Gen在钢结构中的应用
midas-Gen-钢结构优化分析及设计
例题3 钢框架结构分析及优化设计例题.钢框架结构分析及优化设计概要本例题通过某六层带斜撑的钢框架结构来介绍midas Gen的优化设计功能。
midasGen提供了强度优化和位移优化两种优化方法。
强度优化是指在满足相应规范的强度要求条件下，求出最小构件截面，即以结构重量为目标函数的优化功能。
位移优化是针对钢框架结构，在强度优化设计前提下，增加了以侧向位移为约束条件的自动设计功能。
本文主要讲述强度优化设计功能。
此例题的步骤如下:1.简介2.建立模型并运行分析3.设置设计条件4.钢构件截面验算及设计5.钢结构优化设计1.简介本例题介绍midas Gen的优化设计功能。
例题模型为带斜撑的六层钢框架结构。
(该例题数据仅供参考)基本数据如下：➢轴网尺寸：见图2➢柱: HW 200x204x12/12➢主梁：HM 244x175x7/11➢次梁：HN 200x100x5.5/8➢支撑：HN 125x60x6/8➢钢材：Q235➢层高：一层 4.5m二～六层 3.0m➢设防烈度：8º（0.20g）➢场地：II类➢设计地震分组：1组➢地面粗糙度；A➢基本风压：0.35KN/m2；➢荷载条件：1-5层楼面，恒荷载4.0KN/m2，活荷载2.0KN/m2；6层屋面，恒荷载5.0KN/m2，活荷载1.0KN/m2；1-5层最外圈主梁上线荷载4.0KN/m；6层最外圈主梁上线荷载1.0KN/m；➢分析计算考虑双向风荷载，用反应谱分析法来计算双向地震作用图1 分析模型图2 结构平面图图3 ①，③轴线立面图图4 ①，④轴线立面图图5 ○B，○C轴线立面图图6 ○A，○D轴线立面图2.建立模型并运行分析建立模型并进行分析运算。
1.主菜单选择特性>材料>材料特性值：添加材料号：1；名称：Q235；规范：GB03(S) ；数据库：Q235；材料类型：各向同性。
2.主菜单选择特性>截面>截面特性值：添加：添加梁、柱截面尺寸。
Midas gen在钢结构施工过程中的应用
Midas gen在钢结构施工过程中的应用发表时间：2020-12-17T07:52:11.732Z 来源：《建筑学研究前沿》2020年20期作者：刘虹孙晗陆文杰李斯麟[导读] 伴随钢结构在我国建筑层面应用不断深入，其不断创新及发展，使建筑结构日渐复杂，譬如朝高等结构、张拉式结构等，给予建筑实际施工造成严重影响，主要因在实际施工进程中，其构件实际施工与设计施工受力存在偏差，需将施工进程中各构件受力状况予以分析，为设计受力与实际受力保持吻合做以支撑。
中国建筑第四工程局有限公司广东省广州市 510665摘要：伴随经济迅速发展，我国建筑数量及规模不断增加，但大规模建筑建设进程中，产生大量建筑垃圾，对环境造成严重污染，与我国可持续发展理念相悖。
为解决上述矛盾，钢结构建筑与对环境影响较小，为绿色建筑的标志，在我国建筑掀起应用潮流。
Midas系列于2002年入驻我国，凭借自身优势，在国内钢结构建筑中普遍应用，特别为 Midas gen成为工业、民用等建筑首选程序。
本文主要阐述 Midas gen内涵及特征基础上，分析其在钢结构施工中实际应用，力争为钢结构施工做以指引。
关键词：Midas gen；钢结构施工；应用伴随钢结构在我国建筑层面应用不断深入，其不断创新及发展，使建筑结构日渐复杂，譬如朝高等结构、张拉式结构等，给予建筑实际施工造成严重影响，主要因在实际施工进程中，其构件实际施工与设计施工受力存在偏差，需将施工进程中各构件受力状况予以分析，为设计受力与实际受力保持吻合做以支撑。
Midas gen于2002年引入我国之后，拥有人性化建模方式，全方位分析及完善的售后服务功能，被广泛应用于建筑结构设计中，在钢结构实际施工进程中，应用 Midas gen可将施工中钢结构受力状况凸显，进而为钢结构施工提供可靠指导。
一、Midas gen有限元程序软件特征当前已有的大型商业化结构有限元分析软件，其不仅需耗费较高成本，而且具有复杂的英文界面，实际使用进程中流程较为繁琐，给予相关技术人员带来挑战，降低其软件良好应用成效。
MidasGen钢筋混凝土结构设计分析.docx
MIDAS/Gen 培训课程（一）—钢筋混凝土结构抗震分析及设计北京市海淀区中关村南大街乙56 号方圆大厦1307 室Phone : 0Fax : 0E-mail目录简要错误 !未定义书签。
