[地震工程][动力学] 不同方法计算多自由度体系(MDOF)地震作用的对比分析(算例检验基本概念)

实干、实践、积累、思考、创新 检验基本理论及基本概念,多自由度地震作用计算的算例对比。 感谢 师弟 符东龙 帮忙整理资料。 算例信息(Model Information) 设计一个多自由度模型,用梁、柱搭一个多层的框架结构即可,结构的第一周期控制在3~4s左右,选取一组地震波(可以用前面的chichi波),阻尼比考虑5%和30%。用ETABS做以下分析。 (1)Mode1:直接输入地震波进行直接积分时程分析 (2)Mode2:直接输入地震波进行模态时程分析,注意(模态数量取满,所以前面设计模型自由度不要设计太多)。 (3)Mode3:直接输入地震波进行模态时程分析,注意(模态数量取1)。 (4)Mode4:直接输入地震波的反应谱(地震波的反应谱可以用SPECTR计算,计算时候周期间隔可以取密一点,比如0.01s),进行振型分解反应谱法分析。如以下是采用本网站的 SPECTR 反应谱分析软件计算的ChiChi.dat的地震波的反应谱,后续也可以用ChiChi.dat这条地震波来计算。 采用的地震波:   任务(Task) (1)阻尼比考虑5%和30%两种进行计算。提取模型1、模型2、模型3的剪力时程、模型4的剪力,并三者对比。 (2)阻尼比考虑5%和30%两种进行计算。提取模型1、模型2、模型3的的位移时程、模型4的位移,并三者对比。 模型(Model) 结果(Results) (1) 剪力对比  Base Force 模型4的反应谱分析结果与模型1和2的有差别。概念自己体会。 (2) 顶点位移 disp …

[地震工程][动力学] 不同方法计算单自由度体系(SDOF)地震作用的对比分析(算例检验基本概念)

实干、实践、积累、思考、创新 检验基本理论及基本概念,单自由度地震作用计算的算例对比。 感谢 师弟 符东龙 帮忙整理资料。 算例信息(Model Information) 设计一个单自由度模型,结构周期控制在 1s,选取一组地震波,阻尼比考虑 5%和 30%,。用 ETABS 做以下分析。 (1) Mode1:直接输入地震波进行直接积分时程分析。 (2) Mode2:直接输入地震波进行模态时程分析。 (3) Mode3:直接输入地震波的反应谱(地震波的反应谱可以用 SPECTR 计算,计算时候周期间隔可 以取密一点,比如 0.01s),进行振型分解反应谱法分析。如以下是用 SPECTR 计算的 ChiChi.dat 的地震波的反应谱,后续也可以用 ChiChi.dat 这条地震波来计算。 …

[YJKSPEC][更新][软件] YJK SPEC v2019: YJK Spectrum Post [YJK弹性时程波谱工具]-[结构超限设计助手]

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 201904写的题目,接下来希望有时间更新。。。       注释 ( Comments )   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com . 如果您喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧!         ( If you found any mistakes in the post, please let me know. Email : jidong_cui@163.com. If you like this posts, please give …

[Structural Dynamics][Mode superposition] 振型参与质量系数(Participating Mass Ratio)

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 温故而知新,补充不足。从实践中来,回到实践中去。 以下推导振型参与质量系数: 相关博文( Related Posts ) [1] [Structural Dynamics][Mode superposition] 振型参与质量系数(Participating Mass Ratio) [2] [动力学][振型分解][Mode Superposition] 振型向量与振型参与系数的乘积公式推导 [3] [结构设计][地震作用][规范] 振型分解反应谱法的一些概念总结 (Basic Concepts of Response Spectra Method)   注释 ( Comments )   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com . 如果您喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧!  …

[动力学][振型分解][Mode Superposition] 振型向量与振型参与系数的乘积公式推导

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 复习基本知识,整理资料。振型分解法。 (1)振型向量是有量纲的。量纲为长度的倒数。 (2)振型向量关于质量矩阵正交。 (3)振型向量与振型参与系数的乘积为荷载指向向量。推到过程中利用到分块矩阵的一些计算。 相关博文( Related Posts ) [1] [Structural Dynamics][Mode superposition] 振型参与质量系数(Participating Mass Ratio) [2] [动力学][振型分解][Mode Superposition] 振型向量与振型参与系数的乘积公式推导 [3] [结构设计][地震作用][规范] 振型分解反应谱法的一些概念总结 (Basic Concepts of Response Spectra Method) 注释 ( Comments )   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com …

[结构设计][地震作用][规范]振型分解反应谱法的一些概念总结 (Basic Concepts of Response Spectra Method)

