midas Gen混合结构及楼板详细分析
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凝土筒体组成的混合结构，其结构阻尼比宜取0.04
《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。
2015恭贺新年网络培训
midas Gen混合结构及楼板详细分析
北京迈达斯技术有限公司 技术中心 建筑技术部 郭文达（西南）
HAPPY NEW YEAR 2015
新一年的第一天或若干天，为世界多数国家通行的节日。世界各国，特别是古代都有不同的日期，现代世界多 数国家为公元制纪年的1月1日。在中国古代，也称元旦，现代将“元旦”称为公历新年，将“春节”称为农历 新年。当日，人们会以各种不同的方式庆祝新年的到来。
需要注意混凝土结构楼板的处理，相应注意事项请见楼板详细分析培训。
2015/1/22
北京迈达斯技术有限公司 技术中心
11
混合结构分析
一. 常见问题
钢结构模型往混凝土结构模型合并还是相反混凝土模型往钢结构模型合并？
对于哪个模型进行合并需根据工作量来判定。当采用midas Gen空间结构风 荷载自动计算时，需根据其空间结构风荷载是否施加方便，如果方便推荐将混 凝土模型合并至钢结构模型里。若采用midas Gen空间结构风荷载自动计算方 便或者不利用该功能添加风荷载时，可将钢结构模型合并至混凝土模型里。
单独设计 （PKPM、3D3S等）
补充分析 （施工阶段分析、超长结构温度分析、屈曲分析、弹塑性分析等）
优化设计
2015/1/22
北京迈达斯技术有限公司 技术中心
施工图
14
混合结构分析
二. 阻尼比确定
砼---0.05
钢结构---0.01~0.04
2015/1/22
15
混合结构分析
二. 阻尼比确定
真实的模拟地震作用及其他动力作用
2015/1/22
北京迈达斯技术有限公司 技术中心
16
混合结构分析
二. 阻尼比确定
规范规定
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010 11.3.5 组合结构在多遇地震作用下的阻尼比可取为0.04。风荷载作用下楼层位移
验算和构件设计时，阻尼比可取为0.02～0.04。 《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ138-2001 4.2.3 当全部结构构件均采用型钢混凝土结构，包括型钢混凝土框 架和钢筋混
2015/1/22
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8
混合结构分析
一. 常见问题
对于网壳结构，其与混凝土支座模型如何模拟？
对于大跨网壳结构，有时为了减少由于如温度作用等对下不混凝土产生较大的水平推力，此时 会设置滑动支座或弹性支座。对于这类支座可利用弹性连接（弹性、仅受压、多折线等）、刚性 连接模拟。对于采用什么方式模拟，需要根据实际情况采用合适的方法。
17
混合结构分析
二. 阻尼比确定
屋盖结构的地震作用计算如何计入上下部结构的协同工作?
《抗规》条文说明10.2.7条 ：考虑上下部结构的协同作用是屋盖结构地震作用计算 的基本原则。考虑上下部结构协同工作的最合理方法是按整体结构模型进行地震作 用计算。特别是对于不规则的结构，抗震计算应采用整体结构模型。目前，规模较 大的设计单位一般均具备了使用一些结构分析软件( 包括通用软件) 进行整体模型地 震作用计算的能力，且按整体结构进行大跨屋盖结构抗震计算的条件也越来越成熟。 同时，本次修订也没有完全强调大跨屋盖结构的地震作用计算一定按整体模型进行 分析。当下部结构比较规则时，设计人员也可以采用一些简化方法( 譬如等效为支 座弹性约束) 来计入下部结构的影响。但是，这种简化必须依据可靠且符合动力学 原理( 即应综合考虑刚度和质量等效后的有效性)。
对于网壳结构，单独模型与整体模型结果差异较大，因此需特别处理。midas Gen推出专门做设计的midas GDN模块，即可以避免刚度等代等人为控制，又可 以得到符合规范及大家习惯的设计结果。
2015/1/22
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7
混合结构分析
一. 常见问题
大跨网壳结构需要做哪些分析，midas Gen怎么实现？
2015/1/22
百度文库
12
混合结构分析
一. 常见问题
模型常见奇异解决办法？
常见奇异的原因有：1. 几何可变体系；2. 瞬变体系；3. 单位定义错了（荷载、截面、长度等）； 4. 节点约束全部释放（见用梁单元模拟桁架单元会出现奇异怎么处理）；5. 支座约束不足（如只约 束竖向，未约束水平及旋转）。
当需要采用梁单元通过释弯曲约束模拟桁架单元时，“可能”会造成节点奇异，此时可采用以下两 种方法处理：1. 一根杆不释放，其他杆释放；2.释放约束数值定义较小值，但不为0，见分析设计原 理4.2节。
2015/1/22
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18
混合结构分析
二. 阻尼比确定