设定操作环境及定义材料和截面错误 !未定义书签。
利用建模助手建立梁框架错误 ! 未定义书签。
建立框架柱及剪力墙错误 !未定义书签。
楼层复制及生成层数据文件错误 ! 未定义书签。
定义边界条件错误 ! 未定义书签。
输入楼面及梁单元荷载错误 !未定义书签。
输入风荷载错误 ! 未定义书签。
输入反映谱分析数据错误 !未定义书签。
定义结构类型错误 ! 未定义书签。
定义质量错误 !未定义书签。
运行分析错误 !未定义书签。
荷载组合错误 !未定义书签。
查看反力及内力错误 !未定义书签。
位移错误 !未定义书签。
构件内力与应力图错误 !未定义书签。
梁单元细部分析错误 !未定义书签。
振型形状及各振型所对应的周期错误 !未定义书签。
稳定验算错误 !未定义书签。
周期错误 !未定义书签。
层间位移错误 !未定义书签。
层位移错误 !未定义书签。
层剪重比错误 !未定义书签。
层构件剪力比错误 ! 未定义书签。
倾覆弯矩错误 !未定义书签。
侧向刚度不规则验算错误 !未定义书签。
扭转不规则验算错误 !未定义书签。
薄弱层验算错误 ! 未定义书签。
一般设计参数错误 ! 未定义书签。
钢筋混凝土构件设计参数错误 ! 未定义书签。
钢筋混凝土构件设计错误 !未定义书签。
平面输出设计结果错误 !未定义书签。
简要本例题介绍使用Midas/Gen 的反映谱分析功能来进行抗震设计的方法。
例题模型为六层钢筋混凝土框-剪结构。
基本数据如下：轴网尺寸：见平面图柱:500x500主梁：250x450 ， 250x500次梁：250x400连梁：250x1000混凝土：C30剪力墙：250层高：一层： 4.5m二 ~六层： 3.0m设防烈度： 7o（ 0.10g）场地：Ⅱ类设定操作环境及定义材料和截面1：主菜单选择文件 >新项目文件 >保存 :输入文件名并保存2：主菜单选择工具 >单位体系 :长度m,力kN注：也可以通过程序右下角随时更改单位。
midas gen钢结构分析设计
根据厚度，有不 同的屈服强度。
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1.建模–材料
• 菜单：特性->材料->材料特性值
阻尼比（抗规8.2.2条） 1.多遇地震：
H≤50m: 0.04 50m<H<200m: 0.03 H≥200m: 0.02 2. 罕遇地震： 弹塑性分析：0.05
用于考虑不同材料 的阻尼比
则按照公式5.2.2计算。 如果丌勾选，则默认取值为
梁：1.0 柱：0.85
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3.设计-设计规范
• 菜单：设计->钢构件设计->设计规范
选择是否考虑抗震
如果勾选“所有梁都丌考虑横向屈曲”，将丌对梁 （或桁架）作整体稳定性计算。
设置抗震设防烈度（此处针对整体） 若想单独指定，通过菜单：设计》一般设计参数》抗 震等级
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2.建模–截面
• 菜单：特性->截面->截面特性值 工字型截面：I字形钢，H型钢；
HW：宽翼缘；HM：中翼缘；HN：窄翼缘； HT：薄壁H型钢；LH：高频焊接H型钢； 角钢：等边不丌等边；单角钢和双角钢； 槽钢：热轧槽钢和冷弯槽钢；单槽钢和双槽钢； 箱形，管形和T形
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• 分析警告-结果异常
材料和截面信息有误
分析 – 奇异
• 分析警告-结果异常
荷载值过大 重复节点
分析 – 奇异
• 分析警告-边界约束不够
底部固接，弹性连接中约束的刚度不一致 导致其他方向无抵抗能力
分析 – 奇异
• 分析警告-边界奇异
底部1F考虑刚性楼板假定，程序自动解除该层从属节点自由度（DX,DY,RZ)
midas gen单元类型
midas gen单元类型Midas Gen是一种结构分析与设计软件，是由Midas Information Technology开发的。
它是一个综合性的结构分析与设计软件，可以用于各种类型的建筑和工程结构的分析和设计。
