Midas中震设计
地下工程抗震 -迈达斯
1、场地分析 2、反应位移法
3、反应加速度
4、时程分析 5、抗震性能验算
2-1、方法适用性原因
一般而言，地下结构的视密度（包括结构物和内净空断面的平均密度）比周 围土体小得多，如：盾构隧道的视密度约为1 200 kg/m3，周围土体密度为 1 600～1 700 kg/m3，因此地下结构的惯性力较小，换言之，其起振力较小， 自身很难起振。另外，地下结构受周围土体的约束，其能量耗散较快，衰减较大。 在相同高程处，地下结构及周围地层的加速度反应，不管从频谱特性还是最大值 来看都比较接近，而与地面结构的地震响应则差别较大。
3-2、计算案例
神户高速铁路大开站始建 于1962年，用明挖法构 建。长120m，采用侧式 站台，站厅标准断面如右
在反应位移法中，地震力的作用主要分为3个部分，即地层的相对位移、地层 剪力以及结构自身的惯性力，其中地层相对位移及地层剪力的影响是最主要的，结 构自身惯性力的影响较小。 B、非地震作用（土压、水压、自重等）取值、分类应按《地铁设计规范》执行； C、抗震设计荷载组合应按《建筑抗震设计规范》规定执行。
2-4、地震作用计算方法
Outcropping Motion)。
如上概念图，抗震设计对象区段的地基条件不是普通岩暴露地基 ( 点 A) 时，为了按基于有 关区域地基特性的设计地基加速度重新计算，实行地基响应分析。
1-1、一维地基响应分析
覆盖土层视为粘弹性水平层，下卧基岩视为弹性半无限空间，地表为自由面，假设剪切
波从弹性半无限基岩空间向上入射到具水平层里的粘弹性水平土层中，土层水平位移 X（ z,t）
菜单栏点击 “模型” ； 模型>应变相容特性
（见右图）；
点击“添加”，根据前 述表格添加土层特性； 点击“确认”
在MIDASGen中如何实现中震设计
在MIDAS/Gen中如何实现中震设计？中震弹性设计就是在中震时结构的抗震承载力满足弹性设计要求，中震不屈服的设计就是地震作用下的内力按中震进行计算。
中震弹性设计与中震不屈服的设计在MIDAS中的实现一、中震弹性设计1、在MIDAS/Gen中定义中震反应谱主菜单》荷载》反应谱分析数据》反应谱函数：定义中震反应谱，即在定义相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可。
2、定义设计参数时，将抗震等级定为四级，即不考虑地震组合内力调整系数（即强柱弱梁、强剪弱弯调整系数。
3、其它设计参数的定义均同小震设计。
二、中震不屈服设计1、在MIDAS/Gen中定义中震反应谱。
内容同中震弹性设计。
2、定义设计参数时，将抗震等级定为四级，即不考虑地震组合内力调整系数（即强柱弱梁、强剪弱弯调整系数）。
内容同中震弹性设计。
3、定义荷载组合时将地震作用分项系数取为1.0。
4、将材料分项系数定义为1.0，即构件承载力验算时取用材料强度的标准植。
5、其它操作均同小震设计。
《抗规》中对中震设计的内容涉及很少，仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，但没有给出中震设计的判断标准和设计要求，我国目前的抗震设计是以小震为设计基础的，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的，但随着复杂结构、超高超限结构越来越多，对中震的设计要求也越来越多，目前工程界对于结构的中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种是按照中震不屈服设计，而这两种设计方法在MIDAS/Gen中都可以实现，具体说明如下：一、中震弹性设计结构的抗震承载力满足弹性设计要求，最大地震影响系数α按表1取值，在中震作用下，设计时可不考虑地震组合内力调整系数（即强柱弱梁、强剪弱弯调整系数），但应采用作用分项系数、材料分项系数和抗震承载力调整系数，构件的承载力计算时材料强度采用设计值。
表1 地震影响系数（β为相对于小震的放大系数）1、在MIDAS/Gen中定义中震反应谱主菜单》荷载》反应谱分析数据》反应谱函数：定义中震反应谱，即在定义相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可，β值按表1取用。
Midas-城市桥梁抗震分析及验算资料讲解
• 一、延性设计理念
