
接下来就是对模型进行后处理验算，点击设计，在进行RC 设计之前要选择城市桥梁规，这个规和前面荷载组合所选择的规是一致的。
接下来就是进行RC设计，首先进行材料参数的设置，这里验算的地震作用要和前面的生成设计反应谱中所选择的一致，材料的设置见下图，需要注意的是设置完成后别忘了点击编辑，否则就没有设置成功。
接下来就是设计截面的配筋，根据设计图纸将墩柱截面的钢筋输入即可。
这个地方要注意下，civil程序默认只有竖直的单元才进行RC 验算，如果在截面列表中未出现截面说明有水平的单元与竖直的单元共用一种截面。
截面钢筋设置好以后，接下来要做的是钢筋混凝土抗震设计构件类型的设置。
在进行设置之前需要定义弯矩--曲率曲线，首先定义弹塑性材料特性，有钢材，约束混凝土，无约束混凝土。
钢材的参数详见下图，无约束混凝土与约束混凝土的强度要进行换算，乘上0.85的系数，换算后的参数详见下图。
然后定义弯矩曲率曲线，其中轴力是查看静力结果得出的。
先计算----后添加----最后选中----再点击计算选择的截面。
上图右上角的极限评估条件设置如下
接下来就是对钢筋混凝土构建类型进行设置，这时只能一个桥墩一个桥墩进行设置，不能同时选中两个以上桥墩。
桥墩的高度可以采用查询功能中的节点查询功能进行查询。
下一步是定义自由长度与长度系数。
自由长度就是桥墩的高度，可以通过节点查询功能进行查询，长度系数是根据桥墩上下的联接方式选择的（点击后面的省略号就可以选择相应的形式）。
当这些都设置完成后就可以进行抗震设计了，如图：
然后就是查看相应的结果：E1下验算的是桥墩强度（弹性），E2下有强度验算（弹性）和塑性铰抗剪强度验算（弹塑性），E1：
在E1地震作用下桥墩强度验算通过。
E2：
在E2地震作用下桥墩的强度就不能满足要求，桥墩进入了
塑性阶段，所以接下来要进行弹塑性验算。
还需要根据规对刚度进行调整，具体计算过程和操作过程详见下图：
第一个表格中的数值可以在特性的材料和截面中查询，第二
个表格是第一个表格计算得到的，第三个表格是根据弯矩曲率中理想化屈服的弯矩曲率得到（y和z分别是0和90度）。
调整系数是在特性---截面管理器---刚度中设置。
Civil中的调整刚度是通过边界条件的形式添加的，所以先定义一个刚度调整的边界组。
注意在相应的施工阶段要激活，否则不予考虑。
设置完成后再运行一次，查看验算结果。
此时反应谱分析完成。