结构地震反应谱分析实例

在侧水压与顶部集中力作用下的柱子的地震反应谱分析，谱值为加速度反应谱，考虑X与Y向地震效应作用。已知地震影响系数a与周期T的关系： a(T)= 0.4853*(0.4444+2.2222*T) 0<T<=0.04 秒 0.4853*(0.10/T)^(-0.686) 0.04<T<=0.1 秒 0.4853 0.1<T<=1.2 秒 0.4853*(1.2/T)^1.5 1.2<T<=4 秒

以下是命令流程序

----------------------------------------------------------------------------------------------------

/filname,SPEC,1

/PREP7

!定义单元类型及材料特性 ET,1,45

MP,EX,1,2.8E10 MP,DENS,1,2.4E3 MP,NUXY,1,0.18

!建立模型 BLOCK,0,1,0,1,0,5

!网格剖分 ESIZE,0.5 VMESH,all

/VIEW,,-0.3,-1,1 EPLOT

FINISH

/SOLU

!施加底部约束 ASEL,,LOC,Z,0 DA,ALL,ALL ALLSEL

!施加自重荷载 ACEL,0,0,10

!进行模态求解

ANTYPE,MODAL MODOPT,LANB,30

SOLVE FINISH

!进行谱分析 /SOLU

ANTYPE,SPECTR

SPOPT,SPRS,30,YES

SVTYP,2 !加速度反应谱 SED,1,1 !X与Y向

FREQ,0.2500,0.2632,0.2778,0.2941,0.3125,0.3333,0.3571,0.3846,0.4167 FREQ,0.45,0.5000,0.5556,0.6250,0.7143,0.8333,1.1111,2.0000,10.0000 FREQ,25.0000,1000.0000

SV,0.05,0.0797,0.0861,0.0934,0.1018,0.1114,0.1228,0.1362,0.1522,0.1716 SV,0.05,0.1955,0.2255,0.22,0.3152,0.3851,0.4853,0.4853,0.4853,0.4853 SV,0.05,0.2588,0.2167

SOLVE

FINISH

!进行模态求解(模态扩展) /SOLU

ANTYPE,MODAL EXPASS,ON

MXPAND,30,,,YES,0.005 SOLVE FINISH

!进行谱分析(合并模态) /SOLU

ANTYPE,SPECTR SRSS,0.15,disp SOLVE FINISH

/POST1

SET,LIST !结果1 /INP,,mcom lcwrite,11

LCASE,11

PRRSOL, !结果2 SET,FIRST

PRRSOL, !结果3 SET,NEXT

PRRSOL, !结果4 SET,NEXT

PRRSOL, !结果5 SET,NEXT

PRRSOL, !结果6 FINISH

!静力分析

/SOLU

ANTYPE,STATIC

!施加水压荷载 NSEL,,LOC,Y,0 NSEL,R,LOC,Z,0,5

SFGRAD,PRES,0,Z,0,-10000 SF,ALL,PRES,50000

!施加集中荷载 NSEL,,LOC,Y,0 NSEL,R,LOC,z,5 F,ALL,FY,10000

ALLSEL EPLOT SOLVE FINISH /POST1 set,last lcwrite,12 Lcase,11

Lcoper,add,12 Lcwrite,13

LCASE,12

PRRSOL, !结果7 LCASE,13

PRRSOL, !结果8

FINISH

---------------------------------------------------------------------------------------------------

以下是计算的结果

--------------------------------------------------------------------------------------------------- 结果1：（Results Summary） 1 21.7 2 21.7 3 121.51

4 121.51

结果2：（单独谱分析反力LCASE,11） VALUE 2467.9 2290.1 18384.

结果3：（单独谱分析反力SET,FIRST）

VALUE 0.13334E+06-0.15785E+07-0.18819E-06

结果4：（单独谱分析反力SET,NEXT）

VALUE -0.15785E+07-0.13334E+06-0.418E-06

结果5：（单独谱分析反力SET,NEXT） VALUE -0.87805E+07 0.27008E+08 0.86846E-07

结果6：（单独谱分析反力SET,NEXT）

VALUE 0.27008E+08 0.87805E+07 0.79325E-06

结果7：（单独静力分析反力LCASE,12） VALUE 0.22901E-08-0.15500E+06 0.12000E+06

结果8：（谱分析与静力分析叠加反力LCASE,13） VALUE 2467.9 -0.15271E+06 0.13838E+06

---------------------------------------------------------------------------------------------------

以下是问题的讨论

---------------------------------------------------------------------------------------------------

1、模态提取数为30，即取前30阶振型数，但在谱分析时得到的是4阶，这4阶是什么意思？

2、在单独谱分析时，为何结果2、3、4、5、6会相差如此之大？（其应力和位移也是如此。） 3、在进行谱分析的合并模态步骤中，模态合并方法应该选用SRSS,0.15,DISP还是SRSS,0.15,ACEL（其对结果影响很大）？

4、在谱分析中，似乎应该将水压力折算成各节点处的附加质量MASS21，但对于非竖值方向（如本例为Y方向），MASS21单元如何加上去？

5、在选取（离散）频率和谱值时，似乎没有一定的标准，而其基本原则是须选取具有代表性的点。

6、模态分析中采用Subspace法与Block Lanczos法所得结果相差2%~4%左右，用后一种方法计算更快，但占用内存大50%左右。

7、在网格剖分时采用VMESH和VSWEEP两种方法，对静力分析结果没有影响，但对谱分析结果却有一定影响，何也？ 8、有朋友说可以“做模态分析之前先做打开预应力的静力分析，然后再做打开预应力的模态分析，接着和以前一样”，但我试了试，得到的结果相差很大，不知何故，如果哪位朋友曾经作过这方面的例子，能否再试一下本例，以便进行比较！