建筑結構振動分析的案例
淺談建筑結構振動控制技術 附工程結構減震控制周福霖下載
建筑物減震結構振動控制性能與建筑物的使用壽命和安全性緊密相關。要提高建筑物的耐久性和安全性，那么就必須從建筑物的隔減震結構入手，選擇最優質的建筑材料提高建筑隔減震結構的性能，保證建筑物的安全性。
我國新《建筑抗震設計規范》之中，已經添加了消能和隔震等振動控制的一些專門章節。在國際方面，自第一屆國際結構控制會議于1994年在美國洛杉磯召開以來，大約每4年召開一次，結構地震反應的控制已成為地震工程中的熱點和前沿性研究方向。有關這一領域的綜合評價文章也常見諸于國內外的期刊和會議上。消能技術與減振技術在最近幾年之中也由基礎研究方面逐漸轉向工程的實際應用之上，所以對于建筑結構的減振、隔震與振動控制的分析勢在必行。
傳統建筑抗震設計，主要利用結構自身來吸收、消耗地震帶來的能量以滿足設防抗震的標準，雖然能在遇到較小地震時起到比較好的效果，但毫無疑問這是一種比較消極被動的抵抗地震的方法。科學有效的抗震方法是通過采用結構振動控制技術來達到抗震目的，即通過對結構本身施加振動控制系統，讓其與結構本身共同發揮抗震作用，以減輕建筑結構的抗震反應。目前已經成為結構工程學科中一個十分活躍的研究領域，被稱為土木工程的高科技領域。結構振動控制技術根據所采取的控制措施是否需要外部能源可分為：被動控制、主動控制和混合控制，以下將分別對這些控制技術予以簡述。
一、隔震與消能減振原理概述
結構變形吸收是建筑結構對地震帶來的能量進行消除的主要方式，也就是說，建筑結構變形吸收的能力是決定建筑應對地震強度能力高低的主要因素。在傳統的建筑結構中，對于隔震與消能減振的要求是比較低的，這種建筑結構對于處理小型地震方面可能是可行的，但是一旦發生規模和強度較大的地震，這種建筑結構可謂是不堪一擊的。
展開 基于Abaqus的建筑結構隔震分析 附ABAQUS建筑結構分析應用下載
圖10 核心筒混凝土受壓損傷
結論
對于隔震結構，小震彈性設計方法要求地震作用下底部剪力減小50%，則結構的設防烈度可以降低一度進行常規設計。本文通過時程分析的方法，考察隔震結構在大震作用下的性能，結果顯示，在大震作用下，結構的整體響應，無論是位移角還是結構的剪力，與小震結果都有明顯差異，隔震支座對結構性能的改善，主要體現在結構的上部，對結構的中下部則較小，且不再滿足規范中對剪力降低50%的要求。另一方面，非線性的影響會對結構的計算結果起到放大作用，使微小差異的結構方案在大震作用中表現出明顯不同的抗震性能。
下載地址 ：ABAQUS建筑結構分析應用
展開 建筑物的自由振動和地震分析(1)---定義土層
1 引言
這個例子來自于Plaxis2D用戶手冊(Free vibration and earthquake analysis of a building)，用來顯示一棟五層樓的建筑在受到自由振動和地震載荷【地震載荷作用下的邊坡穩定性分析(Seismic Loading)】作用下的動力學分析。兩種計算采用了不同的動態邊界條件：
在自由振動(free vibration)中，使用粘性邊界(Viscous boundary)條件【PLAXIS 機器地基動力分析---Part II】，這種設置適用于動態源的位置位于網格內的問題【風速(Wind Velocity)計算】；對于地震荷載，使用自由場(Free-field)【發布PLAXIS 2D V22.02.00 新的改進要點；FLAC3D 7.0 新特性簡介(P1)---速度提升】和符合基礎邊界(Compliant base boundary)條件，此選項是地震分析的首選，在模型底部施加動態輸入，符合基礎邊界條件用來吸收向下的波，從而使波只向上傳播。
