迈达斯隔震教程

边界非线性分析
（迈达斯）
概要
此例题将介绍利用MIDAS/Gen做边界非线性分析的整个过程，以及查看分析结果的方法。

此例题的步骤如下：
1. 隔震器算例简介
2. 设定操作环境及定义材料和截面
3. 用建模助手建立模型
4. 建立框架柱
5. 楼层复制及生成层数据
6. 定义边界条件
7. 输入楼面荷载
8. 定义结构类型
9. 定义质量
10. 输入时程分析数据
11. 运行时程分析
12. 时程分析结果
13. 阻尼器算例简要分析
14. 定义阻尼器特性值
15. 查看阻尼器算例时程分析结果
1简要
本例题介绍使用MIDAS/Ge n进行边界非线性分析的方法。

通过两个例题模型来分别说
明MIDAS/Gen在进行有隔震器和阻尼器的结构的时程分析过程及结果。

（该例题数据仅供参考）
基本数据如下：
一轴网尺寸：见平面图
柱：600x600 一
梁：250x600 一
一混凝土：C30
层高：一一~五层：3.0m _
地震波：El Ce ntro 一
设防烈度：7o
分析时间：20秒一
图1.分析模型
2. 设定操作环境及定义材料和截面
在建立模型之前先设定环境及定义材料和截面
1.
主菜单选择 文件 ＞ 新项目 2.
主菜单选择 文件 ＞保存: 输入文件名并保存 主菜单选择 工具 ＞单位体系 : 长度 m, 力 kN
图 2. 定义单位体系 4.
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
5. 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
图3 定义材料
图4 定义梁、柱截面
3. 用建模助手建立模型
主菜单选择 文件 ＞ 新项目主菜单选择 模型 ＞结构建模助手 ＞ 框架： 输入：添加 x 坐标，距离 6，重复 4；
添加 z 坐标，距离 6，重复 1；距离 3，重复 1；距离 6，重复 1
编辑：Beta 角，90度；材料，C30;截面，250x600 ;生成框架； 插入：插入点， 0， 0， 0； Alpha ， － 90度 。

图 5 建立框架
4. 建立框架柱 生成框架柱的步骤如下： 主菜单选择 模型 ＞单元 ＞扩展： 扩展类型：节点 —— 线单元 单元类型：梁单元 材料： C30
截面：600X600输入柱子高度：dz= — 3 在模型窗口中选择生成柱的节点
3.
图 6 生成框架柱
5. 楼层复制及生成层数据文件
1：主菜单选择建筑物数据＞复制层数据: 复制次数：5 距离：3 添加在模型窗口中选择要复制的单元
2：主菜单选择建筑物数据＞定义层数据: 考虑刚性楼板
地面高度：点击，若勾选使用地面高度，则程序认定此标高以下为地下室
图7 生成层数据
6. 定义边界条件
1：右键＞节点＞复制和移动：选择底部节点( Z=-3),dx,dy,dz=0,0,-0.1, 点击试用
2：主菜单选择模型＞边界条件＞一般连接特性值：
名称：ISO1 作用类型：内力特征值类型：铅芯橡胶支座隔震装置线性特性值：有效刚度Dx 10000000 KN/m ，Dy 1000 KN/m ，Dz 1000 KN/m
非线性特性值：Dy，Dz: 弹性刚度1000 KN/m ，屈服强度100 KN 屈服后刚
度与弹性刚度之比0.02 滞后循环参数a=0.5 ,b=0.5
3 ：主菜单选择模型＞边界条件＞一般连接：名称：ISO1 类型：铅芯橡胶支
座隔震装置两点：点取X=0,Y=0,Z=-3 和Z=-3.1 的两节点勾选复制一般连接选
项，复制轴x ，间距4@6, 点击试用重复上述步骤，将需要布置支座位置的节点
一般连接布置好。

