midas Gen-组合结构分析
基于3D3S和MIDAS-GEN的组合结构建模 ppt课件
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钢结构验算 MIDAD-GEN的应力比结果
杆件编号 1 2 3 4 5 6 7 8
3D3S的应力比结果
截面尺寸/mm 60x3.5
75.5x3.75 88.5x4 114x4 140x4 159x6 165PxPT8课件 180x10
最大应力比
0.668
0.642
0.845
0.890
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结果汇总 网架支座位置柱顶的水平位移（X方向水平地震工况）。
X向水平地震工况水平位移/mm （X向最大位移48.855mm）
X向水平地震工况竖向位移/mm （Y向最大位移为-24.467mm）
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结果汇总 网架支座位置柱顶的水平位移（Y方向水平地震工况） 。
Y向水平地震工况水平位移/mm （X向最大位移为21.661mm）
网架弦截面调整，相邻杆件截面比值以及夹角。
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节点设计
喀什体育中游泳馆的网架球节点选用螺栓球，支座位置的节点球为焊接球。螺栓球的 大小一般都会控制不小于100mm，不大于300mm，使用方便且便于控制节点自重所在结 构的比重（一般设置为25%）。
封板和锥头库经过螺栓球设计阶段后会优选出相对应的螺栓型号和封板型号，没有 相对应的型号程序会报警显示，可人工添加进去。
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合并后增添下部 PKPM的基本设置
合并数据文件后的模型，下部模型仅仅保留了截面尺寸和材料参数，其余信息全部缺 失，需要重新补充进去。
其次，要定义下部结构的层，定义结构底部的固端约束。
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合并后增添下部 PKPM的基本设置 合并后的整体模型剖面图示意如下图
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钢筋混凝土结构设计分析
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 : 010-5165-9908 Fax : 010-5165-9909E-mail : Beijing@M odeling, I ntegrated D esign & A nalysis S oftware目录简要 (1)设定操作环境及定义材料和截面 (2)利用建模助手建立梁框架 (3)建立框架柱及剪力墙 (7)楼层复制及生成层数据文件 (9)定义边界条件 (10)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 (16)定义结构类型 (18)定义质量 (19)运行分析 (19)荷载组合 (20)查看反力及内力 (21)位移 (21)构件内力与应力图 (22)梁单元细部分析 (24)振型形状及各振型所对应的周期 (24)稳定验算 (25)周期 (26)层间位移 (26)层位移 (27)层剪重比 (27)层构件剪力比 (28)倾覆弯矩 (28)侧向刚度不规则验算 (28)扭转不规则验算 (29)薄弱层验算 (29)一般设计参数 (30)钢筋混凝土构件设计参数 (31)钢筋混凝土构件设计 (33)平面输出设计结果 (35)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：各向同性定义材料注：也可以通过程序右下角随时更改单位。
(总结)midas-gen学习总结
(总结)midas-gen学习总结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。
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 结构类型
midas gen 结构类型
MIDAS GEN 是一种结构分析与设计软件，广泛应用于建筑和土木工程领域。
在MIDAS GEN 中，可以进行多种结构类型的分析和设计。