本題的主要內容包括：
(1) 進行動態計算
(2) 定義動態邊界條件(自由場、符合基礎和粘性）
(3) 使用動態放大系數(dynamic multipliers)定義地震
(4) 模擬結構的自由振動
(5) 使用具有小應變剛度的硬化土(Hardening Soil)模型對滯回行為(hysteretic behaviour)進行模擬
(6) 評估傅里葉頻譜(Fourier spectrum)的固有頻率
我們側重地震載荷的動力分析。
2 物理模型
該建筑物由5層樓板和一
個地下室組成。
展開 結構振動、沖擊、碰撞計算、動力優化設計、振動疲勞分析與振動臺試驗模擬
3.2動力設計分析方法（DDAM）
4、時域分析法
5、沖擊響應譜轉時域載荷的方法
6、我國軍標與德國軍標中沖擊載荷的取用規則
工程實例-1：船用配電箱的沖擊響應譜分析
工程實例-2：船用配電箱的DDAM分析
工程實例-3：沖擊載荷作用下船用配電箱的時程響應計算
結構振動高級分析技術
1、非一致（多點）激勵問題的模擬計算
2、基于加速度法的結構振動計算
3、基于位移法的結構振動計算
4、基于大質量法的結構振動計算
5、基于大剛度法的結構振動計算
工程實例-1：質量點-彈簧振動系統的加速度法模擬
工程實例-2：質量點-彈簧振動系統的位移法模擬
工程實例-3：質量點-彈簧振動系統的大質量法模擬
工程實例-4：質量點-彈簧振動系統的大剛度法模擬
工程實例-5：基于加速度法的高層建筑地震響應模擬
工程實例-6：基于大質量法的大跨剛構橋地震非一致激勵動力分析
工程實例-7：基于位移法的大跨度橋梁的地震非一致激勵動力分析
結構振動臺試驗模擬技術
1、概述
2、振動臺與結構模型的連接
3、oct/min和dB/oct的含義及其在ANSYS中的定義方法
4、正弦定頻試驗模擬方法
5、正弦掃頻試驗模擬方法
6、隨機振動試驗模擬方法
7、沖擊試驗模擬方法
8、時域激勵振動試驗的模擬方法
工程實例-1：貨架結構正弦掃頻的振動臺試驗模擬
工程實例-2：核安全殼沖擊試驗的大質量法模擬
工程實例-3：電動汽車動力電池箱隨機振動試驗仿真
工程實例-4：基于位移輸入的建筑縮尺模型振動臺試驗過程的時域仿真計算方法
結構動力優化
1、結構優化設計簡介
2、優化設計中常用術語
展開 
【11月22-25日 南京】結構振動、沖擊、碰撞計算、動力優化設計、振動疲勞分析與振動臺試驗模擬
課程背景
結構的動力效應是任何工業和工程產品設計必須考慮的重要因素。為了讓廣大分析人員更好地掌握結構動力設計與計算的技巧，弄清Ansys workbench動力計算原理和操作技巧，特舉辦“結構振動、沖擊、碰撞計算、動力優化設計、振動疲勞分析與振動臺試驗模擬”專題培訓。
本課程基于ANSYS經典和Workbench平臺，針對各類結構的振動、沖擊、碰撞強度問題、動力優化問題、振動疲勞問題和振動臺試驗模擬問題，給出有效的數值計算方案，并對多點激勵問題、大質量法、位移法和大剛度法的數值模擬技術等相關高級計算技術進行探討。課程全面系統的講解各類動力學問題的計算原理、Workbench不同動力分析模塊的計算原理，設置方法和常見問題的處理措施。通過原理解析、大量實例操作強化軟件應用，提升設計人員提高解決實際工程問題的能力。
