MidasGen730Pushover分析
midas关于Pushover分析总结
M i das进行P ushover分析的总结 1.1版-----完全是个人体会，有所错误在所难免一．不得不说的基本概念1．P ushover是什么和前提条件P ushover也叫推倒分析，是一种静力弹塑性分析方法，或者叫非线性静力分析方法，在特定前提下，可以近似分析结构在地震作用下的性能变化情况。
给桥梁用某种方式，比如墩顶集中力方式，施加单调增加的荷载，相应的荷载位移关系就会呈现明显的非线性特征。
这里可以认为IO是处在正常使用状态，LS为承载能力极限状态，CP是完全倒塌破坏。
从IO开始结构开始进入弹塑性状态，在LS前结构的损伤尚可修复，且结构整体是安全的，而越过LS 损伤就难以修复了，但是CP前还不至于倒塌。
设计中对于不同构件或部位，在特定地震作用下，其性能要求是不一样的。
而特定的前提很明确，就是在整个地震反应时程中，结构反应由单一振型控制，在《公路桥梁抗震细则》（以下简称《细则》）中，认为常规桥梁中的规则桥梁都满足这一条件（条文说明 6.3.4），因此E1地震可以采用简化反应谱方法，也可用一般的多振型反应谱方法，E2则用Pus hover。
2．P ushover的分析目的在E2地震作用下，《细则》要求：可见，对于规则桥梁，只需要检算墩顶位移就可以了。
对于单柱墩，容许位移可按7.4.7条推荐的公式进行计算，而双柱墩按7.4.8条要求进行Pus hover分析根据塑性铰的最大容许转角（7.4.3）得到。
而无论是7.4.3还是7.4.7都要用到Φy和Φu，对于圆形或者矩形截面可按附录B计算，而特殊的截面，可按7.4.4和7.4.5的要求计算。
计算方法可以自己编程实现，也可用现成的软件如R es ponse2000等来作为工具。
而对于在特定的E2地震作用下，墩顶的位移，都需要用P ushover的能力谱法得到。
所以Pus hover的目的一个是画出荷载位移曲线后，找到塑性铰达到最大容许转角时的曲线点，计算出墩顶容许位移，第2个目的是应用能力谱法，找到性能点，得到E2地震作用下，墩顶的位移。
基于MIDAS／GEN高层剪力墙结构push-over分析
基于MIDAS/GEN高层剪力墙结构push-over分析【摘要】基于性能抗震设计的基本思想是使被设计的建筑物在使用期间满足各种预定功能或性能目标要求。
本文采用MIDAS/GEN对一栋31层剪力墙结构进行静力弹塑性分析，结果表明，该方法从层间位移角、塑性铰分布等方面对结构进行量化评价，并揭示出结构在罕遇地震作用下的薄弱环节，实现了基于性能的抗震设计。
【关键词】MIDAS剪力墙push-over静力弹塑性基于性能抗震设计基于性能的抗震设计PBSD（performance based seismic design）思想是20世纪90年代初由美国学者提出，它是使设计出的结构在未来的地震灾害下能够维持所要求的性能水平。
我国一些学者也对PBSD进行了定义：基于性能的结构抗震设计是指根据建筑物的重要性和用途确定其性能目标，根据不同的性能目标提出不同的抗震设防标准，使设计的建筑在未来地震中具备预期的功能。
本文采用MIDAS/GEN对一栋31层剪力墙结构进行静力弹塑性分析和抗震性能评价，从层间位移角、塑性铰分布及变形等方面对结构进行了综合的量化评价，揭示出结构在罕遇地震作用下的薄弱环节，实现了基于性能的抗震设计。
1静力弹塑性分析方法静力弹塑性分析（PUSH-OVER ANALYSIS，以下简称POA）方法也称为推覆法，它基于美国的FEMA-273抗震评估方法和ATC-40报告[1]，是一种介于弹性分析和动力弹塑性分析之间的方法，其理论核心是“目标位移法”和“承载力谱法”。
其计算过程如下[6]:(1)准备结构数据。
包括建立结构模型，构件的物理常数和恢复力模型等；(2)计算结构在竖向荷载作用下的内力(将其与水平力作用下的内力叠加，作为某一级水平力作用下构件的内力，以判断构件是否开裂或屈服)；(3)在结构每一层的质心处，施加沿高度分布的某种水平荷载。
施加水平力的大小按以下原则确定：水平力产生的内力与2步所计算的内力叠加后，使一个或一批构件开裂或屈服；(4)对于开裂或屈服的构件，对其刚度进行修改后，再施加一级荷载，使得又一个或一批构件开裂或屈服；(5)不断重复3，4步，直至结构顶点位移足够大或塑性铰足够多，或达到预定的破坏极限状态；(6)绘制底部剪力¬¬¬¬¬¬—顶部位移关系曲线，即推覆分析曲线。
PUSHOVER分析
提要：本文首先介绍采用Midas/Gen进行Pushover分析的主要方法及使用心得，然后结合工程实例进行具体说明，其结果反映出此类结构在大震下表现的一些特点，可供类似设计参考。
关键词：Pushover 剪力墙结构超限高层 Midas/Gen静力弹塑性分析（Pushover）方法是对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性变形分析的一种简化方法，本质上是一种静力分析方法。
具体地说，就是在结构计算模型上施加按某种规则分布的水平侧向力，单调加荷载并逐级加大；一旦有构件开裂（或屈服）即修改其刚度（或使其退出工作），进而修改结构总刚度矩阵，进行下一步计算，依次循环直到结构达到预定的状态（成为机构、位移超限或达到目标位移），得到结构能力曲线，并判断是否出现性能点，从而判断是否达到相应的抗震性能目标[1]。
