人工波的案例
人工波生成軟件SIMQKE_GR安裝方法
最近開(kāi)展地震時(shí)程分析時(shí)需要使用到滿足相應(yīng)地震反應(yīng)譜的人工波，然而網(wǎng)上許多軟件都需要花錢購(gòu)買license才能使用。有一款意大利教授Piero Gelfi開(kāi)發(fā)的SIMQKE_GR可以免費(fèi)使用，這款軟件是一款專門的反應(yīng)譜轉(zhuǎn)地震波的軟件，用起來(lái)還是很方便的，生成的地震波還是很符合要求的。
但是在安裝SIMQKE_GR過(guò)程中，可能會(huì)發(fā)生如下錯(cuò)誤，導(dǎo)致無(wú)法正常安裝軟件。若您需要使用該軟件，但是又不會(huì)安裝，可以上咸魚查找用戶：寒風(fēng)知?jiǎng)胖瘛?/span>
人工地震波的生成
請(qǐng)問(wèn)大家simqke-gr這個(gè)軟件怎么安裝啊。安裝包下載下來(lái)卻安裝不上。
土-樁-隔震結(jié)構(gòu) 多尺度耦合動(dòng)力響應(yīng)分析
圖4-4 隔震支座網(wǎng)格劃分
4.3地震波選取
本文分兩組工況進(jìn)行計(jì)算，工況一：天然波EL-Centro（0.4g），工況二：不同Tg(0.25s-0.9s)的人工波（0.22g），共10條人工波計(jì)算。圖4-5至圖4-7分別給出所輸入人工波的地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜、速度反應(yīng)譜及三聯(lián)反應(yīng)譜曲線。
圖4-5 人工波加速度反應(yīng)譜
圖4-6人工波速度譜
圖4-7人工波三聯(lián)譜
5 隔震結(jié)構(gòu)結(jié)果分析
5.1結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析
隔震結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性如下表所示，一階周期為1.40924s。結(jié)構(gòu)的前六階模態(tài)振型如下圖5-1中各圖所示。
(a) 結(jié)構(gòu)一階振型
(b) 結(jié)構(gòu)二階振型
(c) 結(jié)構(gòu)三階振型
(d) 結(jié)構(gòu)四階振型
(e) 結(jié)構(gòu)五階振型
(f) 結(jié)構(gòu)六階振型
圖5-1結(jié)構(gòu)前六階振型圖
5.2隔震支座滯回曲線
輸入十條人工波地震波進(jìn)行時(shí)程分析，在人工波作用下結(jié)構(gòu)的隔震支座滯回曲線如下圖5-2所示。
圖5-2隔震支座滯回曲線
5.3層間位移
在十條不同人工波作用下，上部結(jié)構(gòu)最薄弱的地方是10號(hào)樓層，且最大頂點(diǎn)位移為0.28m。
圖5-3上部結(jié)構(gòu)層間位移
6 結(jié)論
本文基于有限元軟件Abaqus，建立了考慮土—樁相互作用的隔震結(jié)構(gòu)安全性有限元技術(shù)體系。建立土-樁-隔震結(jié)構(gòu)耦合的動(dòng)力彈塑性分析模型，通過(guò)施加了El波與多條人工波，研究了隔震結(jié)構(gòu)在考慮土—樁相互作用下的彈塑性時(shí)程響應(yīng)。
結(jié)果表明：該方法可用于考慮土—樁—隔震結(jié)構(gòu)的地震安全性水平及結(jié)構(gòu)層面水平的分析。
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【JY】ETABS的非線性直接積分法的設(shè)置與應(yīng)用
1.時(shí)程分析的步驟
1.1 時(shí)程函數(shù)定義
用戶可以通過(guò)定義>函數(shù)>時(shí)程函數(shù)，進(jìn)行時(shí)程函數(shù)的導(dǎo)入，通常我們可以采用來(lái)自于文件的方式將地震波文件導(dǎo)入ETABS中，目前支持的地震波格式主要為.txt或.dat文件。
圖1 地震波導(dǎo)入
我國(guó)規(guī)范規(guī)定，時(shí)程分析中必須要采用一條人工波，ETABS可以通過(guò)匹配反應(yīng)譜的方式生成人工波。ETABS在生成人工波時(shí)，不但考慮了人工波要在頻譜和幅值上與反應(yīng)譜吻合，還考慮了地震波的持時(shí)特性。從圖2中可以看出人工波（紅色曲線）與天然波（藍(lán)色曲線）的持時(shí)特性吻合得很好。生成人工波的方法有兩種，一種為頻域方法，另一種為時(shí)域方法。一般來(lái)講，時(shí)域方法匹配的效果更好一些，但是花費(fèi)的時(shí)間更多。
