03-building project applications using midas gen

BY: 

MIDAS GEN‐Project Applications 

“ Most Intelligent Design & Analysis System…

MIDAS GEN…… ”

What is Midas/Gen?

MIDAS/Gen is a Windows‐based, general‐purpose structural analysis and optimal design system

MIDAS: the Most Intelligent Design & Analysis System 

Gen :   General Structural Design System

Midas/Gen has been used for over 10 years and applied over 4,000 projects successfully.

It has higher credibility and stability.

Main Features of Midas/Gen

- Intelligent User Interface.- Latest Enhanced Computer Graphics.- User oriented input/output. - High-rise Specific Functionality.- High-end Analysis Capabilities.- Fast Solver Speed.- Comprehensive Design module.

Why MIDAS ?

It contains High‐end Analysis Features and comprehensive design capabilities.

Are there a need for such comprehensive analysis features?

Yes.

Innovation in Building Construction

Current construction market allows for iconic building with very un‐usual shapes

Challenges for Structural Engineer

Building codes give only guidelines and can’t cover all special cases. 

Overestimation lead sometimes to un‐safe design.

Challenges for Structural Engineer

There is a need for a powerful analytical software that comprehensively address the behaviour of such buildings and lead to safe design.

Shall I stop using my usual software?

No. At least you have to use parallel model for verification of the results.

Manual verifications may not be suitable in complex projects. 

Midas/Gen Main Features

Intelligent User Interface

Latest Enhanced Computer Graphics

Special Visualization Features

Modeling Capabilities

Direct Transfer with:

-Tekla Structures

-Revit Structure

-STAAD

Import/Export (Autocad DXF, MGT,….ect).

Merge Data Files

Unlimited Undo/Redo & step return using History.

High‐end Analysis Features

P‐Delta & Large ‐Displacement analysis‐Dynamic Analysis‐Base Isolators & Dampers‐Pushover Nonlinear ‐Analysis‐Inelastic Time History Analysis‐Staged post‐tensioning‐Centenary Cable Structure‐Heat of Hydration Analysis‐ Floor Vibration Analysis

High‐Rise Specific Functionality

‐Column Shortening reflecting change in elastic modulus, creep and shrinkage‐Construction Stage  Analysis  accounting for change in geometry, support and loading.‐Building model generation wizard.‐Material stiffness changes for cracked sections.

Construction Stage /Column Shortening Analysis

Accounting for time‐dependent properties of concrete

Design Capabilities

Composite  members design. Structural steel weight optimization Graphics representing steel ratios, 

weight distribution n and average safety ratios.

Reinforcing steel size and spacing based on auto‐calculated reinforcing steel.

Slender R/C column design. Shear wall design reflecting the 

slenderness ratio. Auto calculation of effective buckling 

length factor. Auto generation of design check 

calculations and design summaries. 

Dubai Pearl Project‐Case Study

Building Description

Dubai Pearl project is a multi‐billion US $ mixed use development project located at the heart of new Dubai.

It has significant design and build‐ability challenges in the field of structural engineering.

Dubai Pearl‐Brief 

The plan of the project has a circular shape with an approx. diameter of 500m.

≈ 25 Football Stadium  

Dubai Pearl will comprise four iconic  towers consists of: Premium offices, International retail, residential and, Five star‐hotels.

Building Description

Total built‐up area: 20 mil sq ftParking: 15,500 parking spaces Population: 9,000 residents / 12,000 employees

“ a city within a city… ”

Building Description

The four iconic towers are connected at top by crown (Sky Palace).

SKY PALACE

Four Iconic Towers

SKY PALACE is a unique architectural feature for Dubai Pearl project

Top Crown

Lateral Stability for Individual Towers

Central Core (Bearing Wall Syatem‐UBC97): Cast‐in‐situ concrete with wall thicknesses from 900mm to 500 mm with concrete grade of C60/75.

Perimeter Columns: Composite columns with high strength concrete grade of C80/90.

Foundation: A 3.25 m Raft on 1.5 m bored piles.