時間地點
2019年11月22日-11月25日 江蘇*南京
（第一天報到，授課3天）
主講專家
該課程講師，副教授，博士畢業于哈爾濱工業大學工程力學專業，擅長工程數值分析，14年仿真分析經驗；仿真領域涉及結構靜、動力計算，結構疲勞、損傷與斷裂，計算流體力學，流固耦合及多物理場耦合數值模擬，轉子及多體動力學，工程傳熱與熱應力計算，爆炸與沖擊力學，Ansys二次開發等。發表學術論文20余篇，其中SCI、EI收錄論文13篇，申請發明專利2項。培訓70多場次，學員上千人。
增值服務
1、贈送定制U盤一個；
2、同一單位2人報名享受9折優惠；同一單位3人以上（含）報名享受8.5折優惠；
3、課程結束后關注公眾號可領取該課程課件、配套CAE模型及同步教學視頻；參訓學員或企業針對課程相關問題在課程結束后也可以得到老師的解答與指導（郵件、微信、電話），作為講授的補充。
展開 ABAQUS 建筑結構動力彈塑性時程分析、靜力彈塑性Pushover分析、模態分析
ABAQUS軟件
建筑結構動力彈塑性時程分析、靜力彈塑性Pushover分析、模態分析
剪力墻擬靜力加載
建模及結構后處理
以上內容，歡迎各位的留言交流，也可提供答疑服務！
【3月19-21日 線上+西安】結構振動、沖擊、碰撞計算、動力優化設計、振動疲勞分析與振動臺試驗模擬
瞬態動力學分析
1、瞬態動力學簡介
2、瞬態動力學理論
3、積分時間步長選取準則
4、完全法的基本設置
5、完全法的初始條件
6、完全法的支持的載荷和支撐條件
7、基于模態疊加法的瞬態動力學
8、沖擊載荷作用下結構動力響應計算
9、 結構碰撞動力計算
工程實例-1：電路板跌落與碰撞計算
工程實例-2：懸臂梁在沖擊載荷作用下的時程響應計算
工程實例-3：連桿機構剛-柔耦合多體動力學計算
工程實例-4：建筑結構的地震響應計算
響應譜
分析
1、響應譜分析簡介
2、生成響應譜的方法
3、響應譜分析的類型
4、單點響應譜分析
5、多點響應譜分析
6、響應譜計算的設置
工程實例-1：實體框架結構地震反應的響應譜分析
隨機振動
分析
1、隨機振動分析簡介
2、生成功率譜密度（PSD）的方法
3、隨機振動分析理論
4、PSD曲線擬合
5、PSD分析設置
工程實例-1：PCB電路主板的隨機振動分析
結構振動高級分析技術
1、非一致（多點）激勵問題的模擬計算
2、基于加速度法的結構振動計算
3、基于位移法的結構振動計算
4、基于大質量法的結構振動計算
5、基于大剛度法的結構振動計算
工程實例-1：質量點-彈簧振動系統的加速度法模擬
工程實例-2：質量點-彈簧振動系統的位移法模擬
工程實例-3：質量點-彈簧振動系統的大質量法模擬
工程實例-4：質量點-彈簧振動系統的大剛度法模擬
工程實例-5：基于大質量法的框架結構體系的非一致激勵動力分析
工程實例-6：基于位移法的框架結構體系的非一致激勵動力分析
結構振動臺試驗模擬技術
展開 基于ABAQUS的建筑結構時程分析
基于ABAQUS的建筑結構時程分析20210824 V2.0.pdf
飛機結構振動疲勞問題 附結構疲勞壽命分析姚衛星下載