圖2 生成人工波
1.2 初始重力工況
在進(jìn)行非線性時(shí)程分析之前，需要先對(duì)結(jié)構(gòu)施加重力荷載，重力荷載通常使用非線性靜力工況或者階段施工工況模擬，某些情況下也可采用非線性時(shí)程工況模擬。用戶需要注意的是，前置的非線性靜力工況或階段施工工況 應(yīng)采用與后續(xù)的非線性時(shí)程工況相同的幾何非線性設(shè)置，這樣可以確保前后工況幾何剛度矩陣的一致性，否則可能會(huì)出現(xiàn)計(jì)算結(jié)果異常或無(wú)法收斂等情況。用戶可以通過(guò)定義>荷載工況，工況類型選擇“Nonlinear Static”或“Nonlinear Staged Construction”定義重力工況。
圖3 初始重力工況
1.3 非線性時(shí)程工況定義
用戶可以通過(guò)定義>荷載工況，工況類型選擇“Time History”和“Nonlinear Direct Integration”,添加一個(gè)非線性直接積分法時(shí)程工況。
圖4 非線性直接積分法時(shí)程工況
初始條件。初始條件一欄，用戶需要接力重力荷載的計(jì)算結(jié)果。
施加荷載。
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地震時(shí)程分析、滯回曲線分析、（鋼管）混凝土本構(gòu)成和數(shù)據(jù)提取等軟件大集合 ￥99
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展開(kāi) 基于Abaqus的建筑結(jié)構(gòu)隔震分析 附ABAQUS建筑結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用下載
隔震與非隔震結(jié)果比較
采用圖6所示人工波加載，分析M1，M2兩個(gè)模型在采用隔震和不采用隔震情況下的抗震性能。
圖6 地震波加速度時(shí)程
兩個(gè)方向的樓層剪力包絡(luò)對(duì)比分別如圖7a和圖7b所示，結(jié)果顯示在結(jié)構(gòu)的中下部，兩個(gè)方向的樓層剪力減小幅度明顯小于50%，尤其是x向結(jié)果。
X向樓層位移角包絡(luò)如圖8所示。結(jié)果顯示，隔震對(duì)大震作用下的位移角影響主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的上部，也說(shuō)明在大震作用下的變形驗(yàn)算中，隔震支座作用被削弱。
結(jié)構(gòu)底部剪力時(shí)程對(duì)比結(jié)果如圖9所示。隔震支座使結(jié)構(gòu)的頻率明顯降低，因此應(yīng)該關(guān)注地震波中的長(zhǎng)周期部分；在大震作用下，隔震支座使底部剪力減小，但相對(duì)于小震彈性這種作用被削弱。
圖8 X向樓層位移角包絡(luò)
圖9 結(jié)構(gòu)底部剪力時(shí)程
剪力墻核心筒混凝土的受壓損傷如圖10所示。
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展開(kāi) 【JY】基于Ramberg-Osgood本構(gòu)模型的雙線性計(jì)算分析
RO模型常被用于描述剛度退化模型，RO模型由骨架曲線和滯回曲線組成，骨架曲線的表達(dá)式為：
則滯回曲線表達(dá)式為：
RO模型的力與位移關(guān)系式為：
滯回曲線面積也就是一個(gè)周期內(nèi)消耗的能量為：
例題
為了對(duì)比各軟件與理論計(jì)算結(jié)果的誤差和展示建模過(guò)程，以一個(gè)簡(jiǎn)單的單質(zhì)點(diǎn)體系作為算例，地震波選取三條人工波，單質(zhì)點(diǎn)體系的m=100kg，屈服后剛度是541.5N/m，屈服前是13倍，屈服力100*9.8*0.2N，提取質(zhì)點(diǎn)的加速度、位移時(shí)程及滯回曲線進(jìn)行對(duì)比。
ABAQUS橡膠支座：考慮橡膠支座可變摩擦力的大跨度連續(xù)梁橋增量動(dòng)力分析
本文根據(jù)目標(biāo)反應(yīng)譜擬合得到七條人工波作為地震輸入。
在增量動(dòng)力分析中，地震波分別從豎向和水平向兩個(gè)方向輸入，將水平向PGA取為0.34g，作為恒定輸入。并定義豎向PGA與水平PGA的比值為豎向水平分量比IR，IR作為本次增量動(dòng)力分析的地震動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)。近些年一些典型強(qiáng)震的地震動(dòng)研究表明大震的IR往往大于1，因此本文研究IR從0按照0.15的間距增加至3的連續(xù)梁橋地震響應(yīng)。