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 温故而知新,理论指导实践,实践检验理论。 (1)振型型分解法,首先是进行模态分析,有多少个动力自由度,理论上就有多少个模态,相应的有多少个周期(频率),及振型。 (2)振型向量关于质量矩阵及刚度矩阵正交。因此,无阻尼运动方程可以实现解耦,将耦合的运动方程,解耦为多个广义单自由度运动方程。 (3)如果阻尼矩阵也满足于振型的正交性条件(如,瑞丽阻尼),则有阻尼结构的运动方程也可以解耦,解耦为多个有阻尼的广义单自由度运动方程。 (4)解耦后的单自由度方程的频率就是振型的频率。即,看是错综复杂的多自由度的震动过程其实是多个规则的不同频率的三角函数组成的。(PS. 自然界就是这么神奇,就像傅里叶变换一样,看是动态的,实则背后是静态的,是死的,太可怕了,无规律的东西,从频率来看,背后却是规律的… 这里不扯这个。 (5)振型无绝对大小,只是表示结构按某个具体频率振动时,各个动力自由度的振幅的相对大小。 (6)利用振型将多自由度方程解耦后分,若对解耦的单自由度方程进行时程分析,该方法常称为模态时成分析方法。若对解耦的单自由度方程进行反应谱分析,则称为振型分解反应谱法,这是目前结构设计规范的主流设计方法。 (7)振型分解法依靠振型对运动方程进行解耦,而振型是与弹性刚度及质量相关的,因此,机遇固定的振型对运动方程解耦,也意味着结构必须是弹性,该方法仅适用于弹性分析。 (8)振型分解反应谱法,由于引入了反应谱,使得结构工程师主要关注最大值,查看结果简便了,但是简便也带来了问题,因为反应谱丢掉了时程结果的许多信息。 (9)由于反应谱法只能获得最大值,因此振型分解反应谱涉及多个层次的组合问题。首先,各振型的极大值怎么叠加组合为最后的响应,该部分组合是所谓的“振型组合”,如常见的ABS组合方式,SRSS组合方式,及CQC组合方式等。另外,还有一个组合问题是多个方向的地震响应的组合问题,由于不同方向的地震动严格来说是不同的,所谓的不同,是说具体的时程肯定是不同的,响应的反应谱也是不同的,不同就会导致不同步,不同步那不同方向的结果也需要组合。直接时程分析法考虑多个方向的地震同时作用,直接就把多个方向的地震波加上同时进行分析即可,无非是动力方程的右边项将不同方向的地震波叠加即可,而振型分解反应谱法不行,不同方向的地震响应结果,也需要组合,先进行单个方向的效应分析,然后再把这些单个方向的极大值效应进行组合,该组合即所谓的“方向组合”。 (10)由于振型分解反应谱法的概念是,先计算单个振型的某个效应(如剪力,弯矩等)的最大值(正值),然后将单个振型的结果按一定的方法叠加起来,因此,振型分解再用反应谱分析再叠加的过程,丢掉了方向性。或者说,这些响应量,如剪力,只有一个统一的方向。结果都只有一个方向,那使用起来不方便,不直观,因此,在应用的时候,为了给出方向,又有研究者给出一些建议方法,判定响应方向,比如按主振型的方向,来确定响应的方向。但该方法也仅是对于一些简单结构,给出一个响应的参考方向,对于复杂结构,依然存在问题一些问题。比如,多塔连体结构,由于振型分解反应谱法,给出的不同塔楼的力都是同一个方向的,那振型分解反应谱可能就丢失了塔楼的反向运动,有可能存在隐患。因此,振型分解反应谱法虽然简便好用,但是也有不足,这个时候就需要补充弹性时程分析。这就是为何规范要求对复杂结构进行补充的弹性时程分析的一个重要原因。这个振型分解反应谱法的方向问题,还会引起其他相关的问题,具体工程的时候具体思考和分析。 (11)振型分解反应谱法的振型组合是非线性的,因此会出现诸如振型分解反应谱法的楼层剪力与楼层地震力(外力)不平衡的问题。因为,楼层剪力是多个振型的楼层剪力组合而得到的,单个振型下的楼层剪力是由于楼层地震力根据平衡求解的,满足平衡关系,但是经过振型组合后(如,SRSS,CQC),又不不平衡关系了,因为这些振型组合的方法都不是线性的。因为不能是线性的,为何?简单说,以为各个振型的极大值不是同时出现的。 (12)振型分解反应谱法,实际上是一个等效静力分析,为何这么说,因为运动方程经过解耦,再套上反应谱法,对于每一个振型,相当于在各个动力自由度上加上了一个等效惯性力,然后用这个惯性力进行静力分析,得到该振型下相关的响应量,如构件剪力,弯矩,轴力等,然后再进行振型组合。因此,在有限元求解上,其实是一个静力的求解分析过程。 (13)说到振型分解反应谱法,《高规》及《抗规》,又要扯到“扭转耦联”这个四个字,规范也给出了,两个方法,其中第一个是 a.不考虑扭转耦联的振型分解反应谱法,及b.考虑扭转耦联的振型分解反应谱法。其中,不考虑扭转耦联的振型分解反应谱法采用的是 SRSS组合,仅考虑一个水平方向的振型,即仅进行一个方向的振型分析,不考虑另一个方向质量或扭转惯量的耦合作用。考虑扭转耦联的振型分解反应谱法采用的是 CQC组合(CQC,组合过程中各个振型也是耦联的,需要通过两两振型的周期比及阻尼比参数来计算),分析过程中每一个楼层考虑水平方向及扭转方向3个自由度,振型也包含三个方向的分量。 (14)关于“扭转耦联”,必须说的是,由于一般结果,质量中心及刚度中心很难完全重合,因此,结构的扭转振动总是存在的,因此,进行“考虑扭转耦联的振型分解反应谱法”是相对更精确的。 (15)另外,进行“考虑扭转耦联的振型分解反应谱法”分析与是否考虑多向地震作用或者考虑哪个方向地震作用无关。不要将扭转耦联等同于双向或者三向,不考虑耦联则等同于单向地震。考虑扭转耦联,本质上说的是模态分析的时候,需要考虑平动与扭转自由度的耦联,模态需要能反应扭转的成分。是否考虑多向地震作用,只是振型分解后,方向组合的问题。是否考虑不同角度的地震只是涉及到振型参与系数的计算方法。振型分析,是否考虑扭转耦联或者不考虑扭转耦联,仅仅是结构固有特性的反映。 PS. 最后几点对SRSS和CQC及“扭转耦联”的表述还不是太清楚,借筑信达 李楚舒李总 的话补充一下:完全对称(没有扭转)的SRSS和CQC的结果也有较大区别,SRSS会在地震方向低估作用,而在另一个方向高估(见Wilson一书)。所以用CQC与结构是否扭转没关系,而是振型间存在耦合这一客观存在,所以必须用CQC。所以抗规的“扭转耦联”不对,应该是“振型耦联”——这误导了很多工程师. 相关博文( Related Posts ) [1] …