當振動頻率遠大于結構模態頻率，以至于與聲波頻率相當時，即可視為聲疲勞進行處理。” 在其學位論文中也提到振動疲勞一詞，它指出振動疲勞與噪聲和頻率有關。雖然他們給出的定義不完全相同，但是都認為結構的振動疲勞與循環載荷的變化頻率、結構的固有頻率、交變應力的大小，以及結構對循環載荷的動力響應等因素密切相關。
在結構振動疲勞壽命估算方法方面。王明珠等人提出了一種結構隨機振動疲勞壽命估算的樣本法，通過該樣本法能夠處理在頻域內利用譜密度描述的寬帶隨機振動載荷的情況。張積亭等人提出了一種隨機振動疲勞壽命預計的簡便數據處理方法，該方法將隨機響應功率譜密度求出的特征頻率作為平均頻率進行數據處理。安剛等人根據自相關函數的極限性獲得結構響應應力的統計特性，然后進行疲勞壽命分析。吳啟鶴等人根據給出的方法從隨機載荷歷程的功率譜密度 (PSD) 中求得載荷幅值的概率分布函數，然后應用累積損傷理論估算結構振動疲勞壽命。王長武等對機載設備進行了隨機振動疲勞壽命的仿真分析。
周敏亮等人對國內外幾十年來形成的主要的振動疲勞分析方法進行了歸納整理，為飛機設計和維修提供振動疲勞的設計與分析技術支持文獻。黃超廣等人提出了一種正弦激振載荷作用下結構的疲勞壽命估算方法，并應用Visual Fortran6.5程序平臺開發出相應的振動疲勞分析程序。王榮乾在學位論文中基于模態分析理論、隨機振動理論和隨機疲勞理論，利用有限元對新舊機柜上電子設備的動態性能和機柜的疲勞性能分別進行了計算分析。
除此之外，還對振動疲勞強度問題開展了大量的其它相關研究。陸榕海等人針對發動機渦輪葉片的振動及振動疲勞破壞進行了理論分析，結果表明葉片的抗振動疲勞的能力主要取決于材料性質及葉片的形式、表面狀態，與靜強度無關。研究了裝備中的小口徑管道的振動疲勞問題。
展開 7月9-11日 直播+線下 | 結構振動、沖擊、碰撞計算、動力優化設計、振動疲勞分析與振動臺試驗模擬”專題
2、生成功率譜密度（PSD）的方法
3、隨機振動分析理論
4、PSD曲線擬合
5、PSD分析設置
工程實例-1：PCB電路主板的隨機振動分析
結構振動高級分析技術
1、非一致（多點）激勵問題的模擬計算
2、基于加速度法的結構振動計算
3、基于位移法的結構振動計算
4、基于大質量法的結構振動計算
5、基于大剛度法的結構振動計算
工程實例-1：質量點-彈簧振動系統的加速度法模擬
工程實例-2：質量點-彈簧振動系統的位移法模擬
工程實例-3：質量點-彈簧振動系統的大質量法模擬
工程實例-4：質量點-彈簧振動系統的大剛度法模擬
工程實例-5：基于大質量法的框架結構體系的非一致激勵動力分析
工程實例-6：基于位移法的框架結構體系的非一致激勵動力分析
結構振動臺試驗模擬技術
1、概述
2、振動臺與結構模型的連接
3、基于加速度輸入的振動臺試驗模擬技術
4、基于位移輸入的振動臺試驗模擬技術
展開 建筑結構設計原則及要點分析
2
建筑結構設計原則
建筑設計的原則即指設計師在滿足功能要求的基礎上在建筑設計標準的規范下，使用當下最先進的技術，以最經濟、合理、科學的方法進行設計。設計過程中的具體的設計細則如下：
建筑結構設計的適用性
建筑的建設就是為了滿足人們生活或者生產的需要，所以建筑結構在設計的時候，一定要考慮具備良好的適用性，這樣才能達到最初建設的目的。
建筑結構設計的安全性
我們都知道，在任何生產活動中，安全都是第一位的，對于建筑結構設計也不例外。建筑結構在使用的過程中會受到各種不同荷載的作用產生變形，有時還會遭遇一些偶然事件，例如：強風、地震等自然現象的侵害。在這些外力的沖擊下，建筑結構要仍然保持其整體的穩定性，不能因為局部的損壞導致坍塌斷裂等。所以建筑結構設計一定要遵循安全性原則。