Central Core

Perimeter Columns

MIDAS Gen Modeling

MIDAS Gen Modeling 

-Nodes : 90k-Beam Elements : 66k-Plate Elements: 39k-Wall Elements: 37k-Stories: G+73+4 Mez.+ Roof-Height: ~300m

MIDAS Model

MIDAS Gen Modeling 

-Importing DXF files

DXF files

MIDAS Gen Modeling 

-Element Section Definition

Section Definition

MIDAS Gen Modeling 

Composite Section

MIDAS Gen Modeling 

Plate/Wall Elements

MIDAS Gen Modeling 

Material Definition

MIDAS Gen Modeling 

Section Stiffness Modifiers

MIDAS Gen Modeling 

Boundary Conditions

MIDAS Gen Modeling 

Load Cases

MIDAS Gen Modeling 

Wind Case of Loading

MIDAS Gen Modeling 

Seismic Case of Loading

MIDAS Gen Modeling 

Seismic Case of Loading

Analysis Results

MIDAS Gen Modeling 

Story Drift

Story Drift

Midas Gen Modeling

ETABS MIDAS GEN

DUBAI PEARL

DUBAI PEARL‐Period Comparison

Mode #Period (Sec)

ETABS MIDAS GEN

1 8.76 8.78

2 7.81 7.78

3 6.62 6.71

4 3.48 3.34

5 3.41 3.31

DUBAI PEARL‐Base Shear Comparison

Load CaseBase Shear (kN)

ETABS MIDAS GEN

Wx(BS) -1.13E+05 -1.11E+05

Wy(BS) -1.24E+05 -1.22E+05

EQx -2.78E+05 -2.79E+05

EQy -2.78E+05 -2.79E+05

SPECxy ‐ x 2.81E+05 2.79E+05

SPECxy ‐ y 2.82E+05 2.80E+05

Erection Sequence with time‐dependent Model

A comprehensive analysis that considers :

Erection sequence

Time-dependent properties of concrete.

Have been developed in order to asses a

realistic deformation properties of the

building and Differential Shortening between

central core and perimeter columns

MIDAS GEN Model

Erection Sequence assuming reasonable construction program has been carried out

Step No. 15 Step No. 40

Step No. 60 Final Step

Shrinkage of Concrete

Time Dependent Properties of Concrete 

Creep of Concrete

Time Dependent Properties of Concrete 

Aging of Concrete

Construction Sequence Assumptions

The floor cycle is 7 days. The finishing and cladding will start after reaching L20.

The finishing cycle is 7 days.

Columns/Walls Vertical Shortening (VS)

Column

Wall

VS (Wall) = 92 mm

VS (Column) = 130 mm

Differential Shortening and Column Lengthening Regime.

Story Range Column Lengthening(mm)

L50‐Roof 35

L40‐L49 35

L30‐L39 30

L20‐L29 25

L10‐L19 5

Base‐L09M 0

Differential Shortening

Column Lengthening

‐ The differential shortening between the outer columns and central core has been calculated for each story.

‐ Column lengthening regime has been proposed to overcome floor tilting.

‐Monitoring process will be conducted during construction. 

Long‐term effects on the Outrigger Design

There is an additional forces in the outriggers and belt trusses due to long term effects.

It is resulted from differential shortening between outer columns and central core.

Outrigger Steel Diagonal Members

Mechanical Floor Level L37

Rolex Tower‐Case Study

Rolex Tower Client:  Mr. Abdul Hamied Seddiqi Lead Consultant:  Skidmore, Owings & Merril (SOM)

Local Architect: Erga Progress Structural Design: e.construct Contractor: Dubai Contracting Company

•Basement+Ground+Mezzanine+60 floors tower – approx. floor area 940m2 each

ADFC Building‐Case Study

ADFC Building

Differential settlement is reasonably calculated by using MIDAS Software

Signature Towers‐Case Study

Construction Stages

CS#3

CS#5

CS#17

CS#14

CS#11

CS#8

Long‐term effects

Creep of Concrete

Shrinkage  of Concrete

Bright Star‐Case Study

Bright Star Tower

•60 storey residential building

• Each storey is approx. 1370m2

• Precast beams, precast pre‐stressed hollow core slabs and stairs

• Cast‐in‐situ columns and walls

Bright Star Tower‐Modeling

Bright Star Tower‐Modeling

Mode shape 1Mode shape 2

Mode shape 3

Bright Star Tower‐Seismic Forces

Bright Star Tower‐Wind Forces

Conclusions

‐MIDAS/Gen is a powerful analytical tool.

-It has fast solver; contains advanced analysis capabilities and comprehensive design modules.

- There is a real need nowadays to use software with advanced analytical capabilities to trace the behavior of iconic buildings, which lead to safe and reliable design.

- Midas/Gen has been used successfully over 10 years in a wide range of structures.

www.econstruct.aewww.midasuser.com