阻尼比的计算方法 1、振型阻尼比法
振型阻尼比是指针对于各阶振型所定义的阻尼比。组合结构中，不同材料的能量耗散机 理不同，因此相应构件的阻尼比也不相同，一般钢构件取0.02，混凝土构件取0.05。对于 每一阶振型，不同构件单元对于振型阻尼比的贡献认为与单元变形能有关，变形能大的单 元对该振型阻尼比的贡献较大，反之则较小。所以，可根据该阶振型下的单元变形能，采 用加权平均的方法计算出振型阻尼比ζi
2015/1/22
几何可变体系
瞬变体系（平面外）
梁释放约束
一根梁不释放约束 释放约束数值不为0
13
（桁架单元）
（桁架单元）
（梁单元）
混合结构分析
一. 常见问题
混合结构分析设计流程
混凝土
（PKPM等）
混
合
整体分析
结
（midas、SAP2000等）
构
钢
（3D3S等）
整体设计 （midas GDN等）
反应谱阻尼系数的上下限。
“根据阻尼比修改反应谱”勾选，则之前反应
谱函数中输入的综合阻尼比将被上述求出的各 振型阻尼比替代。
修正公式：
注2：振型组合时，如果选 择CQC（Complete Quadratic Combinaton）方
法，则不需要使用修正公
式也能计算各个模态的阻
尼系数。组合方法在反应
与规范一致
2015/1/22
北京迈达斯技术有限公司 技术中心
23
混合结构分析
三. 支座模拟
常用的支座类型 固定铰支座、单向滑动支座、多向滑动支座、橡胶支座、限制位移支座等
2015/1/22
24
混合结构分析
三. 支座模拟
常用的支座类型 固定铰支座 单向滑动支座 多向滑动支座 橡胶支座 限制位移支座
2015/1/22
19
混合结构分析
二. 阻尼比确定
阻尼比的计算方法 2、统一阻尼比法
依然采用方法一的公式，但并不针对各振型i分别计算单元变形能Wsi，而 是取各单元在重力荷载代表值作用下的变形能Wsi，这样便求得对应于整体结构 的一个阻尼比。
2015/1/22
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20
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
谱分析控制里面可以设定。
27
混合结构分析
四. midas Gen操作
阻尼比参数设置 3. 查看各阵型阻尼比
表格中给出每个振型的频率、 周期、振型参与质量，其中振型 阻尼比即反应谱荷载工况中所取 用的。
混合结构分析
二. 阻尼比确定
阻尼比的引入 结构中使用不同的材料或者设置了阻尼器
各单元的阻尼特性可能会不一样
阻尼矩阵为非古典阻尼矩阵，不能按常规方法分离各模态
������������ + ������������ + ������������ = −������������ ������ + ������
������ + ������������������������������ + ������������������������ = −������ ������ + ������������������
midas Gen对不同的材料和边界定义成组，并赋予阻尼比
使用基于应变能的阻尼比计算方法
2015/1/22
2015/1/22
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9
混合结构分析
一. 常见问题
网壳的支座可否认为是减隔震支座？
部分网架支座做成叠合橡胶板，与橡胶隔振支座相近，但通过力学分析发现， 该支座水平刚度对网架的地震作用影响较大（如10kN/mm与1kN/mm对地震 影响不同）。不一定会对网壳起减少地震作用，多数情况下会加大地震作用。 为什么会出现类似情况，由甘肃省院黄总提出是由于隔振建筑中，隔振支座上 部质量较大，而网壳结构的支座中，网壳质量教少，会出现类似鞭梢效应增加 网壳结构的地震作用，并通过软件计算验证了这点
真实的模拟地震效应（反应谱荷载工程和时程荷载工况）
21
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
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22
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。
2
2015开年大喜
2015期盼
2015/1/22
3
目录
混合结构分析
楼板详细分析
近期技术支持问题汇总
2015/1/22
北京迈达斯技术有限公司 技术中心
4
混合结构分析
2015/1/22
北京迈达斯技术有限公司 技术中心
5
混合结构分析
01
常见问题
02
阻尼比确定
03
支座模拟
04
midas Gen操作
2015/1/22
2015/1/22
北京迈达斯技术有限公司 技术中心
10
混合结构分析
一. 常见问题
网壳结构建模方法，及其他注意事项。
对于空间结构建模建议结合自己长处来进行建模，如混凝土结构可导入PKP M模型，网壳结构可导入CAD模型。之后利用模型合并建立整体模型。最后边 界条件、支座、组阻尼、荷载等信息，进行分析设计。