Pushover方法可分为两个部分，第一步建立结构能力谱曲线，第二步评估结构的抗震性能。
对剪力墙结构体系的超限高层而言，选取Pushover计算程序的关键是程序对墙单元的设定。
SAP2000、ETABS软件没有提供剪力墙塑性铰，对框-剪结构可将剪力墙人工转换为模拟支撑框架进行分析；对剪力墙结构来说，进行转换不可行。
而Midas/Gen程序提供了剪力墙Pushover单元（类似薄壁柱单元，详见用户手册），对剪力墙能够设置轴力－弯矩铰以及剪切铰。
下面将详细介绍如何在Midas/Gen中进行Pushover分析的步骤（以Midas/Gen 6.9.1为例）：一 Pushover分析步骤1. 结构建模并完成静力分析和构件设计直接在Midas/Gen中建模比较繁琐，可以用接口转换程序从SATWE(或其他程序如SAP2000)中导入。
SATWE转换程序由Midas/Gen提供，会根据PKPM的升级而更新。
转换仅需要SATWE中的Stru.sat 和Load.sat文件。
转换时需要注意的是，用转换程序导入SATWE的模型文件后，形成的是Midas/Gen的Stru.mgt文件，是模型的文本文件形式，需要在Midas/Gen中导入此文件，导入后还应该注意以下几个问题：1) 风荷载及反应谱荷载没有导进来，需要在Midas/Gen中重新定义；2) 需要定义自重、质量；3) 需要定义层信息，以及墙编号；此外，还应注意比较SATWE的质量与Midas/Gen的质量，并比较两者计算的周期结果实否一致。
MIDAS_Gen-PUSHOVER分析方法全攻略—730版
对于梁柱，“排 序”选为“特性 值”，“更新配 筋”项激活
点“全选”按钮 可自动勾选构件
别忘了最后 更新配筋
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4、操作流程详解-配筋输入
对于墙，“排序” 选为“墙号＋ 层”， “更新配 筋”项激活
定义PUSHOVER铰的刚度折减率默认值： 在此修改默认 值后点击确认键，则所有铰的刚度折减率都将自动修改。
自动计算具有分布型铰特性的梁单 元的屈服强度时，需要参考梁单元某个 位置的特性(如配筋) ：I端、J端、中心
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4、操作流程详解-配筋输入
方法2：用户自定义配筋结果
特点：在设计-钢筋混凝土构件设计参数-编辑验算用梁（柱、墙）截面参数，输入验 算用截面，构件的最终实配配筋结果以此为准。可在方法一更新后配筋的基础上修改。
转换为加速度-位移关系 能力谱曲线
3、pushover分析原理
需求谱曲线：地震作用的响应谱转换为用ADRS(Acceleration-Displacement Respo nse Spectrum)方式表现的需求谱(demand spectrum)。
Sa Sa
transform
Tn
Response Spectrum Demand Spectrum
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Midas Gen常见问题解答
建模问题 6、定义板厚时，平面内厚度和平面外厚度的区别？ 板单元可以输入两种厚度， 面内厚度是用来计算板单元平面内抗拉及抗压刚度 面外厚度是用来计算板单元面外抗弯刚度 假设N为面内厚度，W为面外厚度， 程序计算自重时一般取用N值； 当N=0、M>0时，以M值计算自重
建模问题
7、问：在MIDAS/Gen中建立模型时，如何考虑楼板刚性及弹性问题?
B、可以直接在定义材料的对话框里选择“用户定义”的方式，手动
的输入各项参数。
建模问题 4、数据库中没有的不规则截面如何输入？ 两种方法来解决： A、模型》材料和截面》添加截面》数值 在数值型截面中直接输入已知截面特性值； B、工 具》截面特性值计算器
画出真实截面形状，计算出特性值后导入midas Gen中使用。
荷载问题 3、定义地震作用时，有两个放大系数，两者是什么关系？最终地 震作用取值如何？ A、菜单：荷载》反应谱分析数据》反应谱函数(图一) 此时的放大系数会放大所有方向的地震作用 B、菜单：荷载》反应谱分析数据》反应谱荷载工况(图二) 此处只放大该作用方向上的地震作用， 两个系数相乘作为最终该方向工况的放大系数。
导入问题 2、导入SATWE文件形成MIDAS的模型需要注意的问题？ 用转换程序导入SATWE的模型文件后，形成.MGT的命令流文件，在
MIDAS中导入此文件，应注意以下问题：
A、风荷载及反应谱荷载没有导进来，需要在MIDAS中重新定义； B、剪力墙洞口无法导入，楼面荷载自动转换为梁荷载； B、需要定义自重、质量； C、需要定义层信息； D、注意比较一下SATWE的质量与MIDAS的质量。 定义质量：midas Gen中有两个地方，模型-结构类型-将结构的自重 转换为质量、模型-质量-将荷载转换成质量，竖向荷载可以通过两个软件 的质量总和进行比较确认是否有丢失；
MIDASGen 中做Pushover 分析的步骤
问: 在MIDAS/Gen中做Pushover分析的步骤?