[结构设计][ENGT][超高层] 重力荷载作用下伸臂的拉压分析(ENGT超高层应用案例5)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 PS: 好久没更新 ENGT了,关于 ENGT:Engineering Tookit [建筑工程师辅助设计工具集成系统],请查看这个连接:http://www.jdcui.com/?page_id=9426                       关于 ENGT ( About ENGT) Link: ENGT: Engineering Tookit [建筑结构辅助设计工具集成系统] ENGT 应用案例 ( Application Examples …

[工程][选波][地震波] 某7度区框架核心结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例7)

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 To be continued…                   点赞 ( Comments )   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com . 如果您喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧!         ( If you found any mistakes in the post, please let me …

[弹塑性][PERFORM-3D][SAUSAGE] 某6度区超高层结构PERFORM-3D与SAUSAGE大震弹塑性整体结果对比(初探)

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 临时用PERFORM-3D补算了两组波,正好做个SAUSAGE和PERFORM-3D大震弹塑性时程分析对比。 另外,由于太久没搞PERFORM-3D了,幸亏师兄和师弟帮忙,在此表示感谢。 由于时间充满,且PERFORM-3D分析结果不放到超限报告的,因此只是粗略地进行对比,暂且一看。 PS。项目是一个6度区的300m的项目,所以主要是风控,地震比较弱,因此两个软件的整体结果似乎对得还比较好。 [P1] [P2] [P3] [P4] [P5] [P6] [P7] [P8] [P9] [P10] [P11] [P12] [P13] 点赞 ( Comments )   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com . 如果您喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧!         ( If you found any mistakes in …

[工程][选波][地震波] 某8度区大底盘-多塔高层建筑结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例6)

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 To be continued…                   点赞 ( Comments )   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com . 如果您喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧!         ( If you found any mistakes in the post, please let me …

[工程][选波][地震波] 某大底盘-多塔-高位连体高层建筑结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例5)

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 To be continued…                   点赞 ( Comments )   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com . 如果您喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧!         ( If you found any mistakes in the post, please let me …

[工具][编程][工程] ETABS整体指标提取(v9xxx版本)

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 随用随写。。。 随后整理。           To be continued…   注释 ( Comments )   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com . 如果您喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧!         ( If you found any mistakes in the post, please let me know. Email …

[软件][算例][Example] IRS等延性反应谱分析算例 ( Constant Ductility Response Spectra Analysis Examples of IRS)

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。             To be continued…   注释 ( Comments )   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com . 如果您喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧!         ( If you found any mistakes in the post, please let me know. Email : jidong_cui@163.com. If …

[工程][选波][地震波] 某钢筋混凝土框架-核心筒高层建筑结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例4)