作为一个功能强大的工具，Midas Gen包含了各种不同类型的单元，用于建筑和工程结构的模拟和分析。
Midas Gen的单元类型包括：1.梁单元：梁单元是用来模拟和分析结构中的梁的，它可以进行静态和动态分析。
梁单元可以用来模拟不同材料的梁，如钢、混凝土和木材。
2.柱单元：柱单元是用来模拟和分析结构中的柱子的，它可以进行静态和动态分析。
柱单元可以用来模拟不同材料的柱子，如钢、混凝土和木材。
3.块单元：块单元是用来模拟和分析结构中的块体的，比如墙壁和地板。
块单元可以用来模拟不同材料的块体，如砖、混凝土和石材。
4.钢单元：钢单元是用来模拟和分析结构中的钢结构的，比如框架和桥梁。
钢单元可以用来模拟不同类型的钢结构，如钢构件和钢板。
5.混凝土单元：混凝土单元是用来模拟和分析结构中的混凝土结构的，比如柱子和梁。
混凝土单元可以用来模拟不同等级的混凝土，从普通混凝土到高强混凝土。
6.土壤单元：土壤单元是用来模拟和分析结构的地基和土壤的行为的。
土壤单元可以用来模拟不同类型的土壤，如沙土、黏土和软土。
7.框架单元：框架单元是用来模拟和分析框架结构的，比如框架和梁柱节点。
框架单元可以用来模拟不同类型的框架结构，如钢结构和混凝土结构。
8.梁柱单元：梁柱单元是用来模拟和分析梁柱节点的行为的。
梁柱单元可以用来模拟不同类型的梁柱节点，如混凝土梁柱节点和钢梁柱节点。
除了以上类型的单元外，Midas Gen还提供了各种其他类型的单元，可以满足不同类型的结构分析和设计需求。
这些单元可以通过用户界面选择和定义，以便适应不同的结构和工程要求。
总结起来，Midas Gen的单元类型非常丰富多样，可以满足各种建筑和工程结构的分析和设计需求。
MIDAS新手问题之GEN篇
MIDAS新手问题之GEN篇问1：midas采用弹性楼板时，能自动考虑梁翼缘的作用吗？即自动刚度放大！答：梁翼缘作用在分析时主要是反应在梁刚度放大上，在程序中可以通过“截面特性调整系数”这一选项进行修改边梁及中梁刚度。
另外在截面定义的时候也可以修改刚度值。
问2：midas建模是不是太复杂啊？可不可以先PKPM建模再调入计算分析！答：在midas中支持与其他软件的接口，例如pkpm、sap、staad及CAD等程序进行数据转换。
在pkpm中经过SATWE计算后的模型可以转换到midas中，其中需要有个转换的程序，这个是midas自带的。
转换后的模型中包括材料特性、模型特征、楼面荷载等信息。
如果熟悉程序的话midas建模也是相当快的，比画图也差不多了多少。
问3：请教面荷载的输入方法？我知道一个方法：一个个地点一个封闭平面的节点去选择一个面，然后输入荷载，还有其它快捷的方法吗？如像PKPM的面荷载输入？答：面荷载的输入分为2种情况：a 、一种是结构存在竖向面荷载——例如楼面荷载、屋面荷载，b、一种是横向面荷载——如风荷载，水压力或土压力。
在竖向荷载布置的时候，可以通过选择四个角点来布置已经定义的楼面荷载值或压力荷载（注意：只需要选择最外围的角点即可，不需要逐个房间点取）。
在不规则结构中无法形成刚性板因此无法由程序直接计算风荷载，此时需要在结构立面建立一个专为导荷载而用的“虚面”——即该板单元刚度和重量对结构的影响可以忽略不计。
在虚面上进行加载，可以形成实际的风荷载。
问4：若模型中有只拉单元，是不是还要加个非线性工况？怎么加？怎么组合？答：模型中的只受拉单元在一般计算时通常是等代为桁架单元来计算的，因此在非线性分析才显示出只受拉单元的特性。
做非线性的时候按照常规组合即可，读取内力、位移等数值时查看只受拉单元就OK. 至于你想做个自定义的工况的话，在形成荷载组合那个菜单里自己修改参数定义一下就行。
注意：该种情况用的不多，通常程序已经按照荷载规范中荷载组合方式进行组合了，先看看组合说明再做，别做无用功。
Midas-gen在施工过程仿真分析中应用
Midas/gen在施工过程仿真分析中的应用摘要本文研究了通用有限元软件 midas/gen 7.8，在施工过程仿真分析中的应用。
通过对某高层组合结构模型的施工过程仿真分析，探讨了施工过程中部分结构构件内力、应力和位移等变量的演化历程。
关键字：施工过程、仿真分析、midas/gen、高层组合结构1、引言近年来，高层结构在我国得到了广泛的应用其造型也越来越多样化，施工难度越来越大。