答: Pushover Analysis 中文又称为静力弹塑性分析或推倒分析。
在MIDAS/Gen中混凝土结构和钢结构的静力弹塑性分析的步骤不尽相同。
混凝土结构的静力弹塑性分析步骤为分析->设计->静力弹塑性分析。
钢结构的静力弹塑性分析步骤为分析分析->静力弹塑性分析。
即混凝土结构必须经过配筋设计之后才能够做静力弹塑性分析，因为塑性铰的特性与配筋有关。
设计结束后，静力弹塑性分析的步骤如下：
1. 在静力弹塑性分析控制对话框中输入迭代计算的控制数据。
2. 定义静力弹塑性分析的荷载工况。
在此对话框中可选择初始荷载、位移控制量、是否考虑重力二阶效应和大位移、荷载的分布形式(推荐使用模态形式)。
3.定义铰类型(提供标准类型，用户也可以自定义)
4.分配塑性铰。
用户可以全选以后，按"适用"键。
5. 运行静力弹塑性分析。
6. 查看分析曲线。
Midas Gen常见问题解答
常见问题解答
北京迈达斯技术有限公司
MIDAS/Gen常见问题解答
定位问题 导入问题 建模问题 荷载问题 分析设计问题
MIDAS/Gen常见问题解答
定位问题
MIDAS/Gen定位 建筑结构通用有限元分析与设计软件，主要解决问题如下：
小震问题：静力地震作用、反应谱分析、弹性时程分析 中震问题：中震弹性分析及设计、中震不屈服分析及设计
B、可以直接在定义材料的对话框里选择“用户定义”的方式，手动
的输入各项参数。
建模问题 4、数据库中没有的不规则截面如何输入？ 两种方法来解决： A、模型》材料和截面》添加截面》数值 在数值型截面中直接输入已知截面特性值； B、工 具》截面特性值计算器
画出真实截面形状，计算出特性值后导入midas Gen中使用。
菜单：模型》建筑物数据》层 在“楼板刚性楼板”一栏中选择“考虑”
即可，程序默认为“考虑”，即所有楼层都按刚性板考虑；
如果想解除某一层楼板的刚性，可在“楼板刚性楼板”一栏中选择“不 考虑”，此时该层楼板按弹性板来考虑， 注意：考虑刚性板假定可以不建立楼板， 不考虑刚性板假定时需要设计者在该楼层建立楼板（用板单元建 立）即可。
菜单：边界->弹性支承->节点弹性支承 菜单：边界->弹性支承->面弹性支承
大震问题：静力弹塑性（Pushover）分析、动力弹塑性分析
空间大跨结构：几何非线性分析 特种结构：静力分析、材料非线性分析 其他分析：边界非线性动力分析（消能减震、阻尼器、摩擦摆隔 震装置）、预应力分析、施工阶段分析
MIDAS/Gen常见问题解答
导入问题
导入问题 1、midas Gen 可以导入和导出哪些数据文件？与其它哪些程序可以互导？
MIDAS_Gen-PUSHOVER分析方法全攻略—730版
静力弹塑性分析方法-Gen 730版
北京迈达斯技术有限公司
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3、pushover分析原理
方法原理： Pushover分析通过考虑构件的材料非线性特点，评估构件进入弹塑性状 态直至到达极限状态时结构性能的方法。 Pushover分析是最近在地震研究及耐震设计中经常采用的基于性能的耐 震设计(Performance-Based Seismic Design, PBSD)方法中最具代表性的分 析方法。所谓基于性能的耐震设计就是由用户及设计人员设定结构的目标性 能(target performance)，并使结构设计能满足该目标性能的方法。 分析目的： Pushover分析前要经过一般设计方法先进行耐震设计使结构满足小震不 坏、中震可修的规范要求，然后再通过pushover分析评价结构在大震作用下 是否满足预先设定的目标性能。如： 1、通过pushover分析得到结构能力曲线。与需求谱曲线比较，判断结 构是否能够找到性能点，从整体上满足设定的大震需求性能目标。 2、性能点状态下结构的最大层间位移角是否满足规范“层间弹塑性位 移角限值”的要求。（框架1/50,框剪1/100,纯剪1/120,框支层1/120） 3、是否在模拟结构地震反应不断加大的过程中，构件的破坏顺序（塑 性铰开展）和概念设计预期相符， 梁、柱、墙等构件的变形, 是否超过构件 某一性能水准下的允许变形。
midas高层建筑的PUSHOVER分析
9：主菜单选择 设计>一般设计参数>地震作用放大系数：
考虑时由设计者直接输入放大系数。
10：主菜单选择 设计>一般设计参数>编辑构件类型：
定义框架梁、框架柱、墙。
选项：添加/替换 构件类型：梁 梁：框架梁
在模型窗口利用过滤器
2．主菜单选择 设计>静力弹塑性分析>PUSHOVER 荷载工况：添加
静力弹塑性分析的荷载工况：push-y 控制选项：一般控制 最大平移：0.2m 勾选 使用初始荷载 荷载分布形式：模态 振型：1 放大系数：1
按
即可
图 12 静力弹塑性分析荷载工况
3．主菜单选择 设计>静力弹塑性分析>PUSHOVER 荷载工况：
高层建筑的pushover分析14图21塑性铰产生的状态y方向图22塑性铰产生的状态x方向高层建筑的pushover分析15pushover计算书1结构分析计算11结构分析采用程序结构分析采用midasgengeneralstructuredesignandanalysissystem该软件由世界最大的钢铁集团韩国的浦项制铁posco集团开发是将通用的有限元分析内核与土木结构的专业性要求有机地结合的通用建筑结构有限元分析与设计软件