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 陆续分享一些 GMS : Ground Motion Selection Program 地震波选波系统 的一些选波案例,很多这些项目都是毕业前帮一些网友及工程师选的。关于GMS选波系统及关于地震波及地震工程的更多资料可以参考 www.jdcui.com 的这个网页:(http://www.jdcui.com/?page_id=6118)。 下面的算例是某钢筋混凝土框架-核心筒高层建筑结构的小震选波案例。 【结构信息】 地面以上结构总高度接近140m。结构体系: 框筒结构;结构材料信息: 钢筋混凝土;设计地震分组: 一;地震烈度: 7(0.1g);场地类别: Ⅰ1;特征周期: 0.35;结构的阻尼比: 0.050。 结构前3周期分别为:3.5s、3.1s及2.47s,前三周期分部较为均匀,周期在6s以内。 【GMS 选波系统】 采用 www.jdcui.com 的 GMS (http://www.jdcui.com/?page_id=6118)选波系统进行选波,并结合Ground Motion Converter(http://www.jdcui.com/?p=4604)将地震波转换到其他软件进行补充计算,如下图所示。 (1) GMS System …

[工程][选波][地震波] 某框筒高层建筑结构选波案例(GMS选波系统-选波应用案例2)

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 挤些时间,陆续分享一下 GMS : Ground Motion Selection Program 地震波选波系统 的一些选波案例。关于GMS选波系统及关于地震波及地震工程的更多资料可以参考 www.jdcui.com 的这个网页:(http://www.jdcui.com/?page_id=6118)。 下面的算例是一个框筒结构的选波案例。 【结构信息】 地面以上结构总高度接近170m。结构体系: 框筒结构;结构材料信息: 钢筋混凝土;设计地震分组: 一;地震烈度: 6 (0.05g);场地类别: Ⅲ;特征周期: 0.45;结构的阻尼比: 0.050。 结构前3周期分别为:5.15s、4.12s及3.98s,周期在6s以内。 【GMS 选波系统】 采用 www.jdcui.com 的 GMS (http://www.jdcui.com/?page_id=6118)选波系统进行选波,并结合Ground Motion Converter(http://www.jdcui.com/?p=4604)将地震波转换到其他软件进行补充计算,如下图所示。 (1) …

[科研][结构] 单自由度弹性及弹塑性位移对比研究(1)

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。       微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[工程][选波][地震波] 某多层框剪建筑结构(短周期)选波案例(GMS选波系统-选波应用案例3)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 挤些时间,陆续分享一下 GMS : Ground Motion Selection Program 地震波选波系统 的一些选波案例。关于GMS选波系统及关于地震波及地震工程的更多资料可以参考 www.jdcui.com 的这个网页:(http://www.jdcui.com/?page_id=6118)。 下面的算例是一个短周期结构的选波案例。 【结构信息】 大底盘裙房,加塔楼,总高接近40m。结构体系: 框剪结构。结构材料信息: 钢筋混凝土。设计地震分组: 一;地震烈度: 6 (0.05g);场地类别: Ⅲ;特征周期: 0.45; 结构前3周期分别为:1.14s、1.01s及0.97s,均在接近1s,周期较短。 【GMS 选波系统】 采用 www.jdcui.com 的 GMS (http://www.jdcui.com/?page_id=6118)选波系统进行选波,并结合Ground Motion Converter(http://www.jdcui.com/?p=4604)将地震波转换到其他软件进行补充计算,如下图所示。 (1) GMS …

[PERFORM-3D] PERFORM-3D 提示 “**ERROR – not enough state data storage” 错误

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 PERFORM-3D报错,如下图,查看ECHO文件,提示错误如下错误: **ERROR – not enough state data storage needed = 15403, provided = 15000   后仔细检查,错误原因是因为,多个混凝土抗拉抗压强度取得过大,且考虑受拉作用。 经过测试,不考虑混凝土的受拉作用即可解决此问题。 注释 ( Comments )   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com . 如果您喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧!         ( If you found any mistakes in …

[软件][更新][结构][设计] 2019版 GB-SPECT:中国规范反应谱生成程序 [Chinese Code’s Design Response Spectrum]

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 规范反应谱小工具,2019 进行新的更新,有需要的小伙伴有需要的可以看看。                               注释 ( Comments )   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com . 如果您喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧!         ( If you found any mistakes in …

[日记] 一个加班的周末

一直找bug,终于找到了,困惑了好几天 ,总算搞定了这个 非弹性反应谱分析工具(Inelastic Response Spectra Program),等延性反应谱分析算法比 SeismoSignal快很多哦。 也是网友让我做的一个软件,等过几天忙完后再补充详细介绍,先上几个图记录一下。 PS. 然而,还有好多东西要做啊。 注释 ( Comments )   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com . 如果您喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧!         ( If you found any mistakes in the post, please let me know. Email : jidong_cui@163.com. If you …