Archive for the ‘Dynamics [动力学]’ Category

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  • 程序图标 ( Program Icon )

        

  • 程序介绍 ( Program Introduction)

A Program for Earthquake Acceleration Rotation. 地震加速度时程旋转工具。

  • 程序界面 ( Program Interface )


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  • 程序下载( Program Download)

Download:  RotateEarthquake

 PS. 程序免费下载 ,欢迎大家给我提意见 ,敬请尊重劳动成果 )

  • 视频地址( Video URL )

  http://v.youku.com/v_show/id_XMzA2MTEwMzM2NA==.html

  • 文献引用( Cite this work )

  研究者应像下面这样引用本文的研究工作:

崔济东, “地震加速度时程旋转工具”, https://http://www.jdcui.com/?p=6457.

  Researchers should cite this work as follows:

Cui JiDong, “A Program for Earthquake Acceleration Rotation”, https://http://www.jdcui.com/?p=6457.

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做个小笔记,记录一下用 ABAQUS 做结构整体分析的一些体会:

(1)分析前注意把握结构的整体信息,建模时候做适当简化。对结构弹性分析结果、结构设计结果应该有深刻地理解和把握。

(2)在ABAQUS建模时,必须对后面的性能评估有所考虑,把一些关键部位或者需要特别处理的地方,预先定义好相关的Set,后面处理结果会方便很多。

(3)地震波加载前,先进行模态分析,检查质量、模态等信息,确保准确无误后再进行后续分析。特别重要!!! :oops:

(4)必须特别注意地震波的施加,地震波文件不要搞错了。比如缩放系数等。

(5)和前处理一样,后处理看结果,解读结果,也是先看宏观信息,宏观信息把握了,大超高层体也把握得八九不离十了。

(6)结构损伤一般出现在结构刚度突变的地方,对于一般超高层结构,如墙厚度发送改变的地方,墙开洞,伸臂桁架层附近等地方都是损伤较为严重的地方。

还有很多很多,以后再记录,总结以下几点:

(1)ABAQUS 做整体分析比较花时间,计算也需要花很多时间,因此,每个过程均需要十分细心,因为错了从来时间成本太大。在这问题上,再慢也比错好。  :cry: 。如下图,是一个细微错误导致分析结果差别巨大。

(2)另外,万一出现问题,先冷静,结合基本理论,概念,逐步排查解决,这样会进步很快。

(3)不管是前处理建模,还是后处理分析,还有超限文本撰写,都应该是建立在对结构理解的基础上,不能论文一个操作员,能简化,能提高效率的地方就要提高效率,尽量把更多时间用在把握和理解结构机理、结构特性、建立结构概念基础上。 :-)

(4)还有一些很多细节问题,后面慢慢再测试、补充。


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为对比小震情况下混凝土抗拉刚度对结构分析的影响,测试三种本构对结构分析的影响:(1)不考虑受拉本构;(2)真实考虑受拉的影响;(3)受拉本构按弹性考虑。以下测试中,所有模型使用的单元类型均一致,均采用纤维梁柱模型,变化的只是受拉部分的本构。

  • 测试模型一(Example 1

在后处理中查看结构的响应可以发现,所有情况钢筋的应变均不大于钢筋的屈服应变且远小于混凝土的峰值应变,表明结构基本处于弹性。通过三种不同受拉本构的分析模型结果看出,不考虑受拉和真实考虑受拉,分析的顶点位移和基底剪力结果均十分吻合,但这两种分析结果均和受拉本构按弹性考虑时的分析结果相差很大。

  • 测试模型二(Example 2

这个模型的分析结果与第一个一样,在后处理中查看结构的响应可以发现,所有情况钢筋的应变均不大于钢筋的屈服应变且远小于混凝土的峰值应变,表明结构基本处于弹性。通过三种不同受拉本构的分析模型结果看出,不考虑受拉和真实考虑受拉,分析的顶点位移和基底剪力结果均十分吻合,但这两种分析结果均和受拉本构按弹性考虑时的分析结果相差很大。

  • 小结(Conclusion

通过这两个小例子可以定性说明:

(1)一般情况,忽略混凝土的受拉本构,对结构的整体响应分析结果影响不大(虽然这个测试的是小震)。

(2)即便结构基本处于弹性(应变小于钢筋和混凝土的屈曲应变),混凝土的受拉区按弹性考虑时的结构整体响应分析结果可能和真实考虑混凝土受拉时的分析结果相差很大。因此反过来也可以说,平时在一般结构分析软件中,采用弹性单元进行小震动力弹性时程分析获得的结构整体响应可能和真实响应相差很大。