对于大跨网壳结构除进行常规分析及整体分析外，常需做温度应力补充分析、 屈曲分析、线弹性时程分析。当项目较大时需进行弹塑性分析、多点激励分析、 双非线性分析、抗连续倒塌分析、施工模拟分析、节点细部分析等。以上分析 中除双非线性分析外，midas Gen都可实现，且可以说是完美实现，但对于节 点细部分析推荐采用midas FEA或者midas FX+辅助建模。
北京迈达斯技术有限公司 技术中心
6
混合结构分析
一. 常见问题
单独分析与整体分析结果差别多大（如何指导设计）？
通常，混合结构采用单独模型进行设计。如何由整体计算结果指导设计，此时 可通过对比整体结果阵型与单独模型阵型对比来进行。如对于混凝土结构模型，上 部网壳的刚度及荷载进行简化后使得单独模型的阵型都能在整体模型中找到，或者 单独模型与整体模型地震作用相当时，可利用单独模型设计。
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
特性>组阻尼：应变能因子
2015/1/22
26
混合结构分析
四. midas Gen操作
阻尼比参数设置
2. 反应谱工况中定义
“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。
注1：选择多个反应谱的情 况，根据内插法来计算反 应谱，不使用修正公式。 此时的阻尼系数不能超出
2015/1/22
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25
混合结构分析
四. midas Gen操作
阻尼比参数设置
1. 组阻尼比定义
对于没有定义组的结构使用的阻尼比
定义组阻尼比时，阻尼比计算方法提 供应变能因子法或单元质量和刚度因 子法
勾选时，表示当进行反应谱或时程分析 时，选择阻尼比计算方法为“应变能因子” 时，程序才进行组阻尼比计算，否则不予 计算。
《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。
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midas Gen混合结构及楼板详细分析
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HAPPY NEW YEAR 2015
新一年的第一天或若干天，为世界多数国家通行的节日。世界各国，特别是古代都有不同的日期，现代世界多 数国家为公元制纪年的1月1日。在中国古代，也称元旦，现代将“元旦”称为公历新年，将“春节”称为农历 新年。当日，人们会以各种不同的方式庆祝新年的到来。
需要注意混凝土结构楼板的处理，相应注意事项请见楼板详细分析培训。
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混合结构分析
一. 常见问题
钢结构模型往混凝土结构模型合并还是相反混凝土模型往钢结构模型合并？
对于哪个模型进行合并需根据工作量来判定。当采用midas Gen空间结构风 荷载自动计算时，需根据其空间结构风荷载是否施加方便，如果方便推荐将混 凝土模型合并至钢结构模型里。若采用midas Gen空间结构风荷载自动计算方 便或者不利用该功能添加风荷载时，可将钢结构模型合并至混凝土模型里。
单独设计 （PKPM、3D3S等）
补充分析 （施工阶段分析、超长结构温度分析、屈曲分析、弹塑性分析等）
优化设计
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施工图
14
混合结构分析
二. 阻尼比确定
砼---0.05
钢结构---0.01~0.04
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15
混合结构分析
二. 阻尼比确定
真实的模拟地震作用及其他动力作用
2015/1/22
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混合结构分析
二. 阻尼比确定
规范规定
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010 11.3.5 组合结构在多遇地震作用下的阻尼比可取为0.04。风荷载作用下楼层位移
验算和构件设计时，阻尼比可取为0.02～0.04。 《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ138-2001 4.2.3 当全部结构构件均采用型钢混凝土结构，包括型钢混凝土框 架和钢筋混
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混合结构分析
一. 常见问题
对于网壳结构，其与混凝土支座模型如何模拟？
对于大跨网壳结构，有时为了减少由于如温度作用等对下不混凝土产生较大的水平推力，此时 会设置滑动支座或弹性支座。对于这类支座可利用弹性连接（弹性、仅受压、多折线等）、刚性 连接模拟。对于采用什么方式模拟，需要根据实际情况采用合适的方法。
17
混合结构分析
二. 阻尼比确定
屋盖结构的地震作用计算如何计入上下部结构的协同工作?