按照实际施工工况来模拟结构在施工过程中及建成后的力学和几何状态显得越来越有必要。
高层结构在施工过程中，受具体施工方案、临时施工荷载、混凝土收缩徐变、环境温度场变化等诸多因素的影响。
在施工过程中，结构的刚度、变形、内力状态等都是不断变化的。
结构构件的最大应力和变形可能发生在施工期间。
依据新版《建筑抗震设计规范》（gb50011-2010）对结构进行性能化的抗震设计及结构弹塑性分析时，也要求设计人对复杂高层结构进行施工过程仿真分析，并以施工全过程完成后的静载内力为计算初始状态。
当施工方案与施工仿真计算不同时，应重新调整相应的计算过程。
2、midas/gen施工过程仿真模块介绍midas/gen是一款大型通用有限元分析软件，曾应用于奥运会主体育馆(鸟巢)、国家游泳中心(水立方)、广州新图书馆等4500多个工程项目[1]，实践证明其能够满足工程设计和分析的精度要求。
midas/gen施工过程仿真模块具有如下几个特点：1、内含各种高性能的有限元单元，用户界面友好，加入了国内的混凝土和钢结构等设计规范，能与cad以及其它有限元程序进行数据的交换，具有卓越的输入和编辑功能；2、通过钝化和激活结构组、荷载组、边界组实现对施工过程的模拟。
3、可考虑材料的时间依存特性（抗压强度、徐变、收缩等），可考虑任意构件的产生与消失、任意荷载的施加与卸载，并且可以实现施工过程耦合计算。
midas/gen的施工过程仿真分析可以通过如下步骤实现：1、建立模型、定义施工阶段。
midasgen有限元建模钢筋网片吊装实例
midasgen有限元建模钢筋网片吊装实
例
钢筋网片是一种常用的混凝土配筋方法，可以用有限元软件midasGen来模拟吊装过程中的结构变形和应力分布。
下面是一个简单的midasGen有限元建模钢筋网片吊装的例子。
1.建立模型
在midasGen中，首先建立一个新的模型，选择三维有限元模型。
然后，在图形窗口中画出钢筋网片的几何形状，包括支座、梁、柱等部件。
2.设置材料参数
在材料库中添加新的材料，并输入钢筋材料的力学性质，如弹性模量、抗拉强度等。
对于混凝土材料，可以使用预先定义好的混凝土材料模型，或者输入实际的材料参数。
3.设置单元类型
选择适当的有限元单元类型，如三角形单元、四边形单元等，来描述钢筋网片的几何形态和材料性质。
4.设置边界条件
对于吊装分析，应该设置支座的边界条件为固定端，表示支座不能沿任何方向运动。
对于其他部件，可以设置为自由端或其他相应的边界条件。
5.设置荷载
设置钢筋网片吊装过程中的荷载，包括吊装机的自重、钢筋网片的自重以及其他外加荷载。
6.进行分析
在midasGen中运行有限元分析，得到各个节点的应力、应变以及支座的位移等结果。
7.结果分析
使用midasGen中的图形工具，可以对分析结果进行可视化。
可以看到各个部件的应力分布情况，并且可以对结果进行数据分析，比如计算应力集中系数、应力分布情况等。
这就是一个简单的midasGen有限元建模钢筋网片吊装的例子。
midasGen提供了丰富的工具和功能，可以用来模拟复杂的结构分析问题。
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Gen在钢结构项目中的应用 Nastran FX: Easy, Accurate and Practical Solution for True Analysis-driven Design
主要讲解内容 钢结构项目介绍
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4、吊车荷载的输入
主菜单选择：荷载》吊车荷载分析数据》定义吊车荷载
吊车车道 用节点建立吊车车道
点取：在模型窗口中直接点取节点建立；
节点号：直接输入节点编号建立；
宽度：输入跨度方向距离。方向遵从右手法则。
吊车荷载组合 参与组合的吊车荷载数量； 其值≤2；
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一、钢结构项目介绍
Nastran FX: Easy, Accurate and Practical Solution for True Analysis-driven Design