1、结构分析计算 ·········································································································15 2、计算结果·················································································································17 3、计算结果的工程判断······························································································21
浅谈静力弹塑性分析(Pushover)的明白得与应用
浅谈静力弹塑性分析（Pushover ）的明白得与应用摘要：本文第一介绍采纳静力弹塑性分析（Pushover ）的要紧理论基础和分析方式，以Midas/Gen 程序为例，采纳计算实例进行具体说明弹塑性分析的步骤和进程，说明Pushover 是罕遇地震作用下结构分析的有效方式。
关键词：静力弹塑性 Pushover Midas/Gen 能力谱 需求谱 性能点一、大体理论静力弹塑性分析方式，也称Pushover 分析法，是基于性能评估现有结构和设计新结构的一种静力分析方式，在必然精度范围内对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性变形分析。
简腹地说，在结构计算模型上施加按某种规那么散布的水平侧向力或侧向位移，单调加荷载（或位移）并逐级加大；一旦有构件开裂（或屈服）即修改其刚度（或使其退出工作），进而修改结构总刚度矩阵，进行下一步计算，依次循环直到操纵点达到目标位移或建筑物倾覆为止，取得结构能力曲线，以后对照确信条件下的需求谱，并判定是不是显现性能点，从而评判结构是不是能知足目标性能要求。
Pushover 分析的大体要素是能力谱曲线和需求谱曲线，将两条曲线放在同一张图上，得出交会点的位移值，同位移允许值比较，查验是不是知足特定地震作用下的弹塑性变形要求。
能力谱曲线由能力曲线（基底剪力-极点位移曲线）转化而来（图1）。
与地震作用相应的结构基底剪力与结构加速度为正相关关系，极点位移与谱位移为正相关关系，两种曲线形状一致。
其对应关系为：1/αGV S a = roofroof d X S ,11γ∆=，图1 基底剪力-极点位移曲线转换为能力谱曲线其中1α、1γ、roof X ,1别离为第一阵型的质量系数，参与系数、极点位移。
该曲线与要紧建筑材料的本构关系曲线具有相似性，其实其物理意义亦有对应，在初始时期作使劲与变形为线性关系，随着作使劲的增大，慢慢进入弹塑性时期，变形显著增加，不论关于构件，仍是结构整体，都是那个规律。
采用MidasGen进行结构Pushover科学分析的方法
Tn2 42
Sa
transform
Tn,2
Tn
Response Spectrum
Demand Spectrum Sd
5% Elastic
Sa Spectrum
Performance Point Demand Spectrum
Amax
Capacity Spectrum
Dmax
Sd
具体地说，就是在结构计算模型 上施加按某种规则分布的水平侧向力， 单调加载并逐级加大；一旦有构件开 裂（或屈服）即修改其刚度（或使其 退出工作），进而修改结构总刚度矩 阵，进行下一步计算，依次循环直到 结构达到预定的状态（成为机构、位 移超限或达到目标位移），得到荷载 －位移曲线。
重新定义； • 需要定义自重、质量； • 需要定义层信息，以及墙编号；
此外，应注意比较SATWE的质量与Midas/Gen的质量， 并比较两者计算的周期结果是否一致。
2、输入Pushover分析控制用数据
荷载最大增幅次数用于定义达到设定的目标位移 （或荷载）的分步数，一般来说，分步越多，每次的增 幅越小，最终得到的能力谱曲线越平滑。但是分步过多 带来计算时间上的大大增加，所以取值应该由少至多进 行试算，直到取得满意的曲线结果为止。
可显示不同颜色区分铰的各个阶段，并可在图例中看到各阶 段的铰所占比例。
对梁分配弯矩铰，对柱和剪力墙分配轴力－弯矩铰。剪 力墙除分配轴力-弯矩铰之外，还须指定剪切铰。
5、分析结果
Pushover曲线输出结果如下图所示
可以在 变形形状 菜单中查看结构在整个 Pushover过程中的变形以及铰生成情况：
图１ 10分步，每步最大10次迭代结果 图2 20分步，每步最大10次迭代结果
pushover分析
(d)变振形加载
变振型加载（自适应加载，SRSS法） 利用前一步加载获得的结构周期与振型，采用振型分解反应谱法确定
结构各楼层的层间剪力，再由各层层间剪力反算出各层的水平荷载，
作为下一步施加的水平荷载模式，考虑了地震过程中结构上惯性力的
分布，比较合理但工作量大为增加。
（3）随着侧向荷载的增加，结构薄弱部位的构件达到屈服，此时对屈 服的构件的刚度予以修正，然后继续增加侧向荷载直至有新的构件屈服。 1: 将已达到抗弯强度的梁、柱、剪力墙等受弯构件的末端设置为铰接点; 2: 将楼层上已达到抗剪强度的剪力墙去掉; 3: 将已经屈曲、且屈曲后强度下降很快的支撑构件去掉; 4: 对于那些刚度己降低，但可承受更多荷载的构件，则修改其刚度特性。
基
底 剪
Pushover曲线
力
能 力
能力谱曲线