目录
• 二、Midas 抗震分析前处理
• 三、Midas 抗震分析后处理
• 四、结论
1. 荷载工况
完成反应谱分析后，需要定义混凝土的荷载工况，一般点击自动生成。规范选择城市桥梁抗震设 计规范。
Midas 抗震分析后处理
2. 后处理验算
点击设计-RC设计
①RC设计参数
这里的规范同前，也需要选 择城市桥梁抗震设计规范。
Midas 抗震分析前处理
模型特征值分析
在进行反应谱分析之前要计算模型的振型：首先c在结构类型中将模型定义为3D的，勾选将自重 转化为质量，同时还要将外荷载转化为质量（自重不必要转化）。
Midas 抗震分析前处理
采用多重Ritz向量法进行特征值分析，水平向 各取40阶振型，保证振型参与质量达到90% 以上。
（b）结构振动引起的破坏 例如：地震强度过大，或者强度延性不足，结构的布置或者构造不合 理。
延性设计理念
3. 延性设计
桥梁结构体系中设置延性构件，桥梁在E2地震作用下，延性构件进入塑 性状态进行耗能，同时可以减小结构刚度，增大结构周期，达到减小地 震动响应的目的。
类型 Ⅰ
类型 Ⅱ
延性设计理念
规范中延性设计理念的体现
Midas 抗震分析前处理
2. 反应谱分析
A类规则桥梁 ，E1和E2地震 均选择MM法
Midas 抗震分析前处理
地震反应谱的确定
根 据 设 计 参 数 ， 选 择 E1 地 震 动反应谱参数。
Midas 抗震分析前处理
E1地震作用下反应谱设计参数
Midas 抗震分析前处理
E2地震作用下反应谱设计参数
运行后可在结果-振型中查看周期 与振型。 同时点击自振模态可以输出周期 与振型的数据表格。
MIDASGen培训课程—钢筋混凝土结构抗震分析及设计
—钢筋混凝土结构抗震分析及设计目录简要 (1)设定操作环境及定义材料和截面 (2)建立轴网 (4)建立框架柱及剪力墙 (8)楼层复制及生成层数据文件 (10)定义边界条件 (11)输入楼面及梁单元荷载 (11)输入风荷载 (15)输入反映谱分析数据 (15)定义结构类型 (16)定义质量 (17)运行分析 (17)荷载组合 (18)查看反力及内力 (18)梁单元细部分析 (19)振型形状及各振型所对应的周期 (20)稳定验算 (20)周期 (21)层间位移 (21)层位移 (22)层剪重比 (22)层刚度比 (23)一般设计参数 (23)钢筋混凝土构件设计参数 (25)钢筋混凝土构件设计 (27)平面输出设计结果 (30)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：250x450，250x600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3030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定义单位体系3 : 主菜单选择 模型>材料和截面特性>材料： 添加：定义C30混凝土材料号：1 名称：C30 规范：GB(RC) 混凝土：C30 材料类型：各向同性定义材料304 : 主菜单选择 模型>材料和截面特性>截面： 添加：定义梁、柱截面尺寸定义梁、柱截面5 :主菜单选择 模型>材料和截面特性>厚度： 添加：定义剪力墙厚度定义剪力墙厚度30建立轴网1 : 主菜单选择 模型>栅格>定义轴线： 添加 ：定义X 、Y轴网间距定义轴网12 : 主菜单选择 模型>单元>建立: 建立梁单元，同时关闭栅格、轴网轴网1303 :主菜单选择 模型>用户坐标系>X-Y 平面: 激活UCS 平面保存当前UCS ，定义当前用户坐标系名称为“1”定义用户坐标系14 : 主菜单选择 模型>用户坐标系>X-Y 平面: 定义插入点 (即原点)旋转角度30º，准备插入另一个轴网。
Midas中震设计的实现
1.12 中震设计的实现林丹具体问题在midas Building和midas Gen中，能否对结构进行中震设计？如何操作？问题解答1.12.1 前言我国目前都是以小震设计为主的，但是随着结构越来越复杂、超高超限结构越来越多，对中震设计的要求也越来越多。
目前工程界对于中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种按照中震不屈服设计，这两种方法在midas Building和midas Gen中都可以实现。
