midas高层建筑的PUSHOVER分析

1、计算方法 MIDAS/Gen 采 用 的 是 ATC-40(1996) 和 FEMA-273(1997) 中 提 供 的 能 力 谱 法 (Capacity Spectrum Method, CSM)对结构进行大震作用下的静力弹塑性分析（Pushover 分析），进而评价该结构的抗震性能。水平推覆力分布形式可采用模态分布、静力荷载 工况（用户自定义）、常量加速度分布三种形式，通过 Pushover 法建立结构的能力谱， 同时把规范规定的反应谱变换为结构大震作用下的需求谱，找出结构性能点。 在大震作用下，根据性能点时的结构变形，对以下两个方面进行评价： a）层间位移角：是否满足抗震规范规定的弹塑性层间位移角限值； b）结构变形：由结构塑性铰的分布，判定结构薄弱位置。根据塑性铰所处的状态， 检验结构构件是否满足大震作用下的抗震性能水准。 2、计算方式 一般工程实例可由 SATWE 模型转换至 MIDAS/Gen，转换程序由北京迈达斯技术 有限公司提供。除墙体开洞改为按连梁输入外，几何参数及荷载均同 SATWE 模型。弹 性计算考虑风荷载和地震作用。地震作用取 7 度 0.1g 多遇地震，采用振型分解反应谱 方法计算。静力弹塑性分析的操作步骤可按上述过程进行。 3、Pushover 参数 1） Pushover 分析控制 荷载最大增幅次数 20。 最大迭代/增幅步骤数 10。 收敛值 0.001。 2） Pushover 地震作用工况
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高层建筑的 PUSHOVER 分析
荷载组合
注： 1. 考虑双向地震 勾选双向地震程 序会在荷载组合 中自动添加。
主菜单选择 结果>荷载组合:
一般组合：用于查看内力变形等，一般组合中有包络组合 混凝土设计：用于结构设计部分组合 点击自动生成 设计规范：GB50017-03
2. 用 户 亦 可 自 定 义所需的荷载用 户，先在左侧名称 一栏定名称，在右 侧选择荷载工况 和组合系数。
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MIDAS
Gen Structural Engineering System 高层建筑的PUSHOVER分析
5：主菜单选择 设计>一般设计参数>计算长度系数：当由程序自动计算时，
一般不用选择此项菜单。当有一些特殊构件的计算长度系数需由设计者指定时，选择此项菜单 编辑构件计算长度系数。
6：主菜单选择 设计>一般设计参数>极限长细比：一般由程序根据规范内定，
不用选择此项菜单。当有一些特殊构件的极限长细比需由设计者指定时，选择此项菜单编辑构 件极限长细比。
荷载工况/荷载组合：push_y，步骤： 位移：DY 显示类型：图例、动画、铰状态 点击
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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
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Pushover 计算书
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1、结构分析计算 1.1 结构分析采用程序
结构分析采用 MIDAS/Gen（General structure design and analysis System），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。该软 件目前已成功应用于世界 5000 多个实际工程项目当中。 1.2 结构静力弹塑性分析方法
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3：主菜单选择 设计>钢筋混凝土构件设计>墙的设计:
墙构件配筋
图 10 墙设计结果
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静力弹塑性（PUSHOVER）分析
1．主菜单选择 设计>静力弹塑性分析>静力弹塑性控制
图 11 静力弹塑性分析控制
注：控制位移 一般为 总高 度×塑性位移 角限值
图 15 能力需求谱曲线
8．自动生成性能控制点荷载步，点击
，然后点击
图 16 性能控制点荷载步 push-y(pp) 9．主菜单选择 设计>静力弹塑性分析>PUSHOVER 图形> 层剪力/层间位移/层间位移角
PUSHOVER 荷载工况：push-y 分析结果类型：层-层剪力
层-层间位移 层-层间位移角 步骤：step5 , 10, 15, pp 。点击
梁构件配筋 在选择项勾选全选，再勾选更新配筋，则程序按计算的配筋量把配筋数据 赋予梁构件。需要查看单个构件的详细设计情况，可选择相应构件并点击 图形结果或者详细结果查看。
图 8 梁设计结果
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2：主菜单选择 设计>钢筋混凝土构件设计>柱的设计
柱构件配筋
图 9 柱设计结果
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：
单元类型：梁单元 铰的位置：I 和 J
在模型窗口选择所有梁单元（利用过滤器功能选择），按
即可。
同样方法分配柱铰和墙铰
6．主菜单选择 设计>静力弹塑性分析>运行静力弹塑性分析
7．主菜单选择 设计>静力弹塑性分析>静力弹塑性曲线
静力弹塑性分析的荷载工况：push1
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高层建筑wk.baidu.com PUSHOVER 分析
显示方式：能力反应谱
定义设计反映谱：需求反应谱
设计反映谱：CHINA(GB50011-2001)
设计地震分组：1， 地震设防烈度：7（0.01g）
地震设防烈度：7（0.01g） 场地类别：Ⅱ