谱
加
速 度
(Sdt,sat)
V Sa G1
Sd
top
X1 top,1
Sa Vb
顶点位移Dt
能力谱位移Sd
T 2 Sd
SaG
n
有效质量比
[ (GiXi1)/ g]2
i1
1
n
n
[ Gi / g][ (GiXi21)/ g]
Gi 为结构第i楼层重量 Xi1为基本振型在第i层的位移
分布较均匀的结构。
(a)倒三角形加载
(b)抛物线加载
(c)均匀加载
抛物线加载模式
Pj
W
j
h
k j
n
V
W
i
h
k i
i1
1.0 k1.02T.500.5.5
2.0
此模式可较好地反映结构高阶振型的影响。
Pushover分析原理与MIDAS_GEN计算实例
Pushover分析原理与MIDAS_GEN计算实例科技论坛Pushover 分析原理与MIDAS/GEN 计算实例崔延卫李建新(河南省建筑设计研究院有限公司，河南郑州450014)作为结构抗震性能分析的重要方法之一，Pushover 分析将非线性静力计算结果与弹性反应谱紧密结合起来，用静力分析的方法预测结构在地震作用下的动力反应和抗震性能，在基于性能的抗震设计中得到了广泛的应用。
1Pushover 分析方法的基本原理Pushover 方法是近年来国内外应用较为广泛的一种地震反应静力弹塑性分析方法，利用静力弹塑性分析(Pushover Analysis)进行结构分析的优点在于:既能对结构在多遇地震下的弹性设计进行校核,也能够确定结构在罕遇地震下潜在的破坏机制,找到最先破坏的薄弱环节,从而使设计者仅对局部薄弱环节进行修复和加强,不改变整体结构的性能,就能使整体结构达到预定的使用功能。
对多遇地震的计算,可以与弹性分析的结果进行验证,看总侧移和层间位移角、各杆件是否满足弹性极限要求,各杆件是否处于弹性状态;对罕遇地震的计算,可以检验总侧移和层间位移角、各个杆件是否超过弹塑性极限状态,是否满足大震不倒的要求。
Pushover 方法没有严密的理论基础,它是基于以下两个假设[1]:a.假定结构的地震反应与某一等效的单自由度体系相关,这就意味着结构的地震反应仅由第一振型控制;b.在整个地震反应过程中，结构的形状向量保持不变。
显然,以上两个假设都不尽完善,侧向荷载的分布形式只与结构的基本自振周期和振型有关,没有考虑到结构高阶振型的影响;振型向量一般只凭经验假定,现阶段没有具体可行的办法,而振型向量选取的正确与否对结构特征参数的确定有较大的影响。
但经过大量的实验研究表明,对于地震反应由第一振型控制的多自由度结构,Pushover 方法可以很准确地预测结构的最大地震反应。
2Pushover 分析方法的实施步骤M IDAS/GEN 程序提供的静力弹塑性分析方法,基于两本手册[2]:美国技术应用委员会的《混凝土建筑抗震评估和修复》(ATC-40)和美国联邦紧急管理厅的《房屋抗震加固指南》(FEM A273/274)，其中混凝土塑性铰特性和性能指标来自于ATC-40,而静力弹塑性分析的具体方法则采用了ATC-40的能力谱法。
Pushover方法的准确性和适用性分析研究.
Ｐｕｓｈｏｖｅｒ方法的准确性和适用性分析研究缪志伟，马千里，叶列平，陆新征教育部工程结构与振动重点实验室清华大学土木工程系，北京ｌｏ００８４摘要：Ｐｌｌｓｈｏｖｅｒ方法作为一种建筑结构弹塑性地震响应的简化近似计算方法和抗震性能评价方法已得到广泛应用。
但由于其理论基础不严密，其准确性需要给予必要确认，同时其适用性也应受到一定的限制。
本文以逐步增量弹塑性时程方法的结果为基准，分别以一个普通６层ＲＣ框架结构和一个１８层ＲＣ框架．剪力墙结构为例，对Ｐｕｓｈｏｖｅｒ方法的准确性和适用性进行了分析研究。
结果表明，Ｐ璐ｈｏｖ盯方法仅适用于以第一振型为主的高度不大的结构，且应采用两种以上的侧力模式：对于高阶振型影响较大的结构，该方法的准确性较差，承载力预测显著偏低。
关键词：ＰＩｌｓｂｏｖ骰分析，框架结构，框架．剪力墙结构，逐步增量弹塑性时程分析１１．前言除需确定结构的抗震承载力需求外，基于性能／，臣移抗震设计方法的一个重要工作，是确定强震作用下结构及其构件的弹塑性变形需求。
弹塑性时程分析虽然可以准确预测结构在强震作用下的受力和变形性能，但却受到地震波输入的不确定性和计算代价偏高的制约。
在这种情况下，一种简化近似的结构弹塑性地震响应计算方法——讷，ｓｈｏ、啊方法被提了出来。
该方法已被美国的ＡＫ—４０，ＦＥＭＡ２７３、２７４、３５６正式采用【１１，圆，并给出了具体规定。
我国的《建筑结构抗震设计规范》ＧＢ５００１１．２００１【３】也将该方法作为验算结构在罕遇地震下弹塑性变形的方法之一，但未给出具体规定。
然而，由于Ｐｕｓｈｏｖ盯方法是一种以静力分析代替动力时程分析的方法，其理论基础不严密，预测结果与结构实际弹塑性动力响应势必存在一定差异。
本文以逐步增量弹塑性时程方法为基准，分别对～个普通６层ＲＣ框架结构和一个１８层ＲＣ框架．剪力墙结构，采用不同侧力分布模式进行Ｐ１ｌｓｂｏｖｅｒ分析，通过与逐步增量弹塑性时程方法的分析结果对比，讨论了Ｐｌｌｓｈｏｖｅｒ方法的准确性和适用性。
MIDASGen软件常见问题与解答之一（转）
MIDASGen软件常见问题与解答之⼀（转）⼀、建模问：我想在程序中通过修改数据库中的材料特性值来定义⼀种材料，能否实现？答：例如想修改C30混凝⼟的部分参数，可先选择⼀个规范，再选择C30，然后将规范改为“⽆”，就可以对C30混凝⼟的参数进⾏修改，⽽不⽤⽤户⾃⼰输⼊材料的每⼀个特性值参数了。