1.12.2 中震弹性设计中震弹性设计的设计原则：结构的抗震承载力满足弹性设计要求，设计时可不考虑地震组合内力调整系数（即强柱弱梁、强剪弱弯调整系数），但应采用作用分项系数、材料分项系数和抗震承载力调整系数，构件的承载力计算时采用材料强度设计值。
midas BuildingA．在结构>模型控制中应用规范选择旧规范，如图1.12.1所示。
在新规范中对结构性能设计做了详细介绍，所以在Building中推荐使用性能设计。
图1.12.1 规范选择B. 在荷载>荷载控制>地震作用中将框架和剪力墙的抗震等级指定为四级，如图1.12.2所示。
图1.12.2 制定抗震等级C. 在荷载>荷载控制>地震作用中勾选“中震设计”，点击后面的按钮，弹出对话框，如图1.12.3所示，勾选“弹性设计”即可。
程序会自动使用规范规定的荷载作用分项系数和承载力抗震调整系数，并且混凝土和钢筋的材料强度均使用设计值。
图1.12.3 中震设计选项D. 定义中震反应谱。
在荷载>荷载控制>地震作用>设计反应谱中，通过调整系数来定义中震反应谱，如图1.12.4所示，调整系数参照表1.12.1取值。
也可以直接在最大水平地震影响系数中输入相应的值。
表1.12.1 中震放大系数图1.12.4 中震反应谱midas GenA．在主菜单>荷载>反应谱分析数据>反应谱函数中定义中震反应谱函数，如图1.12.5所示，在设计反应谱时勾选“设防地震”即可。
MIDASCivil桥梁抗震分析与设计
动力平衡方程的解法
3、数值方法
可适用于线性和非线性领域 中心差分法 、常加速度法、线性加速度法
Newmark- 法 、Wilson- 法
不同参数对应的逐步积分法
特征值问题
当没有外荷载和阻尼时，n个自由度体系的运动方程
特征值问题 : 固有圆频率
模态向量
振型分析的原理
n个自由度体系的n个自振频率和模态向量:
表3.1.2-1 各类公路桥梁抗震措施等级
地震基
6
7
8
9
本烈度
桥梁分类
0.05 0.1 0.15 0.2 0.3 0.4
A
8
9
9
更高，专门研究
B
7
8
8
9
9 >=9
C
6
7
7
8
8
9
D
6
7
7
8
8
9
桥梁抗震设防标准
多遇地震烈度（地震影响E1）：50年内超越概率为63%的地震烈度(=I-1.55) 设计地震烈度（地震影响E2） ：50年内超越概率为10%的地震烈度(=I) 罕遇地震烈度：50年内超越概率为2~3%的地震烈度(=I+1)
u 2 nu n2u 0
临界阻尼？
惯性力
惯性力
mu(t) cu(t) ku(t) mug (t)
达朗贝尔原理 (D’ Alembert’s Principle)
p(t)-fS -fD = mu
牛顿第二定律
静止/匀速运动
加速度运动
动力平衡方程的解法
mu cu ku mug
1、经典解法
总则1.0.5条：铁路工程应按多遇地震、设计地震、罕遇 地震三个地震动水准进行抗震设计。
MIDASGen抗震设计交流
Copyright ⓒ2000-2007MIDAS Information Technology Co., Ltd.
动力平衡方程的解法
&& & && mu + cu + ku = − mug
1、经典解法
u(t ) = uC (t ) + uP (t )
二阶线性微分方程
u(t ) = A cos wnt + B sin wn t + p0 / k
Copyright ⓒ2000-2007MIDAS Information Technology Co., Ltd.
动力平衡方程 动力平衡方程
&& & && mu (t ) + cu (t ) + ku (t ) = − mu g (t )
弹性力
阻尼力
惯性力
fS = ku
& fD = cu
&& fI = mu
Copyright ⓒ2000-2007MIDAS Information Technology Co., Ltd.
振型分析
Copyright ⓒ2000-2007MIDAS Information Technology Co., Ltd.
结构的阻尼
振型阻尼
直接输入各振型阻尼的方法
Rayleigh 阻尼
马秋玲
目录
基底剪力法分析 反应谱分析 时程分析 静力弹塑性分析 动力弹塑性分析 实际工程抗震分析
Copyright ⓒ2000-2007MIDAS Information Technology Co., Ltd.