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  • 致谢(Acknowledgements

感谢师弟 杨光吴梓楠 提供的模型。

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上一篇博文ETABS 2015人工波功能初步测试(一)  》初步测试了ETABS 2015中人工波功能,可以发现,ETABS2015在函数( function )模块增加的与指定反应谱匹配(Matched to Response Spectrum)的函数定义方法能生成与指定目标反应谱匹配的人工波。本节继续对生成的人工波特性做一下测试。

  • 峰值加速度(Peak Acceleration

提取博文ETABS 2015人工波功能初步测试(一)  》中按频域匹配(Spectral Matching in Frequency Domain时域匹配(Spectral Matching in Time Domain生成的两条人工波,分别如 图1图2 所示。其中匹配的目标反应谱为按抗规 7度0.1g罕遇地震的反应谱。

图 1 Matching in Frequency Domain [频域匹配法]

图 2 Matching in Time Domain [时域匹配法]

从上面两图可以看出,图1 加速度时程的峰值约为0.2g 和 图2 加速度时程的峰值约为0.25g,与我国规范7度0.1g的罕遇地震的峰值加速度要求0.225g(0.45*0.5 =0.225g )存在一定的差别。 ETABS生成的人工波只是和反应谱匹配,峰值加速度不一定满足我国规范的峰值加速度要求,毕竟在参数输入的时候也没有这个选项  :-)  :-)  :-) 。(因为一般外国规范在选波的时候,对峰值加速度没有明确限制,一般仅仅控制选取地震波的反应谱与规范反应谱的吻合度。)

  • 基线偏移特性(Baseline shift property

对上述两组加速度时程沿时间轴进行积分,可获得相应的 速度时程 和 位移时程,我们可以看看ETABS生成的人工波的基线漂移情况。

加速度的积分可以选用 www.jdcui.com 提供的反应谱分析工具 SPECTR 进行,SPECTR可以在这里免费下载:http://www.jdcui.com/?p=1875,当然也可以使用也可以使用SeismoSignal进行。

(1)以下是 SPECTR 的积分结果

图 3 Matching in Frequency Domain [频域匹配法]

图 4 Matching in Time Domain [时域匹配法]

(2)以下是SeismoSignal的积分结果

图 5 Matching in Frequency Domain [频域匹配法]

图 6 Matching in Time Domain [时域匹配法]

从以上的分析可看出,不管是SPECTR的分析结果还是SeismoSignal的分析结果均显示,ETBAS生成的人工波存在基线漂移现象,严格来说是不合理的。因此,在ETABS中生成的人工波,需要借助其他工具进行基线校正,在进行地震时程分析的时候需要注意!! :-) :-)

( PS.  地震波的基线是否校正对时程分析结果有什么影响呢??? 8-) 8-) 8-) ,这部分内容将在接下来的博文中进行讨论。大家可以关注一下 www.jdcui.com和微信公众号 )

  • 小结(Conclusions

(1)ETABS的人工波生成无法指定峰值加速度

(2)ETABS生成的人工波存在基线漂移


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最近装了个ETABS 2015,新版的ETABS已经变得十分强大了(PS.其实也不新了,目前最新是2017,鉴于我电脑一直装的是 ETABS V9,哈哈 :-) )。

试试ETABS 2015的人工波功能,ETABS2015增加了根据参考地震波(Reference Acceleration Time History) 生成与指定反应谱匹配(Matched to Response Spectrum)的时程波的功能呢。以下测试一个简单例子。

  • 首先在Functions菜单中定义目标反应谱

  • 接着在 Time History 菜单中选择函数类型为 Matched to Response Spectrum,弹出时程匹配参数定义框。

  • ETABS一共提供了两种与反应谱匹配的方法

频域匹配(Spectral Matching in Frequency Domain时域匹配(Spectral Matching in Time Domain,分别按这两种方法,取用默认参数,获得与反应谱匹配的地震波效果如下图所示。

Frequency [频域匹配法]

Time [时域匹配法]

总体上,频域匹配(Spectral Matching in Frequency Domain时域匹配(Spectral Matching in Time Domain两种方法均能够获得与指定反应谱比较匹配的时程波。频域匹配(Spectral Matching in Frequency Domain)方法效率较高,但获得的地震波的反应谱与目标反应谱在短周期吻合效果不是特别好,时域匹配(Spectral Matching in Time Domain计算量稍微大,获得的地震波的反应谱与目标反应谱在全周期范围内吻合效果均比较好。

  • 小结

ETABS的人工波功能还是很方便的,如果手头上没有专门的生成人工波的工具,可以利用ETABS作为替代 8-) 8-) 8-) ,后续有时间再研究一下具体的算法吧。 :-)   :-)   :-)


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