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摘要：本文以工業廠房為例，利用有限元分析軟件MidasGen建立三維空間模型，通過進行模態、反應譜和彈塑性分析，得到地震影響、風荷載下的結構內力、位移、變形，以及結構動力響應，驗證Midas可以合理滿足工程設計所需，同時又能解決復雜結構設計軟件的束縛。

關鍵詞：有限元；midasGen；三維空間；工程設計

引言

自上世紀90年代起，計算機科學的飛速進步給眾多行業的發展開辟了一條新的出路，工程建設亦是如此，計算機不僅成功替代了設計人，解決了繁瑣的手算難題，并且讓計算精度得到保障，隨即國內涌現出pkpm、盈建科等優秀的結構設計軟件，而隨著國內外結構形式趨于多樣化、建筑高度也一次次刷新人類記錄，人們對工程建設中模型的要求也越來越苛刻，大規模、高精度和高效率成為擺在全世界工程設計人員面前的一道難題，由此，有限元分析技術應運而生并得到迅速壯大，有限元技術是否能真實準確的反應結構荷載下的振動響應，以及如何正確在工程實例中利用有限元技術成為所有軟件開發團隊和工程人員合作的焦點。目前國內市場，基于pkpm推出時間最早（80年代），軟件開發相對最為完善，操作簡捷的優勢，使其仍處于不可撼動的壟斷地位，其不合理、不方便之處，將成為阻礙中國結構設計發展的一道鴻溝，為此，越來越多的設計部門利用etabs、sap2000或midas對pkpm的計算結果進行二次復核，本文就針對常見的工業廠房設計中pkpm二維pk建模的問題，利用midas三維建模進行比較。

1工程概況

廠房檐溝位置高度：10m，屋脊位置高度：11.7m，單坡屋面，放坡9%，吊車梁位置高度：7.2m，沿廠房縱向通常布置，廠房縱向總長54m分9跨，柱距6m，橫向跨度21m。

2設計依據

《建筑工程抗震設防分類標準》（GB50223-2008），《建筑結構荷載規范》（GB50009-2012），《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010），《鋼結構設計規范》（GB50017-2003），《門式鋼架輕型房屋鋼結構技術規范》（GB51022-2015）。

3前處理

所有鋼材均選用Q235B，鋼柱HM588x300x12x20，H牛腿（變截面）600x300x6x10—250x300x6x10，兩端H鋼梁（變截面）600x300x10x14—400x300x10x14，中間段H鋼梁400x300x10x14，吊車梁HM340x250x9x14，屋面水平支撐160x5鋼管。對比pkpm可知，使用Midas可以將牛腿建在模型中，計算更貼合實際。

4設計地震反應譜

結合廠房地勘報告，采用加速度反應譜法的抗震分析方法，嚴格依據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）制定出反應譜函數（圖5）。阻尼比0.01，地震分組第1組，地震設防烈度6度（0.05g），場地類別Ⅱ類，地震影響系數0.04，場地特征周期0.35s。由此可依據反應譜法計算得到結構的位移、變形情況（圖6），與pkpm的satwe計算結果相比，可以整體顯示結構的變形，且位移與變形可同時顯示，便于用戶做出判斷。

5結論

MidasGen對工業廠房進行分析計算時，可以將PKPM的PK二維建模以三維的形式合理體現，同時，又能解決pkpm無法在satwe排架結構建模的弊端，尤其對特種結構具有普遍性。將所有影響因素放在一個模型里考慮，考察鋼結構廠房多遇地震下彈性或彈塑性變形及振動響應，且計算結果與PKPM相差甚微。由此可見，MidasGen雖進入中國時間不長，但憑借其豐富的功能性、計算的準確性、有好的界面，逐漸被國內工程設計人員所接納，為復雜多樣的工業設計帶來安全可靠的幫助。

作者：劉雨 單位：中海油石化工程有限公司