例题组合结构分析分析例题五.组合结构分析概要此例题介绍使midas Gen的反应谱分析功能来进行组合结构分析的方法。
此例题的步骤如下：1.简介2.建立混凝土框架模型3.建立网壳模型4.合并数据文件5.设定边界条件6.定义组阻尼比7.定义荷载8.输入反应谱数据9.定义结果类型10.定义质量11.运行分析12.荷载组合13.查看结果14.设计验算例题组合结构分析分析1.简介本例题介绍使midas Gen进行组合结构反应谱分析，采用了合并数据文件的建模方法，并使用组阻尼比计算真实的振型阻尼比。
本例题是一个混凝土框架-网壳组合结构。
（本例题数据仅供参考）基本数据如下：混凝土框架柱 400mm×400 mm主梁：200 mm×400 mm次梁：150 mm×300 mm混凝土：C30层高：1F 4.0m网壳上弦：P165.2×4.5下弦：P139.8×4.5腹杆：P76.3×3.2设防烈度：7°（0.10g）场地：Ⅱ类图1 分析模型例题组合结构分析分析尺寸示意图如下：图2 混凝土框架平面示意图图3 钢网壳立面示意图图4 整体模型平面示意图例题组合结构分析分析2. 建立混凝土框架模型参参考Gen用户培训例题1—钢筋混凝土结构的建模部分，建立混凝土框架模型，文件保存为“混凝土.mgb”。
图5 混凝土框架模型3. 建立网壳主参考Gen语音资料-网壳建模，建立网壳模型，文件保存为“网壳.mgb”。
图6 网壳模型例题组合结构分析分析4.合并数据文件1.主菜单选择节点/单元>节点>建立节点坐标输入（0,0,0），点击适用。
注：此处亦可以按照鼠标输入。
图7 混凝土模型原点处建立节点2.主菜单选择节点/单元>单元>移动复制点击，选中除原点以外的全部单元，在“复制/移动单元”对话框中，鼠标点击（dx，dy，dz），在模型中利用鼠标将网架左下角点指向原点（0,0,0），点击适用。
例题组合结构分析分析图8 混凝土模型移动示意3.主菜单选择文件>合并数据文件搜索文件“网壳.mgb”，勾选“建立组”，“原点”则在模型中选中网壳待插入点。
注：(1)当勾选“建立组”时，自动将被合并的集合模型建立一个结构组。
(2)“原点”用来确定待合并模型中的原点在当前模型中的几何位置。
例题组合结构分析分析图9 合并数据文件5. 设定边界条件1. 主菜单选择边界>边界>一般支承利用平面选择,选择底部节点，固接约束。
图10 输入边界条件例题 组合结构分析分析图11 定义边界时选择边界组6. 定义组阻尼比1. 主菜单选择 特性>塑性材料>组阻尼>组阻尼：应变能因子未指定单元和边界的默认值中，组阻尼比：0.05，即输入了混凝土的阻尼比。
已指定单元和边界的默认值中，组类型：结构组 组名称：网壳 阻尼比：0.02，点击添加。
图12 定义组阻尼比注：（1）对于需要定义组阻尼比的边界（如一般连接），需要同时定义对应边界组。
（2）一般连接的定义请参考用户培训手册-边界非线性分析。
注：（1）当使用组阻尼比时，阻尼比计算方法使用应变能因子法或单元质量和刚度因子法。
例题组合结构分析分析7. 定义荷载1.主菜单荷载>荷载类型：静力荷载>建立静力荷载工况：静力荷载工况DL：恒荷载LL：活荷载Wy：风荷载图13 定义荷载工况2.主菜单选择荷载>荷载类型：静力荷载>结构荷载/质量：自重荷载工况：DL 自重系数：Z=-13.主菜单选择荷载>荷载类型：静力荷载>初始荷载/其他：分配楼面荷载>定义楼面荷载类型定义楼面荷载：normal名称：normal 荷载工况DL（LL）楼面荷载：-5（-2），点击添加。
4.主菜单选择荷载>荷载类型：静力荷载>初始荷载/其他>分配楼面荷载>分配楼面荷载选择网壳部分（桁架单元），钝化，再按平面视图查看。
楼面荷载类型：normal 分配模式：双向荷载方向：整体坐标系Z在模型窗口指定加载区域节点。
例题组合结构分析分析图14 定义自重系数图15 定义楼面荷载类型例题组合结构分析分析图16 分配楼面荷载5.主菜单选择荷载>荷载类型：静力荷载>结构荷载/质量：节点荷载按立面视图，使用多边形选择，选择网架上弦杆，激活，再按平面视图查看。
荷载工况：DL 荷载方向：整体坐标系Z 荷载大小：FZ=-2KN荷载工况：LL 荷载方向：整体坐标系Z 荷载大小：FZ=-4KN图17 网壳部分施加节点荷载激活网架部分，按平面视图查看，选中上下弦一侧的边缘节点作为风荷载Wy的加载节点。