抗震分析思想
midas桥梁抗震分析与设计例题
桥梁抗震分析与设计北京迈达斯技术有限公司2007年8月前言为贯彻《中华人民共和国防震减灾法》，统一铁路工程抗震设计标准，满足铁路工程抗震设防的性能要求，中华人民共和国建设部发布了新的《铁路工程抗震设计规范》，自2006年12月1日起实施。
新规范规定了按“地震动峰值加速度”和“地震动反应谱特征周期”进行抗震设计的要求，明确了铁路构筑物应达到的抗震性能标准、设防目标及分析方法，增加了钢筋混凝土桥墩进行延性设计的要求及计算方法。
从1999年开始，中华人民共和国交通部也在积极制定新的《公路工程抗震设计规范》、《城市桥梁抗震设计规范》。
从以上规范的征求意见稿中可以看出，新规范中桥梁抗震安全设置标准采用多级设防的思想，增加了延性设计和减隔震设计的相应规定，对于结构的计算模型、计算方法、以及计算结果的使用有更加具体的规定。
随着新规范的推出，工程师急迫需要具备桥梁抗震分析与设计的能力。
Midas/Civil具备强大的桥梁抗震分析功能，包括振型分析、反应谱分析、时程分析、静力弹塑性分析以及动力弹塑性分析，可以很好地辅助工程师进行桥梁抗震设计。
目录一桥梁抗震分析与设计注意事项 (1)1. 动力分析模型刚度的模拟 (1)2. 动力分析模型质量的模拟 (1)3. 动力分析模型阻尼的模拟 (1)4. 动力分析模型边界的模拟 (2)5.特征值分析方法 (2)6.反应谱的概念 (3)7.反应谱荷载工况的定义 (4)8.反应谱分析振型组合的方法 (4)9.选取地震加速度时程曲线 (5)10.时程分析的计算方法 (5)二桥梁抗震分析与设计例题 (7)1. 概要 (7)2. 输入质量 (8)3. 输入反应谱数据 (10)4. 特征值分析 (12)5. 查看振型分析与反应谱分析结果 (13)6. 输入时程分析数据 (18)7. 查看时程分析结果 (20)8. 抗震设计 (22)一 桥梁抗震分析与设计注意事项1．动力分析模型刚度的模拟建立桥梁动力分析模型时，结构类型需要采用3D ，主梁、桥墩、支座（边界连接）都需要模拟出来。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在MIDAS/Gen中如何实现中震设计？
结构设计学习资料2009-11-29 23:05:09 阅读224 评论0 字号：大中小订阅
转自：/s/blog_5e1bf3ef0100fckz.html
中震弹性设计就是在中震时结构的抗震承载力满足弹性设计要求，中震不屈服的设计就是地震作用下的内力按中震进行计算。
中震弹性设计与中震不屈服的设计在MIDAS中的实现
一、中震弹性设计
1、在MIDAS/Gen中定义中震反应谱
主菜单》荷载》反应谱分析数据》反应谱函数：定义中震反应谱，即在定义相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可。
2、定义设计参数时，将抗震等级定为四级，即不考虑地震组合内力调整系数（即强柱弱梁、强剪弱弯调整系数。
3、其它设计参数的定义均同小震设计。
二、中震不屈服设计
1、在MIDAS/Gen中定义中震反应谱。
内容同中震弹性设计。
2、定义设计参数时，将抗震等级定为四级，即不考虑地震组合内力调整系数（即强柱弱梁、强剪弱弯调整系数）。
内容同中震弹性设计。
3、定义荷载组合时将地震作用分项系数取为1.0。
4、将材料分项系数定义为1.0，即构件承载力验算时取用材料强度的标准植。
5、其它操作均同小震设计。
《抗规》中对中震设计的内容涉及很少，仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，但没有给出中震设计的判断标准和设计要求，我国目前的抗震设计是以小震为设计基础的，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的，但随着复杂结构、超高超限结构越来越多，对中震的设计要求也越来越多，目前工程界对于结构的中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种是按照中震不屈服设计，而这两种设计方法在MIDAS/Gen中都可以实现，具体说明如下：
一、中震弹性设计
结构的抗震承载力满足弹性设计要求，最大地震影响系数α按表1取值，在中震作用下，设计时可不考虑地震组合内力调整系数（即强柱弱梁、强剪弱弯调整系数），但应采用作用分项系数、材料分项系数和抗震承载力调整系数，构件的承载力计算时材料强度采用设计值。
表1地震影响系数（β为相对于小震的放大系数）
2、定义设计参数时，将抗震等级定为四级，即不考虑地震组合内力调整系数（即强柱弱梁、
强剪弱弯调整系数）。
主菜单》设计》钢筋混凝土构件设计参数》定义抗震等级：将抗震等级定为四级即可。
3、其它设计参数的定义均同小震设计。
二、中震不屈服设计
地震作用下的内力按中震进行计算，最大地震影响系数α按表1取值，地震作用效应的组合均按《高规》第5.6节进行，但分项系数均取1.0，计算可不考虑地震组合内力调整系数（即强柱弱梁、强剪弱弯调整系数），构件的承载力计算时材料的强度取标准植。
1、在MIDAS/Gen中定义中震反应谱
内容同中震弹性设计。
2、定义设计参数时，将抗震等级定为四级，即不考虑地震组合内力调整系数（即强柱弱梁、强剪弱弯调整系数）。
内容同中震弹性设计。
3、定义荷载组合时将地震作用分项系数取为1.0。
主菜单》结果》荷载组合：将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0即可。
主菜单》设计》钢筋混凝土构件设计参数》材料分项系数：将材料分项系数取为1.0即可。