框架結構近場、遠場地震非線性動力分析

本算例采用ANSYS經典模塊來做分析,C30混凝土框架梁結構,框架結構模型為6層,其中首層層高為3.9m,其它層層高為3.3m。樓板厚度為0.1m。模型豎直向上為Z軸正方向。

框架結構的截面屬性及材料參數見下表1。

表1  框架結構截面屬性及材料參數

柱截面

(mm×mm)

X邊跨梁截面

(mm×mm)

X中間跨梁截面

(mm×mm)

Y梁截面

(mm×mm)

板厚

(mm)

彈模

(Pa)

密度kg/m3

框架結構近場、遠場地震非線性動力分析的圖1

500×500

250×500

250×400

250×450

100

29.6E10

2450

0.2

moxing.png

框架結構有限元模型

bengou.png

定義混凝土本構曲線

bianxing.png

自重下的位移變形云圖

yingli.png

自重下的應力云圖

從上述圖片中可以看出,結構在自重作用下框架結構頂部中間位置產生向下的變形比較大,并且隨著高度的變化位移也成規律性變化,位移變化與框架結構高度近似成正比。其中結構最大變形為2.353mm。

motai1.png

第5階模態振型分布云圖

motai2.png

第7階模態振型分布云圖

motai3.png

第10階模態振型分布云圖

模態分析主要目的是為測得結構的固有頻率、周期和振型,之后用于計算瑞雷阻尼系數。

近場.jpg
遠場.jpg
對比.jpg
shichengquxian.png
結果對比.jpg

遠場、近場地震結果分析

近場地震作用下選取特征點加速度最值對比/m/S2

最值

節點650

節點530

節點410

節點290

節點170

節點32

最大值

5.907

5.475

4.657

3.472

2.391

1.182

最小值

-4.946

-4.518

-3.798

-2.813

-1.760

-0.956

 

遠場地震作用下選取特征點加速度最值對比/m/S2

最值

節點650

節點530

節點410

節點290

節點170

節點32

最大值

4.14596

3.63658

3.2745

2.8727

2.3499

1.26615

最小值

-3.6055

-3.690

-3.6656

-3.2505

-2.42285

-1.34764

 

可以看出,相同峰值加速度工況下,無論是位移還是加速度放大效應,近場地震波作用下框架結構頂部節點的放大效應要大于遠場地震波,所以,在地震時程分析過程中,不能忽略近場地震波的放大作用。

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