问：不⼤明⽩“模型/材料和截⾯特征/截⾯特征系数”中设定参数，⽐如在“连梁刚度折减系数”和“梁设计弯矩增⼤系数”等应该怎么设定？答：在“模型/材料和截⾯特征/截⾯特征值系数”中⼀般使⽤得较多的是设定梁的刚度放⼤或者折减系数，这时候对于需要放⼤或者折减的梁，要单独定义⼀个截⾯号，然后修改Iyy（抗弯刚度），抗扭刚度则修改Ixx。
设计中，需要对⼀些梁的弯矩进⾏调幅的时候，选择要定义的梁，在“设计/钢筋混凝⼟构件设计参数/编辑梁端负弯矩调幅系数”⾥⾯进⾏设定。
在建模中，设计的截⾯在MIDAS截⾯库中没有，请问对于不规则的截⾯输⼊有什么⽅法？问：问：在建模中，设计的截⾯在答：在“⼯具>截⾯特性值计算器”中计算截⾯的特性值后再导⼊到程序中。
问：在删除部分截⾯号后，如何对截⾯的号数进⾏重新编号，使其连续？答：点击菜单“模型/材料和截⾯特性/截⾯”，点击“重新编号”按钮，选择需要重新编号的截⾯，定义好“开始号”及“增幅”，注意勾选上“修改单元截⾯号”，点击“重新编号”即可。
施⼯阶段分析时需要定义构件的初始材龄，其初始材龄的定义是什么，和材龄有何联系？再请问，混凝⼟湿重指的是浇筑时的重量，还是问：施⼯阶段分析时需要定义构件的初始材龄，其初始材龄的定义是什么，和材龄有何联系？再请问，混凝⼟湿重指的是浇筑时的重量，还是问：与⾃重的差值呢？答：初始材龄就是该单元被激活参与⼯作时的材龄. 材龄则意义更⼴泛(初始材龄+激活后的经过时间)。
混凝⼟湿重是指混凝⼟凝浇注时的重量。
计算时，⼀定需输⼊时间依存材料（徐变/收缩）和时间依存材料（抗压强度），程序才会考虑混凝⼟的收缩徐变吗？若此项数据不填写，问：计算时，⼀定需输⼊时间依存材料（徐变问：只定义施⼯阶段，程序是否计算收缩徐变及强度随时间的变化？答：计算收缩和徐变⾄少要定义⼀个施⼯阶段。
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进行Pushove
随着工业自动化水平的提高，MIDAS进行pushove将在智能制
造、工业机器人等领域发挥更大的作用。
智慧城市
02
在智慧城市建设中，MIDAS进行pushove可用于智能交通、公
共安全、环境监测等领域。
金融领域
03
在金融领域，MIDAS进行pushove可用于风险评估、投资决策、
自定义扩展
用户可以根据需要扩展MIDAS的功能模块，满足特定应用场景的 需求。
灵活配置
MIDAS允许用户根据实际需求灵活配置系统参数，以适应不同的 应用场景和数据特点。
精确性
1 2
高精度计算
MIDAS进行pushove采用高精度算法，确保在 处理复杂数学运算时能够获得精确的结果。
数据校验机制
MIDAS具备完善的数据校验机制，能够及时发现 并纠正计算过程中的错误，保证结果的准确性。
MIDAS的起源和发展
• MIDAS方法最初由经济学家 Michael P. Clements和David F. Duffee提出，旨在解决不同频率 数据混合使用的问题。随着时间 的推移，MIDAS方法得到了广泛 的应用和进一步的发展，被用于 分析各种经济和金融时间序列数 据。
MIDAS的应用领域
促进数字化转型
MIDAS进行pushove的应用将加速各行业 的数字化转型进程，推动产业升级和创新发 展。
THANKS
感谢您的观看
技术创新和改进
算法优化
随着算法技术的不断进步，MIDAS进行pushove的算法将进一步优 化，提高准确性和效率。
智能化发展
通过引入人工智能和机器学习技术，MIDAS进行pushove将具备更 强的自适应和学习能力，能够更好地处理复杂和多变的任务。
Midas自己使用问题总结
Midas Gen自己使用问题总结注意：Midas Gen使用操作内容绝大部分都可以在“程序主菜单-帮助”系统中查到，非常方便。
一、零散问题总结1、Midas中的质量MIDAS中转换“质量”分两种，一种是“自重”，一种是“其他荷载”，前者在“模型－〉结构类型”中，后者在“模型－〉质量－〉将荷载转换成质量”中。
在MIDAS/Gen中，“模型> 质量> 将荷载转换成质量...”中不能将单元的自重转换为质量。
如果要做动力分析(包括地震动力分析)，将结构的自重转化为质量，必须要在结构类型中设定相关条目。
即：可以通过“模型－〉结构类型－〉将结构的自重转换为质量”将模型中的单元质量自动转换为动力分析或计算静力等效地震荷载所需的集中质量。
2、Midas“由荷载组合建立荷载工况”该项目将荷载组合中的各荷载工况的组合建立为新的荷载工况。
对非线性单元(如索、只受拉或只受压单元)由于其非线性特性，单纯将各荷载工况的分析结果进行线性组合(荷载组合)是错误的，此时应该使用该功能将荷载组合(如 1.2D+1.4L)定义为一个荷载工况作用于结构上，方能得到正确的分析结果。
路径：从主菜单中选择荷载> 由荷载组合建立荷载工况...或者….从树形菜单中选择静力荷载> 由荷载组合建立荷载工况...3、“刚域效果”与“设定梁端部刚域”刚域效果：自动考虑杆系结构中柱构件和梁构件(与柱连接的水平单元)连接节点区的刚域效应，刚域效应反映在梁单元中，平行于整体坐标系Z轴的梁单元将被视为柱构件，整体坐标系X-Y平面内的梁单元将被视为梁构件。
路径：从主菜单中选择模型> 边界条件> 刚域效果...或者从树形菜单的菜单表单中选择模型> 边界条件> 刚域效果设定梁端部刚域：该功能主要适用于梁单元(梁、柱)间的偏心设定。
当梁单元间倾斜相交，用户要考虑节点刚域效果时，需使用该功能进行设定。