地震影响：罕遇地震 阻尼比：0.05
结构反应类型：A（短周期新建建筑物） B（短周期已有建筑物）
C（短周期破损建筑物） USER（用户定义）
图 1 荷载组合
一般设计参数
1：主菜单选择 设计>一般设计参数>定义框架： 设计类型 ：三维
图 2 定义框架
2：主菜单选择 设计>一般设计参数>指定构件：
自动指定构件自由长度
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高层建筑的 PUSHOVER 分析 当梁单元中间被其它节点分割成几部分时，需由程序自动指定构件，定义梁单元在强轴作用 平面内的自由长度。 注：当有非直线梁单元时，需在模型中选择此梁单元由手动完成。
一般在做基础设计时考虑活荷载折减，其它情况可不考虑。考虑时由设计者直接输入折减系 数。
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
7：主菜单选择 设计>一般设计参数>等效均布荷载系数：此系数为压弯构
件在强轴（或弱轴）作用平面内稳定计算时的等效弯矩系数，可选择由程序自动计算。 勾选由程序自动计算 在模型窗口选择竖向压弯构件 当有一些特殊构件的稳定计算需由设计者指定时，在此项菜单内直接输入等效弯矩系数即可。
8：主菜单选择 设计>一般设计参数>编辑活荷载折减系数：
图 5 钢筋混凝土材料特性
4：主菜单选择 设计>钢筋混凝土构件设计参数
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编辑最大配筋率
高层建筑的 PUSHOVER 分析
图 6 编辑最大配筋率
5：主菜单选择 设计>钢筋混凝土构件设计参数>定义设计用钢筋直径
图 7 定义设计用钢筋直径
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钢筋混凝土构件设计
高层建筑的 PUSHOVER 分析
1：主菜单选择 设计>钢筋混凝土构件设计>梁的设计
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
同样方法定义柱和墙构件。
功能选择框架梁，按
即可。
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钢筋混凝土构件设计参数
1：主菜单选择 设计>钢筋混凝土构件设计参数>定义抗震等级
图 3 设计标准
2：主菜单选择 设计>钢筋混凝土构件设计参数>材料分项系数
图 4 材料分项系数 3：主菜单选择 设计>钢筋混凝土构件设计参数>编辑钢筋混凝土材料 特性
铰数据类型名称：zj（柱铰） 定义数据形式：P-My-Mz（轴力弯矩铰） 按
铰数据类型名称：QJ（墙铰） 定义数据形式：PMM（轴力弯矩铰）或者剪力-y,z（剪力铰） 按
图 14 定义 PUSHOVER 铰特性值
5．主菜单选择 设计>静力弹塑性分析>分配铰特性值
选项：添加/替换 静力弹塑性铰的形式：lj
定义/显示初始荷载 荷载工况：DL 放大系数：1 按 9
荷载工况：LL
按
高层建筑的 PUSHOVER 分析 放大系数：0.5 按
即可
图 13 定义初始荷载
4．主菜单选择 设计>静力弹塑性分析> 定义 PUSHOVER 铰特性值
添加 铰数据类型名称：lj（梁铰）
定义数据形式：弯矩-Y，Z（弯矩铰） 按
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图 17 层-层剪力图
图 18 层-层间位移图
图 19 层-层间位移角图
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10．主菜单选择 设计>静力弹塑性分析>铰状态表格
注：程序自动 统计出每一层 处于各状态铰 的数量。
图 20 铰状态表格
11．主菜单选择 结果>变形>变形形状：查看塑性铰产生的状态
3：主菜单选择 设计>一般设计参数>反转构件方向：
若有对称单元且对称部分单元编号相同时，选择此项菜单，否则不用选择此项菜单。
4：主菜单选择 设计>一般设计参数>自由长度：当由程序自动指定构件后，
程序默认自由长度为构件两节点间距离，一般不用选择此项菜单。当有一些特殊构件的自由长 度需由设计者指定时，选择此项菜单编辑构件自由长度。
目
高层建筑的 PUSHOVER 分析
录
荷载组合 ································································································································2 一般设计参数概述 ·················································································································2 钢筋混凝土构件设计参数 ·····································································································4 钢筋混凝土构件设计 ·············································································································6 静力弹塑性（Pushover）分析 ·······························································································9 Pushover 计算书···················································································································15