《抗规》条文说明10.2.7条 ：考虑上下部结构的协同作用是屋盖结构地震作用计算 的基本原则。考虑上下部结构协同工作的最合理方法是按整体结构模型进行地震作 用计算。特别是对于不规则的结构，抗震计算应采用整体结构模型。目前，规模较 大的设计单位一般均具备了使用一些结构分析软件( 包括通用软件) 进行整体模型地 震作用计算的能力，且按整体结构进行大跨屋盖结构抗震计算的条件也越来越成熟。 同时，本次修订也没有完全强调大跨屋盖结构的地震作用计算一定按整体模型进行 分析。当下部结构比较规则时，设计人员也可以采用一些简化方法( 譬如等效为支 座弹性约束) 来计入下部结构的影响。但是，这种简化必须依据可靠且符合动力学 原理( 即应综合考虑刚度和质量等效后的有效性)。
对于网壳结构，单独模型与整体模型结果差异较大，因此需特别处理。midas Gen推出专门做设计的midas GDN模块，即可以避免刚度等代等人为控制，又可 以得到符合规范及大家习惯的设计结果。
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混合结构分析
一. 常见问题
大跨网壳结构需要做哪些分析，midas Gen怎么实现？
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混合结构分析
一. 常见问题
模型常见奇异解决办法？
常见奇异的原因有：1. 几何可变体系；2. 瞬变体系；3. 单位定义错了（荷载、截面、长度等）； 4. 节点约束全部释放（见用梁单元模拟桁架单元会出现奇异怎么处理）；5. 支座约束不足（如只约 束竖向，未约束水平及旋转）。
当需要采用梁单元通过释弯曲约束模拟桁架单元时，“可能”会造成节点奇异，此时可采用以下两 种方法处理：1. 一根杆不释放，其他杆释放；2.释放约束数值定义较小值，但不为0，见分析设计原 理4.2节。
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混合结构分析
二. 阻尼比确定
阻尼比的计算方法 1、振型阻尼比法
振型阻尼比是指针对于各阶振型所定义的阻尼比。组合结构中，不同材料的能量耗散机 理不同，因此相应构件的阻尼比也不相同，一般钢构件取0.02，混凝土构件取0.05。对于 每一阶振型，不同构件单元对于振型阻尼比的贡献认为与单元变形能有关，变形能大的单 元对该振型阻尼比的贡献较大，反之则较小。所以，可根据该阶振型下的单元变形能，采 用加权平均的方法计算出振型阻尼比ζi
2015/1/22
几何可变体系
瞬变体系（平面外）
梁释放约束
一根梁不释放约束 释放约束数值不为0
13
（桁架单元）
（桁架单元）
（梁单元）
混合结构分析
一. 常见问题
混合结构分析设计流程
混凝土
（PKPM等）
混
合
整体分析
结
（midas、SAP2000等）
构
钢
（3D3S等）
整体设计 （midas GDN等）
反应谱阻尼系数的上下限。
“根据阻尼比修改反应谱”勾选，则之前反应
谱函数中输入的综合阻尼比将被上述求出的各 振型阻尼比替代。
修正公式：
注2：振型组合时，如果选 择CQC（Complete Quadratic Combinaton）方
法，则不需要使用修正公
式也能计算各个模态的阻
尼系数。组合方法在反应
与规范一致
2015/1/22
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混合结构分析
三. 支座模拟
常用的支座类型 固定铰支座、单向滑动支座、多向滑动支座、橡胶支座、限制位移支座等
2015/1/22
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混合结构分析
三. 支座模拟
常用的支座类型 固定铰支座 单向滑动支座 多向滑动支座 橡胶支座 限制位移支座
2015/1/22
19
混合结构分析
二. 阻尼比确定
阻尼比的计算方法 2、统一阻尼比法
依然采用方法一的公式，但并不针对各振型i分别计算单元变形能Wsi，而 是取各单元在重力荷载代表值作用下的变形能Wsi，这样便求得对应于整体结构 的一个阻尼比。
2015/1/22
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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
谱分析控制里面可以设定。
27
混合结构分析
四. midas Gen操作
阻尼比参数设置 3. 查看各阵型阻尼比
表格中给出每个振型的频率、 周期、振型参与质量，其中振型 阻尼比即反应谱荷载工况中所取 用的。
混合结构分析
二. 阻尼比确定
阻尼比的引入 结构中使用不同的材料或者设置了阻尼器
各单元的阻尼特性可能会不一样
阻尼矩阵为非古典阻尼矩阵，不能按常规方法分离各模态
������������ + ������������ + ������������ = −������������ ������ + ������
