第五章 三维有限元分析软件MIDAS的基本应用简介

(b) 水平或 倾斜构件 （梁或斜 杆）β角 梁单元单元坐标系及内力示意图
（4）节点坐标系（NCS, Node Local Coordinate System）， NCS使用的也是右手法则的x、y、z轴垂直坐标系，各轴 以小写字母（x、y、z）表示。节点坐标系一般用在赋予 节点以特定方向的边界条件或强制位移上。
7）结果：荷载组合条件的输入、分析结果的图 形处理、查询及分析功能等。 8）设计：设置设计参数，进行钢筋混凝土、组 合构件的截面设计、钢结构的优化设计等。 9）模式：前处理模式和后处理模式的转换功能。 10）查询：节点或单元的输入状态及属性的查 询功能。 11）工具：单位系及初期操作环境的设定、MC T命令窗口(Midas Gen Text，格式命令输入模型数 据 ）、材料目录表的列表、地震数据的生成、 截面特性值计算器的运行功能等。 12）窗口：操作画面的各种窗口调整和排列功 能。 13）帮助：帮助功能及连接midas IT的主页、 发送e-mail的功能等。
层的用途
用于定义墙构件号。 用于自动计算风荷载和计算地震作用，并将计算得 到的横向荷载加载到各层。 在建筑各层自动考虑刚性楼板效应，并输入各层刚 性楼板质量。 用于输出层位移、层间位移、层间刚度比、剪重比、 层偏心等。
MIDAS/Gen 软件的应用
主讲教师：种迅 合肥工业大学土建学院建筑工程系
MIDAS Family Program
MIDAS/Civil Civil structure analysis/design for window system 土木工程专用结构分析以及优化设计系统 MIDAS/Gen General structure design system for windows 土木、建筑通用结构分析以及优化设计系统 MIDAS/FEmodeler 迅速建模以及自动生成有限元网格的软件 MIDAS/BDS 建筑无专用结构分析以及优化设计系统 MIDAS/SDS 楼板、筏式基础的结构分析以及优化设计系统 MIDAS/SET 单体结构设计软件 MIDAS/ADS 剪力墙结构住宅楼的分析以及优化设计系统
（3）单元坐标系（ECS, Element Coordinate System）， ECS使用的也是右手法则的x、y、z轴垂直坐标系，各轴 以小写字母（x、y、z）表示，主要用来表达单元内力、 单元应力及相关于单元的其他输入数据。在查看单元分析 结果时，使用单元坐标系会更方便。
(a) 竖向构 件（柱） β角
MIDAS实际工程应用——新北京电视台 （236米，巨型钢框架－支撑结构）
反应谱分析，时程分析，Pushover分析，施工阶段分析
MIDAS实际工程应用——大连国贸中心 （主体高度为335.35米 ，框筒混合结构 ）
反应谱分析，时程分析，Pushover分析
MIDAS实际工程应用——北京奥运会主体育场
关联菜单
关联菜单是软件为了尽量减少移动鼠标，而提供 通过在操作窗口点击鼠标的右键来显示与操作内容相 关的各项功能或经常使用功能的菜单系统。
工具条和图标菜单
为了能够快速地导入经常使用的功能，软件提供 将各项功能形象化的图标菜单。各图标从属于各种类 似功能图标群的工具条内。对工具条上的某一图标的 功能有疑问时，只要将鼠标移到该图标位置，就会出 现简单的提示窗口。
设计实例
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： 250x600 次梁： 200x400 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：7（0.10g） 场地： Ⅱ类
反应谱分析，钢结构优化设计，屈曲分析
MIDAS实际工程应用——首尔世界杯体育馆
预应力分析，非线性分析，吊装施工顺序分析
主菜单
MIDAS的基本界面
图标菜单
树型菜单 模型窗口
关联菜单
信息窗口
状态条
主菜单
主菜单包含MIDAS/Civil内存所有功能的指示命 令和快捷键： 1）文件：包括与文件的建立、保存、打印、 数据互换等相关的功能。 2）编辑：包括撤销/重做功能和表格化数据 的编辑功能等。 3）视图：模型的视觉表现方法的调整功能、 选择功能、激活/钝化功能等。 4）模型：网格、节点、单元、截面特性、 边界条件、质量等模型数据的输入功能等。 5）荷载：各种静力荷载、动力荷载、温度 荷载及施工阶段分析、移动荷载分析、水化 热分析和几何非线性分析所需数据的输入功 能等。 6）分析：分析过程中所需的各种控制数据 的输入和分析运行功能等。
树形菜单
从模型的输入到分析、结果分析的整个过程，以 及各种表格及组的设定状态等按照树形结构进行了系 统的整理，使用户可以就所需的内容得到指示或打开 相关的对话窗口，进行有效的操作。在树形菜单的“工 作树”中可以清楚地对已做的模型数据输入状况进行确 认，并提供对模型进行修改的拖放（Drag&Drop）方式 的建模功能。
源自文库
建模、分析、设计的主要操作过程：
1）打开文件并设定操作的基本环境 2）定义构件的材料及截面的数据 3）建立节点和单元 4）定义建筑物的支承条件 5）输入各种荷载 6）进行结构分析 7）查看分析结果 8）进行构件设计及配筋
Midas/Gen中的坐标系
（1）全局坐标系（GCS, Global Coordinate System） GCS使用的是右手法则X、Y、Z轴垂直坐标系，各轴 以大写字母（X、Y、Z）表示。建筑物的节点坐标、节点 位移、节点反力及相关节点的其他输入数据皆由该坐标系 表达。启动软件时，系统将自动生成原点（Reference poin t）为（0，0，0）的全局坐标系统，画面的竖直方向与全 局坐标系的Z轴平行。用户在定义建筑物的总体几何形状 时可以使用全局坐标系。在建模时，将建筑物的竖直方向 （重力加速度的反方向）输入为GCS的Z方向会比较便利。 （2）用户坐标系（ （UCS, Userl Coordinate System） 用户为了建模方便，考虑建筑物的几何特征而在GCS 上附加设定的坐标系。在建立平面不规则或竖向不规则的 结构模型时，建议使用用户坐标系。
MIDAS/Gen的特点
全面的有限元单元库 梁单元、桁架杆单元 、索单元、板单元、平面应力单元、平 面应变单元、墙单元、轴对称单元、墙单元、实体块单元、 只受压单元、只受拉单元、间隙单元、钩单元、粘弹性阻尼 单元、弹塑性阻尼单元、铅芯橡胶支座隔震单元、摩擦摆隔 震单元等。 广泛的适用领域 土木结构：桥梁、地下结构、水池、大坝、隧道等。 建筑结构：办公楼、住宅、商场、商住楼、陆地以及海上的 工业建筑。 特殊结构：体育场馆、飞机库、发电厂等。 其它结构：轮船、飞机、输电塔、起重机、压力容器等。
方便的建模功能 全中文化的操作界面 ，操作简单。 直观的三维建模，方便的查看功能。 与多种软件具有数据接口。（AUTOCAD的DXF文件、SAP90文件、S AP2000文件、STAAD文件、GTSTRUDL文件、MSC.Nastran文件等。 强有力的分析与设计功能 特征值分析、反应谱分析、静力弹塑性分析、动力弹塑性分析、 几何非线性分析、材料非线性分析、屈曲分析、施工阶段分析、 支座沉降分析、水化热分析、钢筋混凝土预应力分析 等。 强大的后处理功能 中文版中收入了较为全面的中国规范