3
分析結(jié)果
本文主要探究?jī)煞N支座模型在豎向地震作用下支座性能及橋墩地震響應(yīng)的差異。
（1）標(biāo)準(zhǔn)IR作用下的結(jié)果
《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》要求的標(biāo)準(zhǔn)IR是0.65，當(dāng)采用GM1，IR為0.65時(shí)，其支座軸力的時(shí)程結(jié)果見(jiàn)圖5。中支座的軸力波動(dòng)不明顯，且一直處于受壓狀態(tài)。邊支座的軸力波動(dòng)非常明顯，且雙線性模型和可變摩擦模型呈現(xiàn)出了顯著的差異。在雙線性支座模型中，邊支座甚至出現(xiàn)了0.39MN的拉力，而摩擦型支座模型的軸力最小為0MN。結(jié)果表明，摩擦性支座僅受壓不可受拉，能較為真實(shí)模擬橡膠支座與主梁脫空的情況。
(a)中支座
(b)邊支座
圖5 支座軸力對(duì)比(GM1, η=0.65)
從圖6中可看出：對(duì)于中支座，兩種支座模型的支座滯回曲線差異不大。對(duì)于邊支座，由于連續(xù)梁的邊跨具有懸臂效應(yīng)，在地震過(guò)程中邊跨的上下運(yùn)動(dòng)十分劇烈。由此導(dǎo)致邊支座的豎向軸力變化非常劇烈，可變摩擦支座的滯回曲線十分不規(guī)則。因此，采用不同支座模型得到的滯回曲線明顯不同。
支座耗能方面，對(duì)于中支座，可變摩擦支座比雙線性支座多耗散20%的能量；邊支座采用兩種支座模型模擬得到的耗能十分接近。
展開(kāi) 離散單元法PFC中動(dòng)力人工邊界的設(shè)置方法 ￥45
數(shù)值計(jì)算是研究巖土體地震動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律及災(zāi)變機(jī)制的有效方法，計(jì)算工作的關(guān)鍵之一就是設(shè)置合理動(dòng)力人工邊界條件。動(dòng)力人工邊界理論上應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)對(duì)原介質(zhì)應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的精確模擬，保證波在人工邊界處的傳播特性與原介質(zhì)一致，使外行散射波通過(guò)人工邊界時(shí)無(wú)反射效應(yīng)，發(fā)生完全的透射或被人工邊界完全吸收。
顆粒離散單元法（DEM）由于對(duì)每個(gè)顆粒單元應(yīng)用牛頓第二定律，在接觸位置應(yīng)用力-位移定律并不斷更新，顆粒單元運(yùn)動(dòng)不受變形量的限制，在研究巖土體失穩(wěn)大變形問(wèn)題時(shí)優(yōu)越性顯著。
為了能夠采用顆粒離散單元法（DEM）正確有效地模擬斜坡等巖土體震裂破壞及運(yùn)動(dòng)大變形的全過(guò)程，建立合理的DEM動(dòng)力人工邊界顯得尤為關(guān)鍵。
本案例計(jì)算了在離散元PFC中進(jìn)行人工邊界的兩種方法：（1）高阻尼法，（2）黏性人工邊界。同時(shí)還對(duì)固定人工邊界的情況進(jìn)行了對(duì)比
其中高阻尼法的原理是為邊界處的顆粒設(shè)置局部阻尼系數(shù)為1.0，以避免邊界處的波動(dòng)反射。
黏性人工邊界的方法則是基于人工邊界的理論實(shí)現(xiàn)的，（參考了這篇論文，表以敬意。周興濤,盛謙,崔臻,冷先倫,付曉東,馬亞麗娜.顆粒離散單元法動(dòng)力人工邊界設(shè)置方法[J].巖土力學(xué),2018,39(07):2671-2680+2690.）
顆粒離散單元數(shù)值模型的黏性邊界條件設(shè)置條件如下：
本算例實(shí)現(xiàn)了在顆粒流PFC對(duì)黏性人工邊界的模擬。本算例進(jìn)行了一維波的測(cè)試，并模擬對(duì)比了兩種人工邊界的模擬方法。
首先建立模型，在邊界墻體的伺服功能下平衡模型：
刪除邊界墻體，對(duì)右側(cè)邊界附近的顆粒運(yùn)動(dòng)進(jìn)行約束模擬邊界，對(duì)于高阻尼的方法模擬是為右側(cè)邊界處的顆粒設(shè)置局部阻尼系數(shù)為1.0。黏性人工邊界的方法則是對(duì)邊界顆粒施加荷載，吸收掉入射的波動(dòng)能量，以模擬無(wú)限介質(zhì)。為左側(cè)邊界附近的顆粒施加脈沖波。
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