������ + ������������������������������ + ������������������������ = −������ ������ + ������������������
midas Gen对不同的材料和边界定义成组，并赋予阻尼比
使用基于应变能的阻尼比计算方法
2015/1/22
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混合结构分析
一. 常见问题
网壳的支座可否认为是减隔震支座？
部分网架支座做成叠合橡胶板，与橡胶隔振支座相近，但通过力学分析发现， 该支座水平刚度对网架的地震作用影响较大（如10kN/mm与1kN/mm对地震 影响不同）。不一定会对网壳起减少地震作用，多数情况下会加大地震作用。 为什么会出现类似情况，由甘肃省院黄总提出是由于隔振建筑中，隔振支座上 部质量较大，而网壳结构的支座中，网壳质量教少，会出现类似鞭梢效应增加 网壳结构的地震作用，并通过软件计算验证了这点
真实的模拟地震效应（反应谱荷载工程和时程荷载工况）
21
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。
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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。
2
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2015期盼
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混合结构分析
楼板详细分析
近期技术支持问题汇总
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混合结构分析
2015/1/22
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5
混合结构分析
01
常见问题
02
阻尼比确定
03
支座模拟
04
midas Gen操作
2015/1/22
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混合结构分析
一. 常见问题
网壳结构建模方法，及其他注意事项。
对于空间结构建模建议结合自己长处来进行建模，如混凝土结构可导入PKP M模型，网壳结构可导入CAD模型。之后利用模型合并建立整体模型。最后边 界条件、支座、组阻尼、荷载等信息，进行分析设计。
对于大跨网壳结构除进行常规分析及整体分析外，常需做温度应力补充分析、 屈曲分析、线弹性时程分析。当项目较大时需进行弹塑性分析、多点激励分析、 双非线性分析、抗连续倒塌分析、施工模拟分析、节点细部分析等。以上分析 中除双非线性分析外，midas Gen都可实现，且可以说是完美实现，但对于节 点细部分析推荐采用midas FEA或者midas FX+辅助建模。
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混合结构分析
一. 常见问题
单独分析与整体分析结果差别多大（如何指导设计）？
通常，混合结构采用单独模型进行设计。如何由整体计算结果指导设计，此时 可通过对比整体结果阵型与单独模型阵型对比来进行。如对于混凝土结构模型，上 部网壳的刚度及荷载进行简化后使得单独模型的阵型都能在整体模型中找到，或者 单独模型与整体模型地震作用相当时，可利用单独模型设计。
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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
特性>组阻尼：应变能因子
2015/1/22
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混合结构分析
四. midas Gen操作
阻尼比参数设置
2. 反应谱工况中定义
“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。
注1：选择多个反应谱的情 况，根据内插法来计算反 应谱，不使用修正公式。 此时的阻尼系数不能超出
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混合结构分析
四. midas Gen操作
阻尼比参数设置
1. 组阻尼比定义
对于没有定义组的结构使用的阻尼比
定义组阻尼比时，阻尼比计算方法提 供应变能因子法或单元质量和刚度因 子法
勾选时，表示当进行反应谱或时程分析 时，选择阻尼比计算方法为“应变能因子” 时，程序才进行组阻尼比计算，否则不予 计算。