Gen 项目展示
A. B. C. D.
绍兴市游泳中心（网架屋面）——华汇建筑咨询有限公司
主菜单中选择：模型》材料和截面特性》截面》添加》 变截面，如右图所示：
变截面分割单元时，需要人为指定变截面组 模型》材料和截面特性》变截面组
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Gen 项目展示
A. B. C. D.
昆明俊发中心——杭萧钢构
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一、钢结构项目介绍
Nastran FX: Easy, Accurate and Practical Solution for True Analysis-driven Design
置。
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二建模要点
Nastran FX: Easy, Accurate and Practical Solution for True Analysis-driven Design
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二、建模要点
Nastran FX: Easy, Accurate and Practical Solution for True Analysis-driven Design
2、牛腿的模拟
主菜单中选择：模型》边界条件》刚性连接
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Gen 项目展示
A. B. C. D.
昆明俊发中心——杭萧钢构
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一、钢结构项目介绍
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Gen 项目展示
A. B. C. D.
梅钢某厂房局部模型——上海宝钢工程技术有限公司
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一、钢结构项目介绍
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二、建模要点
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4、吊车荷载的输入
主菜单选择：荷载》吊车荷载分析数据》定义吊车荷载
最大轴荷载：最大轮压
最小轴荷载：最小轮压
纵向刹车荷载： 作用在一边轨道上所有刹车轮最大轮压之和的10％采用，作
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Gen在钢结构项目中的应用 Nastran FX: Easy, Accurate and Practical Solution for True Analysis-driven Design
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二、建模要点
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主要讲解内容 建模要点
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二、建模要点
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用点位于刹车轮与轨道的接触点。
横向刹车荷载： 应取横行小车重量与额定起重量之和的百分数，并乘以重力加
速度，具体参考《荷载规范》5.1.2条。
左偏心和右偏心： 吊车左右轨道偏离柱轴线的距离。 竖向偏心： 牛腿截面中心到轨道梁中心的距离。 PS：此时不一定需要输入吊车梁，可设置偏心来直接确定吊车的位
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一、钢结构项目介绍
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Gen 处理钢结构项目的优势
A. 前后处理 B. 组阻尼比的应用 C. 钢结构优化 D. 规范整合
主菜单选择：结果》荷载组合
一般： 用于查看分析结构
钢结构设计： 用于钢构件验算
可以点击自动生成荷载组 合，看到吊车荷载参与荷 载组合的情况
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例题：钢结构单层门式刚架厂房
基本数据如下： 材料：Q235 柱距：6m 厂房跨度：21m 柱高：10m 柱截面：HM588X300X12/20 变截面刚架梁截面（600～400）X300X10/14 吊车参数：吊车跨度19.5m，最大轮压7.9t，最小轮压2.95t，吊车轨道0.134m，无 制动梁，水平刹车系数0.1，吊车摆动系数0.1
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Gen 项目展示
A. B. C. D.
包头市体育馆（混凝土框架——钢屋盖组合结构）
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3、风荷载的输入
2、建立虚面，施加压力荷载 主菜单选择：荷载》压力荷载 PS：建立虚面的方法： 1）新建一个厚度为0.001m的板 2）定义弹性模量很小的材料赋予建立虚面的板
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Gen在钢结构项目中的应用 Nastran FX: Easy, Accurate and Practical Solution for True Analysis-driven Design
midas公司
Gen在钢结构项目中的应用
荣萌
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Gen在钢结构项目中的应用 Nastran FX: Easy, Accurate and Practical Solution for True Analysis-driven Design
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二、建模要点
4、吊车荷载的输入
吊车车道 用节点定义吊车车道时： A. 取19,20,21,22,23,24； B. 仅取19,24； 结果比较：
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