以下是一些常见的结构类型，它们可以通过MIDAS GEN 进行建模和分析：
一、框架结构：包括平面框架和空间框架，是建筑和桥梁等结构常见的类型。
二、楼板结构：用于分析和设计楼板系统，包括悬挑楼板、叠合楼板等。
三、墙体结构：包括竖向墙和横向墙，用于分析和设计建筑物的承重墙体。
四、梁柱结构：用于建模和分析梁和柱的相互作用。
五、基础结构：用于分析和设计建筑物的基础系统，包括承台、隔震基础等。
六、层间连接：用于建模不同楼层之间的结构连接，考虑水平和垂直的连接性。
七、非线性分析：MIDAS GEN 还支持非线性分析，可以考虑材料和几何非线性效应。
八、动力分析：用于分析结构的动态响应，包括自振频率、模态分析等。
这些结构类型可以相互组合，形成复杂的三维结构模型。
MIDAS GEN 提供了直观的建模界面和强大的分析功能，适用于各种不同类
型的工程项目。
具体的结构类型和分析功能可能会在软件的不同版本中有所不同，。
midas Gen混合结构及楼板详细分析
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
10.2.8 屋盖钢结构和下部支承结构协同分析时，阻尼比应符合下列规定：
当下部支承结构为钢结构或屋盖直接支承在地面时，阻尼比可取0.02。
2015/1/22 当下部支承结构为混凝土结构时，阻尼比可取0.025～0.035。
真实的模拟地震效应（反应谱荷载工程和时程荷载工况）
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混合结构分析
二. 阻尼比确定
midas Gen应变能因子 两个假定： ① 单元的阻尼与单元的刚度成比例。
② 结构的变形与振型形状成比例。
2015/1/22
北京迈达斯技术有限公司 技术中心
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混合结构分析
二. 阻尼比确定
midas Gen应变能因子 结构的第i阶振型的阻尼比可以使用所有单元的第i阶振型的能量的和来计算。
2015/1/22
1
2014年迈达斯建筑大事件
2014.4.23 midas Building 2014 64位版发布（上一次2010年） 2014.7.12 提供更专业的技术服务（11个分公司、7个事业部）
2014.9.28 midas Gen 2014 64位版发布（近5年来最大版本升级）
2015/1/22
弹性连接与刚性连接区别？ 主要区别如下：1. 弹性连接可以各方向设置刚度，而刚性连接无各方向刚度设定；2. 弹性连
接刚度方向沿着单元坐标系，刚性连接方向沿着整体坐标系；3. 刚性连接可以设置多个从属节点 （主从关系），弹性连接只可设置两个节点；4. 弹性连接可以任意激活钝化，刚性连接只能激活 不能钝化。
2015/1/22
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混合结构分析
二. 阻尼比确定
midas Gen-组合结构分析
图 24 查看振型阻尼比
2. 主菜单选择 结果>模态>振型>周期与振型
例题 组合结构分析分析
图 25 查看周期与振型结果
例题 组合结构分析分析
3.主菜单选择 结果>结果>内力>桁架单元内力 选择内力中指定受拉或受压，则只显示受拉单元或受压单元的内力。 查看反力、位移、内力、周期等其他结果，请参考 Gen 用户培训例题 1-钢筋混凝土结 构的后处理部分。
图 27 指定构件
例题 组合结构分析分析
2.主菜单选择 设计>设计结果>钢构件设计>钢结构设计结果简图 激活网架上弦杆，按平面视图查看 验算比：轴向 显示类型：等值线、图例和数值选项
图 28 上弦杆轴向应力比结果
3.主菜单选择 设计>设计结果>混凝土设计>钢筋混凝土结构设计简图 按截面激活混凝土梁，按平面视图查看， 验算比：组合 显示类型：梁、柱 输出成份：轴压比、主筋、抗剪钢筋 柱截面尺寸系数：2
荷载工况：LL 荷载方向：整体坐标系 Z 荷载大小：FZ=-4KN
图 17 网壳部分施加节点荷载
激活网架部分，按平面视图查看，选中上下弦一侧的边缘节点作为风荷载 Wy 的加载节 点。 荷载工况：Wy 荷载方向：整体坐标系 Y 荷载大小：FY=6KN
例题 组合结构分析分析
图 18 网壳立面施加风荷载
图 19 生成设计反应谱
例题 组合结构分析分析