建筑結構設計的耐久性
建筑工程不論是工程量還是工程資金投入一般都比較龐大，所以短期重建或重修是不必要的，這樣會給國家造成巨大的經濟損失。因此，在建筑結構設計的時候就要考慮到使用年限的問題。也就是按照規定設計的建筑，在正常施工、使用一級維護的前提條件下，保證不需要進行大幅度的修整就可以達到預期的使用壽命。建筑結構的使用壽命一般為50年。
安全等級設計
一般在建筑設計規范中，按照結構破壞所導致的后果、造成的經濟損失、產生的不良影響以及危及人們生命的嚴重程度等可以將建筑結構劃分為三個安全等級。在建筑結構設計中，要綜合評定，確定其安全等級。
展開 
基于ABAQUS的建筑結構時程分析
四、 小結
本文從ABAQUS的隱式分析算法原理，軟件設置中的關鍵參數理解，國家規范及實際案例這四大方面介紹了H.H.T算法在高層建筑結構分析中的應用，對實際復雜建筑結構分析中具有很好借鑒作用，同時可以作為超限結構分析的補充方法。
CPU:I7-10750H
內存：16384MB
計算模型的處理技術：ABAQUS隱式分析
計算機耗時：30min
基于ABAQUS的建筑結構時程分析20210824 V2.0.pdf
ABAQUS建筑結構分析應用.pdf ?
ABAQUS建筑結構分析應用.pdf
北美最高建筑—紐約世貿中心結構分析
一、工程概況：
世界貿易中心（1WTC），是曼哈頓世貿中心遺址重建計劃的四座塔樓中最高的一座，由高層建筑與城市人居(CTBUH)理事會宣布將成為北美最高的建筑,同時也將成為世界已建建筑中的第三高樓。為了與丹尼爾?里伯斯金的總體規劃保持一致，該塔樓從地面到塔尖的總高度為1776英尺，恰恰是美國的建國年份,主體結構的設計高度與原本的世貿中心塔樓高度相同,為1368英尺，最上部是一個408英尺高的螺旋塔尖。螺旋塔尖設計達到了塔樓設計要求的高度，主屋頂上有一個多層格子圓環，螺旋塔尖就安置在圓環上，與自由女神手中的火炬形神相通。
1.2新標準
2001年雙塔的倒塌成為工程界一個嚴重的案例，未來高層建筑的建設需要在防恐怖襲擊方面吸取教訓。設計團隊面臨了眾多前所未有的挑戰——特別是安全問題——預計將達到或超越尚未公布的法規和標準。我們也敏銳地意識到這座塔樓的設計或許會為未來的高層建筑設計提供一個標準，激勵我們超越常規的高層建筑設計技術。
1.3 結構分析
1WTC的建造計劃包括300萬平方英尺的地上建筑和50萬平方英尺的地下空間。塔樓包括71層的辦公樓層、8層的MEP空間、1個50英尺高的大廳、客戶放松空間、1個2層的位于1269英尺高空的觀景平臺、“天空”餐廳、停車場、零售部和通往公共交通網絡的通道。塔樓結構在地下延伸了70英尺，為地下4層。考慮到地下地鐵等的位置，塔樓下部構件需要重新排布。這些空間需要45000噸結構用鋼。
1.4 塔樓設計
該建筑辦公樓層從地上190英尺高度開始，在4層的主大廳上開始建造。塔樓的四角逐步被削掉，從辦公樓層的第一層開始逐漸向內傾斜直到屋頂，此時樓板單邊長度為145英尺，與底部的四邊形旋轉了45o。立面形成了8個拉長的等腰三角形，組成棱柱外形。在塔樓中部，平面變成了等邊八角形。
展開 應用ABAQUS進行復雜建筑結構的彈塑性地震反應分析
Abaqus上海土木研討會上的演講ppt.
Abaqus.rar