在“主菜单中的模型>边界条件>刚域效果”只能考虑梁柱直交时的效果。
Midas静力弹塑性分析
■ 简介Pushover 分析是考虑构件的材料非线性特点，分析构件进入弹塑性状态直至到达极限状态时结构响应的方法。
Pushover 分析是最近在地震研究及耐震设计中经常采用的基于性能的耐震设计(Performance-Based Seismic Design, PBSD)方法中最具代表性的分析方法。
所谓基于性能的耐震设计就是由用户及设计人员设定结构的目标性能(target performance)，并使结构设计能满足该目标性能的方法。
Pushover 分析前要经过一般设计方法先进行耐震设计使结构满足小震不坏、中震可修的规范要求，然后再通过pushover 分析评价结构在大震作用下是否能满足预先设定的目标性能。
计算等效地震静力荷载一般采用如图所示的方法。
该方法是通过反应修正系数(R)将设计荷载降低并使结构能承受该荷载的方法。
在这里使用反应修正系数的原因是为了考虑结构进入弹塑性阶段时吸收地震能量的能力，即考虑结构具有的延性使结构超过弹性极限后还可以承受较大的塑性变形，所以设计时的地震作用就可以比对应的弹性结构折减很多，设计将会更经济。
目前我国的抗震规范中的反应谱分析方法中的小震影响系数曲线就是反应了这种设计思想。
这样的设计方法可以说是基于荷载的设计(force-based design)方法。
一般来说结构刚度越大采用的修正系数R 越大，一般在1~10之间。
但是这种基于荷载与抗力的比较进行的设计无法预测结构实际的地震响应，也无法从各构件的抗力推测出整体结构的耐震能力，设计人员在设计完成后对结构的耐震性能的把握也是模糊的。
基于性能的耐震设计中可由开发商或设计人员预先设定目标性能，即在预想的地震作用下事先设定结构的破坏程度或者耗能能力，并使结构设计满足该性能目标。
结构的耗能能力与结构的变形能力相关，所以要预测到结构的变形发展情况。
所以基于性能的耐震设计经常通过评价结构的变形来实现，所以也可称为基于位移的设计(displacement-based design)。
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15
1-2
PUSHOVER 主控数据 #2
定义收敛条件
适用于所有PUSHOVER荷载工况 在PUSHOVER 荷载工况中选择“考虑初始荷载”。 考虑轴力变化的影响时需要考虑初始荷载
定义初始荷载
设置刚度折减率默认值
定义PUSHOVER铰的刚度折减率默认值： 在此修改默 认值后点击确认键，则所有铰的刚度折减率都将自动修改。
节点数 ：135 单元数 ：梁柱（234）、墙（12） 所有单元都分配了单元 位移控制步骤数: 50 步
V712 Skyline Solver Mult-Frontal Solver 47.570 [sec] 46.780 [sec]
V730 20.790 [sec] 20.490 [sec]
V730 / V712 43.70 [%] 43.80 [%]
分析速度(缩短了分析时间）
0-9
增加了核内求解算法提高了分析速度：与过去版本相比平均缩短了约50～60％的时间。
4
0-3
PUSHOVRE 分析功能升级内容: 分析
弯矩-旋转角本构关系中可以使用荷载控制法 : 本构关系可以使用双折线、三折线、FEMA类型
所有单元都可以使用荷载控制法和位移控制法
弯矩-旋转角本构中支持双折线、三折线类型
改善了PMM铰的屈服面计算方法：钢构件支持双折线
PMM铰类型（可以考虑轴力的变化） - 钢构件: 分别定义第一、第二屈服面
10
0-9
PUSHOVRE 分析功能升级内容: 分析
Gen V712 与 V730 分析功能比较（分析时间）
ANALYSIS MODEL V712 结果 V730 结果
V712 与 V730 分析时间比较
PUSHOVER 铰特性
人性化的操作界面
3
按单元定义铰特性：在同一个对话框中定义单元六个成分的铰特性 可分别定义Y轴、Z轴的特性 修改了屈服面的定义方法 可使用鼠标拖放功能分配已经定义的铰特性值给单元
增加了PUSHOVER铰特性值表格 :
可以查看各单元的各内力成分的铰特性值 5
＊．点击“表格键”即可打开表格
2
0-1
PUSHOVRE 分析功能升级内容: 分析
非线性单元 0-3
支持梁、墙单元的弯矩-旋转角本构关系: 双折线、三折线、FEMA类型 非线性墙单元可以考虑面外方向的非线性特性 (板类型) 提供具有弯矩-曲率本构的梁单元（分布型铰）：沿单元全长都可以考虑塑性，积分点数量(1~20) (过去版本多折线类型仅支持单元两端出现塑性铰，即只支持集中铰) Pushover中也可以定义一般连接的铰特性值 在同一模型中可以同时使用具有弯矩-旋转角本构的单元和具有弯矩-曲率本构的单元
5
0-4
PUSHOVRE 分析功能升级内容: 分析
增加了板类型墙单元的面外方向的非线性特性 膜类型的墙单元: 面外为弹性
可以定义六个成分的非线性特性
可以定义面内成分的非线性特性
6
0-5
PUSHOVRE 分析功能升级内容: 分析
增加了可分配分布铰的梁单元（弯曲-曲率本构关系） : 通过数值积分可沿单元全长考虑塑性
２
3
2
第一步: 达到弹性极限的90％
1
１
0 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
Displ.