2.主菜单选择 荷载>地震作用>反应谱分析数据>反应谱荷载工况 特征值分析控制>频率数量（振型数）：10 反应谱分析控制： 振型组合方法：CQC 反应谱荷载工况名称：Rx，Ry，Rz 地震角度：Rx 和 Ry 分别为 0°、90°；Rz 地震作用角度 Z 向 周期折减系数：0.8 阻尼比计算方法：应变能因子，并勾选“修改阻尼比”
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例题组合结构分析分析例题五.组合结构分析概要此例题介绍使midas Gen的反应谱分析功能来进行组合结构分析的方法。
此例题的步骤如下：1.简介2.建立混凝土框架模型3.建立网壳模型4.合并数据文件5.设定边界条件6.定义组阻尼比7.定义荷载8.输入反应谱数据9.定义结果类型10.定义质量11.运行分析12.荷载组合13.查看结果14.设计验算例题组合结构分析分析1.简介本例题介绍使midas Gen进行组合结构反应谱分析，采用了合并数据文件的建模方法，并使用组阻尼比计算真实的振型阻尼比。
本例题是一个混凝土框架-网壳组合结构。
（本例题数据仅供参考）基本数据如下：混凝土框架柱 400mm×400 mm主梁：200 mm×400 mm次梁：150 mm×300 mm混凝土：C30层高：1F 4.0m网壳上弦：P165.2×4.5下弦：P139.8×4.5腹杆：P76.3×3.2设防烈度：7°（0.10g）场地：Ⅱ类图1 分析模型例题组合结构分析分析尺寸示意图如下：图2 混凝土框架平面示意图图3 钢网壳立面示意图图4 整体模型平面示意图例题组合结构分析分析2. 建立混凝土框架模型参参考Gen用户培训例题1—钢筋混凝土结构的建模部分，建立混凝土框架模型，文件保存为“混凝土.mgb”。
图5 混凝土框架模型3. 建立网壳主参考Gen语音资料-网壳建模，建立网壳模型，文件保存为“网壳.mgb”。
图6 网壳模型例题组合结构分析分析4.合并数据文件1.主菜单选择节点/单元>节点>建立节点坐标输入（0,0,0），点击适用。
注：此处亦可以按照鼠标输入。
图7 混凝土模型原点处建立节点2.主菜单选择节点/单元>单元>移动复制点击，选中除原点以外的全部单元，在“复制/移动单元”对话框中，鼠标点击（dx，dy，dz），在模型中利用鼠标将网架左下角点指向原点（0,0,0），点击适用。
例题组合结构分析分析图8 混凝土模型移动示意3.主菜单选择文件>合并数据文件搜索文件“网壳.mgb”，勾选“建立组”，“原点”则在模型中选中网壳待插入点。
注：(1)当勾选“建立组”时，自动将被合并的集合模型建立一个结构组。
(2)“原点”用来确定待合并模型中的原点在当前模型中的几何位置。
例题组合结构分析分析图9 合并数据文件5. 设定边界条件1. 主菜单选择边界>边界>一般支承利用平面选择,选择底部节点，固接约束。
图10 输入边界条件例题 组合结构分析分析图11 定义边界时选择边界组6. 定义组阻尼比1. 主菜单选择 特性>塑性材料>组阻尼>组阻尼：应变能因子未指定单元和边界的默认值中，组阻尼比：0.05，即输入了混凝土的阻尼比。
已指定单元和边界的默认值中，组类型：结构组 组名称：网壳 阻尼比：0.02，点击添加。
图12 定义组阻尼比注：（1）对于需要定义组阻尼比的边界（如一般连接），需要同时定义对应边界组。
（2）一般连接的定义请参考用户培训手册-边界非线性分析。
注：（1）当使用组阻尼比时，阻尼比计算方法使用应变能因子法或单元质量和刚度因子法。
例题组合结构分析分析7. 定义荷载1.主菜单荷载>荷载类型：静力荷载>建立静力荷载工况：静力荷载工况DL：恒荷载LL：活荷载Wy：风荷载图13 定义荷载工况2.主菜单选择荷载>荷载类型：静力荷载>结构荷载/质量：自重荷载工况：DL 自重系数：Z=-13.主菜单选择荷载>荷载类型：静力荷载>初始荷载/其他：分配楼面荷载>定义楼面荷载类型定义楼面荷载：normal名称：normal 荷载工况DL（LL）楼面荷载：-5（-2），点击添加。
4.主菜单选择荷载>荷载类型：静力荷载>初始荷载/其他>分配楼面荷载>分配楼面荷载选择网壳部分（桁架单元），钝化，再按平面视图查看。
楼面荷载类型：normal 分配模式：双向荷载方向：整体坐标系Z在模型窗口指定加载区域节点。
例题组合结构分析分析图14 定义自重系数图15 定义楼面荷载类型例题组合结构分析分析图16 分配楼面荷载5.主菜单选择荷载>荷载类型：静力荷载>结构荷载/质量：节点荷载按立面视图，使用多边形选择，选择网架上弦杆，激活，再按平面视图查看。