荷载工况：Wy 荷载方向：整体坐标系Y 荷载大小：FY=6KN例题组合结构分析分析图18 网壳立面施加风荷载8. 输入反应谱数据1.主菜单选择荷载>地震作用>反应谱分析数据>反应谱函数注：（1）“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。
（2）“修改阻尼比”勾选，则之前反应谱函数中输入的综合阻尼比将被替代。
（3）用组阻尼比方法进行时程分析时，时程荷载工况中阻尼计算方法也应选用应变能方法。
图19 生成设计反应谱例题组合结构分析分析2.主菜单选择荷载>地震作用>反应谱分析数据>反应谱荷载工况特征值分析控制>频率数量（振型数）：10反应谱分析控制：振型组合方法：CQC 反应谱荷载工况名称：Rx，Ry，Rz地震角度：Rx和Ry分别为0°、90°；Rz地震作用角度Z向周期折减系数：0.8阻尼比计算方法：应变能因子，并勾选“修改阻尼比”图20 定义反应谱荷载工况例题组合结构分析分析9. 定义结构类型主主菜单选择结构>类型>结构类型结构类型：3-D将结构的自重转换为质量：转换到X、Y、Z注：由于考虑了竖向地震作用，自重要转换到X、Y、Z。
图21 定义结构类型及自重转换10. 定义质量主菜单选择荷载>静力荷载>结构荷载/质量>节点质量>将荷载转换为质量质量方向：X、Y、Z荷载工况：DL（LL）组合系数：1.0（0.5）注：此处转换的荷载不包括自重。
图22 定义质量转换例题 组合结构分析分析11.运行时程分析主菜单选择 分析>运行>运行分析以上为整个前处理阶段，包括建模、荷载、边界、运行分析几个部分，下面进入后处理阶段。
12. 荷载组合主菜单选择 结果>组合>荷载组合一般组合：选择规范按混凝土（程序按混凝土规范生成的荷载组合较全）生成，用于查看内力变形等结果，一般组合中有包络组合。
混凝土设计：用于混凝土结构设计部分组合，点击自动生成 钢结构设计：用于钢结构设计部分组合，点击自动生成 设计规范：GB50010-10及GB50017-03图23 荷载组合注：（1）“考虑双向地震作用”勾选，可以考虑正交结果的荷载组合。
（2）用户亦可以自定义所需的荷载组合，先在左侧名称一栏定义名称，在右侧选择荷载工况和组合系数。
例题 组合结构分析分析13. 查看结果1. 主菜单选择 结果>模态>振型阻尼比图24 查看振型阻尼比2. 主菜单选择 结果>模态>振型>周期与振型图25 查看周期与振型结果注：（1）表格中给出每个振型的频率、周期、振型参与质量、阻尼比，其中阻尼比就是反应谱荷载工况中所取用的。
（2）质量和刚度系数计算，是针对Rayleigh 公式：[C]=Alpha*[M]+Beta*[K]中的Rayleigh 系数——Alpha 和Beta ，可以通过两个模态的频率和阻尼比进行求解，常用抗震分析。
例题组合结构分析分析3.主菜单选择结果>结果>内力>桁架单元内力选择内力中指定受拉或受压，则只显示受拉单元或受压单元的内力。
查看反力、位移、内力、周期等其他结果，请参考Gen用户培训例题1-钢筋混凝土结构的后处理部分。
图26 查看桁架单元内力结果14. 设计验算主由于本结构是混凝土和钢结构组合结构，因此一般设计参数、钢筋混凝土设计参数和钢结构设计参数均需要设定。
具体可以根据Gen用户培训例题1-钢筋混凝土结构的设计部分和Gen用户培训例题4-钢结构的设计部分，下面只给出部分步骤。
1.主菜单选择设计>一般设计参数>指定构件选择混凝土部分，分配类型：自动选择类型：根据选择。
图27 指定构件例题组合结构分析分析2.主菜单选择设计>设计结果>钢构件设计>钢结构设计结果简图激活网架上弦杆，按平面视图查看验算比：轴向显示类型：等值线、图例和数值选项图28 上弦杆轴向应力比结果3.主菜单选择设计>设计结果>混凝土设计>钢筋混凝土结构设计简图按截面激活混凝土梁，按平面视图查看，验算比：组合显示类型：梁、柱输出成份：轴压比、主筋、抗剪钢筋柱截面尺寸系数：2图29 混凝土梁配筋设计简图例题 组合结构分析分析图30 混凝土柱配筋设计简图4.主菜单选择 视图>显示>显示选项图30 调整简图中输出结果字体注：对单元输出值进行修改，得到选择输出字体的颜色和大小等。