地震响应的反映谱法与时程分析比较

发电厂房墙体地震响应的反映谱法与时程分析比较

1问题描述

发电厂房墙体的大体模型如图1所示：

图1 发电厂墙体几何模型

大体要求：依据class 的最后一页的作业成立ansys模型,考虑两个水平向地震波的一起作用(地震载荷按标准谱缩放,谱值如下)，要紧计算底部跨中单宽上的剪力与弯矩最大值,及顶部水平位移。要求详细的ansys反映谱法命令流与手算验证进程。以时程法结果进行比较。分析不同阻尼值,,的阻碍。

标准谱 (1g=9.81m/s2) (设计地震动值为0.1g) 频率 谱值(g)

33 9

与标准谱对应的两条人工波见文件与

2数值分析框图思路与理论简介

理论简介

该问题要紧牵涉到结构动力分析当中的时程分析和谱分析。时程分析是用于确信经受任意随时刻转变荷载的结构动力响应的一种方式。谱分析是模态分析的扩展，是用模态分析结果与已知的谱联系起来计算模型的位移和应力的分析技术。 分析框架：

时程分析：在X和Z两个水平方向地震波作用下，提取底部跨中单宽上的剪力、弯矩值和顶部水平位移，并求出最大响应。

谱分析：先做模态分析，再求谱解，由于X和Z两个方向的单点谱鼓励，因此需进行两次谱分析，别离记入不同的工况最后组合进行后处置得出结够顶部水平位移、底部单宽上剪力和弯矩的最大响应。

3有限元模型与荷载说明

有限元模型

考虑结构的几何特性成立有限元模型，第一成立平面几何模型，并将模型进行合理的切割，采用plane42单元，利用映射划分网格的方式生产平面单元（XOY平面）。然后，采纳solid45单元，设置拖沓方向的单元尺寸并清楚初始平面单元plane42，将平面单元进行拖沓，最后生成发电厂墙体的有限元立体几何模型。单元总数为6060个，总节点数为8174个，有限元模型如图2所示：

图2 发电厂墙体有限元模型

荷载说明

时程分析：第一计算结构的前两阶自振频率，别离为f1?6.1000，f2?8.2867。那么结构的圆频率?1?2?f1?38.3274,?2?2?f2?52.0669，关于常阻尼比?1?0.02，?2?0.05，

?3?0.10，由结构质量阻尼公式??由结构刚度阻尼公式??2??1?2得：?1?0.8831，?2?2.2076，?3?4.4153，

?1??22?得，?1?0.0004425，?2?0.0011063，?3?0.0022125。

?1??2采纳底部完全约束，加载方式为加载地震波的加速度，分为2800个荷载步，每一个荷载步取一个子步进行加载求解。底跨中单宽上的剪力和弯矩是通过面项然后积分的方式求得，最后得出最大值并在excel中画出时刻历程曲线。

谱分析：求得模态后进行两次谱分析，输入的频率值别离为33、九、、，对应谱值为、、、。一样采纳底部完全约束，后处置时采纳工况记录和运算的方式。

4数值结果与合理性比较（单位均为国际单位制）

时程分析结果

①常阻尼比?1=0.02：

?3顶部跨中最大水平位移为UXmax?2.13?10m，沿X轴正方向。其时刻历程曲线如图3

所示：

图3 ?1=0.02时顶部跨中水平位移时刻历程曲线