荷载工况：DL 荷载方向：整体坐标系Z 荷载大小：FZ=-2KN荷载工况：LL 荷载方向：整体坐标系Z 荷载大小：FZ=-4KN图17 网壳部分施加节点荷载激活网架部分，按平面视图查看，选中上下弦一侧的边缘节点作为风荷载Wy的加载节点。
荷载工况：Wy 荷载方向：整体坐标系Y 荷载大小：FY=6KN例题组合结构分析分析图18 网壳立面施加风荷载8. 输入反应谱数据1.主菜单选择荷载>地震作用>反应谱分析数据>反应谱函数注：（1）“适用阻尼计算方法”选择应变能因子方法，按已定义的组阻尼比基于应变能因子法计算各振型阻尼比。
（2）“修改阻尼比”勾选，则之前反应谱函数中输入的综合阻尼比将被替代。
（3）用组阻尼比方法进行时程分析时，时程荷载工况中阻尼计算方法也应选用应变能方法。
图19 生成设计反应谱例题组合结构分析分析2.主菜单选择荷载>地震作用>反应谱分析数据>反应谱荷载工况特征值分析控制>频率数量（振型数）：10反应谱分析控制：振型组合方法：CQC 反应谱荷载工况名称：Rx，Ry，Rz地震角度：Rx和Ry分别为0°、90°；Rz地震作用角度Z向周期折减系数：0.8阻尼比计算方法：应变能因子，并勾选“修改阻尼比”图20 定义反应谱荷载工况例题组合结构分析分析9. 定义结构类型主主菜单选择结构>类型>结构类型结构类型：3-D将结构的自重转换为质量：转换到X、Y、Z注：由于考虑了竖向地震作用，自重要转换到X、Y、Z。
图21 定义结构类型及自重转换10. 定义质量主菜单选择荷载>静力荷载>结构荷载/质量>节点质量>将荷载转换为质量质量方向：X、Y、Z荷载工况：DL（LL）组合系数：1.0（0.5）注：此处转换的荷载不包括自重。
图22 定义质量转换例题 组合结构分析分析11.运行时程分析主菜单选择 分析>运行>运行分析以上为整个前处理阶段，包括建模、荷载、边界、运行分析几个部分，下面进入后处理阶段。
12. 荷载组合主菜单选择 结果>组合>荷载组合一般组合：选择规范按混凝土（程序按混凝土规范生成的荷载组合较全）生成，用于查看内力变形等结果，一般组合中有包络组合。
混凝土设计：用于混凝土结构设计部分组合，点击自动生成 钢结构设计：用于钢结构设计部分组合，点击自动生成 设计规范：GB50010-10及GB50017-03图23 荷载组合注：（1）“考虑双向地震作用”勾选，可以考虑正交结果的荷载组合。
（2）用户亦可以自定义所需的荷载组合，先在左侧名称一栏定义名称，在右侧选择荷载工况和组合系数。
例题 组合结构分析分析13. 查看结果1. 主菜单选择 结果>模态>振型阻尼比图24 查看振型阻尼比2. 主菜单选择 结果>模态>振型>周期与振型图25 查看周期与振型结果注：（1）表格中给出每个振型的频率、周期、振型参与质量、阻尼比，其中阻尼比就是反应谱荷载工况中所取用的。
（2）质量和刚度系数计算，是针对Rayleigh 公式：[C]=Alpha*[M]+Beta*[K]中的Rayleigh 系数——Alpha 和Beta ，可以通过两个模态的频率和阻尼比进行求解，常用抗震分析。
例题组合结构分析分析3.主菜单选择结果>结果>内力>桁架单元内力选择内力中指定受拉或受压，则只显示受拉单元或受压单元的内力。
查看反力、位移、内力、周期等其他结果，请参考Gen用户培训例题1-钢筋混凝土结构的后处理部分。
图26 查看桁架单元内力结果14. 设计验算主由于本结构是混凝土和钢结构组合结构，因此一般设计参数、钢筋混凝土设计参数和钢结构设计参数均需要设定。
具体可以根据Gen用户培训例题1-钢筋混凝土结构的设计部分和Gen用户培训例题4-钢结构的设计部分，下面只给出部分步骤。
1.主菜单选择设计>一般设计参数>指定构件选择混凝土部分，分配类型：自动选择类型：根据选择。
图27 指定构件例题组合结构分析分析2.主菜单选择设计>设计结果>钢构件设计>钢结构设计结果简图激活网架上弦杆，按平面视图查看验算比：轴向显示类型：等值线、图例和数值选项图28 上弦杆轴向应力比结果3.主菜单选择设计>设计结果>混凝土设计>钢筋混凝土结构设计简图按截面激活混凝土梁，按平面视图查看，验算比：组合显示类型：梁、柱输出成份：轴压比、主筋、抗剪钢筋柱截面尺寸系数：2图29 混凝土梁配筋设计简图例题 组合结构分析分析图30 混凝土柱配筋设计简图4.主菜单选择 视图>显示>显示选项图30 调整简图中输出结果字体注：对单元输出值进行修改，得到选择输出字体的颜色和大小等。