4：主菜单选择模型＞边界条件＞一般支承: 在模型窗口中选择Z=-3.1 嵌固点：八、、•
图8 输入一般连接特性值
图9 布置一般连接
图10 输入边界条件
7. 输入楼面荷载
1：主菜单选择荷载＞静力荷载工况: DL ：恒荷载LL ：活荷载
图11 定义荷载工况
2：主菜单选择荷载＞自重: 荷载工况：DL 自重系数：Z=－1
图12 定义自重
3：菜单选择荷载＞定义楼面荷载类型：
定义各房间荷载:名称：OFFICE 荷载工况：DL（LL）楼面荷载：－4，－2 名称：ROOF 荷载工况：DL（LL）楼面荷载：－6，－0.5
图11 定义楼面荷载
4：主菜单选择荷载＞分配楼面荷载:
楼面荷载类型：OFFICE 分配模式：双向（或长度）荷载方向：整体坐标系Z 复制楼面荷载：方向Z ，距离4@3 同样的方法输入ROOF 楼面荷载
图12 定义楼面荷载
图13 显示楼面荷载
8. 定义结构类型
主菜单选择模型＞结构类型
结构类型：3－D （三维分析）
将结构的自重转换为质量：转换到X、Y （地震作用方向）
图14 定义结构类型
9.定义质量
主菜单选择质量方模型＞质量＞将荷载转换成质量：X ，Y 荷载工况：DL LL
组合系数：1.0 0.5
图15 定义荷载质量
10. 输入时程分析数据
1：主菜单选择荷载＞时程分析数据＞时程荷载函数: 添加时程函数:
时间函数数据类型：无量纲加速度地震波：选Elcent－h 波（或其它波）最大值：0.035g
图16 添加时程荷载函数
2：主菜单选择荷载＞时程分析数据＞时程荷载工况: 添加荷载工况名称：SC1
结束时间：20 秒分析时间步长：0.02 输出时间步长： 2 分析类型：非线性分析方法：振型叠加法时程类型：瞬态（地震波），当波为谐振函数时选择线性周期。

阻尼：直接输入，输入所有振型的阻尼比：0.05
图17 添加时程荷载工况
3：主菜单选择荷载＞时程分析数据＞时程荷载工况＞特征值分析控制分析类型：默认即可
频率数量：10（振型数）其它选项一律默认即可图18 特征值分析控制
4：主菜单选择荷载＞时程分析数据＞地面加速度时程分析荷载工况名称：SC1
X —方向时程分析函数：
函数名称：Elcent －h
系数：1（地震波增减系数）
到达时间：10 秒（表示地震波开始作用时间）
Y —方向时程分析函数：
函数名称：Elcent —h
系数：1（地震波增减系数）
到达时间：15 秒（表示地震波开始作用时间）
Z —方向时程分析函数：若不考虑竖向地震作用此项可不填
水平地面加速度的角度：X、Y 两个方向都作用有地震波时，如果输入0 度，表示X 方向地震波作用于X 方向，Y 向地震波作用于Y 方向。

如果输入90 度，表示X 方向地震波作用于Y 方向，Y 向地震波作用于X 方向。

如果输入30 度，表示X 方向地震波作用于与X 轴成30 度方向，Y 向地震波作用于与Y 轴成30 度方向。

图19 定义地面加速度
11. 运行时程分析
主菜单选择分析＞运行分析以上为整个前处理阶段，包括建模、荷载输入、分析选项。

12. 时程分析结果（与未加隔震支座结果对比）
1：主菜单选择结果＞分析结果表格＞周期与振型图20 周期与振型表格（未加隔震支座）
图21 周期与振型表格（加隔震支座）
2：主菜单选择结果＞时程分析结果＞时程分析图形＞层数据图形＞层剪力最大值
图22 层数据图形
图23 层剪力最大值（未加隔震装置）
图24 层剪力最大值（加隔震装置）
2：主菜单选择结果＞时程分析结果＞层数据图形＞层剪切/倾覆弯矩（by step）
图25 层剪力步骤
图26 层剪力步骤输出图形（未加隔震装置）
图27 层剪力步骤输出图形（加隔震装置）
13. 粘滞阻尼器算例
模型基本情况
二维框架：只考虑XZ 平面内自由度的时程分析层高3 米，总高度为十层
材料：钢材Q345 截面：W 27x94 （梁）
W 36x135 （柱）
图28 二维框架
14. 定义阻尼器特性值
1：主菜单选择模型＞边界条件＞一般连接特性值：
名称：Damper 作用类型：内力特征值类型：粘弹性消能器线性特性值：有效阻尼Dx 1000 KN*sec/m 非线性特性值：Dx:
阻尼类型：Maxwell 模型
消能器阻尼：2000 kN
参考速度： 1 m/sec
阻尼指数：0.5
连接弹簧刚度：1000000 KN/m
2 ：主菜单选择模型＞边界条件＞一般连接：名称：Damper 类型：粘弹性消
能器两点：点取布置阻尼器连接的两个节点重复上述步骤，将需要布置阻尼器
位置的节点一般连接布置好。

图29 输入一般连接特性值
图30 阻尼器非线性特性值图31 布置一般连接
图31 阻尼器布置
15. 查看时程分析结果
1：主菜单选择结果＞位移＞位移等值线：
图32 查看位移结果（未加阻尼器）图33 查看位移结果（加阻尼器）
2：主菜单选择结果＞时程分析结果＞时程分析图形＞层数据图形＞层剪力最大值：
图34 层剪力最大值（未加阻尼器）
图35 层剪力最大值（加阻尼器）。