19
2-3
PUSHOVER 荷载工况：荷载控制 #2
Gen V730(新版本)
自动调整步长 Gen V712(旧版本)
第1步: 加载到弹性极限的90％ *．弹性极限：发生屈服时的荷 载
即便分析到最终步骤数荷载也 没有达到输入荷载值的100％ S.F:0.7 : 表示荷载增加到输入 荷载的70％
荷 载
即便计算到最后步骤，也无法 计算到控制荷载的100％
第2~第N步: 使最终步骤达到输 入荷载的100％自动调整等差级 数式的荷载增量。
5
4
预测倒塌荷载 由 分 析 而 得 的 最 Qud*X 终荷载 (倒塌荷载) Qu 弹性极限 位移
Force
增量按照等 差级数变化
将最终(n+1)步的荷 载增量作为后面步 骤的荷载增量
用图形方式输出出铰顺序和铰状态 定义节点、单元、截面、边界、荷载等 定义PUSHOVER分析所需的荷载工况 构件设计: 钢筋信息等用于自动计算钢筋砼构件的屈服强度
定义初始荷载、收敛条件、默认的刚度折减率 定义步骤数、荷载、增量控制方法(荷载、位移)、终止分析条件
PUSHOVER 分析
2
• 决定是否考虑初始荷载条件、是否考虑P-Delta分析 • 定义增量控制函数：用户可以自定义荷载步长 定义非线性单元的铰特性值 可分别定义各内力成分的铰特性: 屈服强度、骨架形状、是否考虑 轴力的变化等 给单元分配铰特性 - 生成单元的铰特性值 - 选择自动计算时，将自动计算各单元的屈服强度
分析 #1
~0-6
PUSHOVER 铰特性值
PMM 类型（可以考虑轴力的变化） - RC构件三折线: 可定义开裂面(第一屈服面) - 钢构件三折线: 可分别定义第一、第二屈服面 - 可分别定义和查看My和Mz的正、负弯矩的最大屈服弯矩 • RC构件三折线类型 - 可以按照AIJ规范定义第二折线的斜率: α_y
后处理
输出单元的截面内力-变形图形: 骨架曲线、节点力、位移等 输出表格形式的单元分析结果 6
12
0-11
线性分析
PUSHOVER 分析流程
建模 线性分析/设计 1 PUSHOVER 主控数据 PUSHOVER 荷载工况 定义PUSHOVER 铰特性值 分配铰特性 : 生成单元的铰特性 单元的PUSHOVER铰特性值表格 运行 PUSHOVER 分析
S.F:１.0 : 表示荷载值达到了输 入的荷载值的１00％
20
2-3
PUSHOVER 荷载工况：荷载控制 #3
最后步骤
决定最终步骤的荷载增量
自动控制步长 第1步
1) 加载用户定义的水平荷载计算弹性极限状态 (*. 弹性极限: 构件发生屈服时的荷载) 2) 将弹性极限的90%作为第1步的荷载系数 : λ 1 3) 决定当前步骤的荷载增量
PUSHOVER 铰特性值表格
Pushover铰表格 : 分配了PUSHOVER铰特性的单元信息表格 Pushover 铰特性值表格: 单元的屈服强度、刚度折减率等信息表格
运行Pushover 分析: 运行PUSHOVER分析
PUSHOVER分析结果
14
1-1
PUSHOVER 主控数据 #1
*. 步骤数: 各PUSHO VER荷载工况只能使 用相同数据
Pnstep = λnstep × P ; λnstep
= 1.0
P = λ ×P 1 1
在此，
[例]
λ1 : 第1步的荷载系数
P 1 : 第1 步的荷载增量 P : 总荷载
第2~第(总步骤数-1)步骤
1) 当前步骤(istep)的荷载系数按下面公式计算
λistep
在此,
λistep −1 +
{(nstep + 1) − istep} ×
终止分析条件 当前刚度比: 结构的刚度与初始刚度的比值小 于输入的值时将终止分析 层间位移角小于输入的值时将终止分析
18
2-3
PUSHOVER 荷载工况：荷载控制 #1
Gen V730(新版本)
勾选自动控制时，用户不必输入 其它参数
改善了自动控制步长方法 Gen V712(旧版本)
输入的参数物理意义不太直观
2008.08.01
PUSHOVER 分析
用户手册
Gen 730
版本
1
目录
00 1 2 3 4 5 6 7
Gen V730 PUSHOVER 分析功能升级内容 PUSHOVER 主控数据 PUSHOVER 荷载工况 PUSHOVER 铰特性值 分配PUSHOVER铰 PUSHOVER铰特性值表格 PUSHOVER分析结果 前后版本输入参数对比
为了输入的便利整合了参数输入窗口 Gen V712(旧版本)
PUSHOVER 分析控制
Gen V730(新版本)
#1 : 初始荷载 #2 : 收敛条件
初始荷载的定义
#4 : 刚度折减率(新增)
设置刚度折减率的默认值
#3 自动计算参考位置(新增)
指定M-Phi类型铰的强度计算的参考位置 利用初始轴力计算开裂弯矩
nstep −1
∑
i =1
i
(1 − λ1 )
λistep : 当前步骤的荷载系数 λistep −:1前次步骤的荷载系数
选择是否考虑P-Delta分析
选择增量控制方法： 荷载控制、位移控制
定义PUSHOVER荷载工况
17
2-2
PUSHOVER 荷载工况(荷载控制）
增量控制 自动控制步长
第一步: 加载到构件初次发生屈服时的荷载 第2~N步: 按等差级数自动调整步长
等步长
按相等的步长(1/nstep)加载
增量控制函数
用户自定义步长变化函数
与旧版本相比新版本分析时间缩短了约50～60％
11
0-10
PUSHOVRE 分析功能升级内容: 前后处理
1
定义初始荷载条件 定义刚度折减率的默认值： 第二、第三段折线的刚度折减率 定义迭代计算收敛条件 对于梁单元，决定使用哪个位置的特性(如配筋)自动计算梁的屈服强度
前处理
增加了PUSHOVER主控数据窗口: 可以在一个窗口中定义分析参数
• 增加了滑移类型：可用于模拟桁架、一般连接(可以考虑初始间隙) 用户可以自定义非线性铰的初始刚度 • 用户可以定义屈服位移
3
0-2
PUSHOVRE 分析功能升级内容: 分析