实干、实践、积累、思考、创新！ Tag: 结构工程博士 结构工程师 伪程序员 结构抗震 地震工程 超限设计 软件定制 环评减振 振动控制 减隔震 施工过程模拟 小品钢结构 有限元研发 参数化设计 大震弹塑性
实干、实践、积累、思考、创新。 马上更新……(ps. 2018年12月写下的题目， 相关博文( Related Topics) [01]. [Tool] SPECTR – A program for Response Spectra Analysis [反应谱计算程序] [02]. [程序][Tool] Ground Motion Selection [强震记录选取] [03]. [程序][软件]Ground Motion Library [强震记录管理] [04]. Artificial ground …
实干、实践、积累、思考、创新。 最近研究舒适度，做些算例测算。对两端铰接、两端固接、一端固接一端铰接、悬臂等截面梁进行振型分析，获得各类梁的前三阶振型，并对振型向量进行最大位移值归一化，并利用归一化后的振型向量求解前3阶振型的振型质量。测试算例梁截面统一为，梁截面为200X200，梁长度为1000mm，沿梁长划分80个单元，振型的质量通过公式 \({M_n} = \int_0^L {m(x)\phi _n^2(x)dx} \) 进行计算。 1 简支梁 1.1 振型形状 一阶振型 二阶振型 三阶振型 1.2 振型质量 振型 节点质量 总质量 振型质量 振型质量/总质量 1 0.0009815 0.314 0.1570 0.500 2 0.0009815 …
坚持实干、坚持积累、坚持思考，坚持创新。 题目如题，结论肯定是没有影响的，因为振型向量本来就是不定的，振型元素之间只有相对关系，要求解振型向量元素的具体值，必须对振型向量进行标准化。简单说即先假定某个元素的值，然后才能求解出其余元素的值。 最近在研究舒适度，顺便把相关东西整理一下，正好还有小伙伴问，同时正好测试一下在网站上用LATEX写公式，看看是不是会专业点。 基本公式 结构的运动方程： \[[M]\{ \ddot u\} + [C]\{ \dot u\} + [K]\{ u\} = \{ P\} （公式1） \] 将位移向量\(\{ u\} \) 用振型展开， \[\{ u\} = [\phi ]\{ q\} …
实干、实践、积累、思考、创新。 最近研究舒适度，涉及振型向量的标准化，顺便测试一下SAP2000默认的振型向量标准化方法。 大家都知道，振型向量是不定的，振型向量的参数之间只有比值关系。为了求解振型向量的元素绝对值，必须对振型向量进行标准化。 我们接下来测试SAP2000中振型向量的标准化方法，在SAP2000中建立一根简支梁模型，如下图： 梁的前三阶Z向振型形状如下： 振型形状是与理论分析结果一样的。 将软件输出的振型变形的平方乘以节点质量，可获得各振型的广义质量，结果均为1。即SAP2000默认输出的振型是满足关于质量矩阵内积为1的条件的。即采用的是关于质量矩阵的正交归一化方法。 相关博文( Related Posts ) [01] [Structural Dynamics][Mode superposition] 振型参与质量系数(Participating Mass Ratio) [02] [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 [03] [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 …
实干、实践、积累、思考、创新。 小伙伴问，振动台试验如何获得结构的自振特性。提取了振动台试验的数据，如何进行处理。 结构进行地震振动台试验前，均会进行结构动力特性试验。 自振特性的测试有很多种方法，如自由振动法、正弦波扫频法，白噪声扫频法。 其中白噪声扫频法的大概意思是，将模型安装在振动台后，进行地震波加载前，在振动台上输入小振幅的白噪声，进行激振试验，测量台面和结构的加速度反应。通过传递函数、功率谱等频谱分析方法，获得结构模型的自振频率、阻尼比、振型等参数。 于是小伙伴随手扔来一个白噪声扫频后测点的响应结果，按上面的思路，试试处理一下。 将测点响应导入本站的 FOUR_TRAN ( [数学][地震动][软件] FOUR_TRAN: Fourier Analysis Tool [傅里叶分析工具] ) 软件，并进行傅里叶分析 （Fourier Analysis）,如下图： 可以发现在频率3~3.5Hz位置，幅值谱很大。该位置很可能就是结构的基频。 将数据导出，并进一步导入本站的DataSmoothing （ [工具][试验][编程] DataSmoothing: A Program for Data Smoothing [试验数据曲线平滑+降噪工具] ）软件，进行平滑处理。如下图所示： 可以较为清晰的看到结构的基频在3.2HZ左右，其他凸起是结构的其他阶频率。 …
实干、实践、积累、思考、创新。 测试模型发现，用Ritz向量法算模态，会出现这样的问题： （1）模态数量默认是3的倍数，不管输入计算模态阶数是多少阶，实际计算的模态数量都是3的倍数，比如输入计算2个模态，实际会计算3个模态，可能认为这样会精度高一点。 （2）计算模态阶数不同，实际算出来同阶模态是可能不同的，振型形状及周期都不同，原本第三阶周期都是扭转的了，但仅算3阶及6阶模态时，第三阶为平动了。这个有点迷了。。。。。。不知道是不是内部存在什么排序，毕竟存在迭代。但仅算3阶及6阶模态时第3阶平动对应的振型及周期在算30阶模态的振型上似乎也没找到对应。 不过，以上只是测试，如果实际输入正常的模态数量。应该是没问题的。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 以YJK模型的振型分析结果，分析采用CQC法进行振型组合的情况下，随着CQC组合振型数量的增加，结构基底响应的变化规律。 结果如下图所示。 X向地震作用下 X向基底剪力 X向地震作用下 Y向基底剪力 X向地震作用下 绕Z轴的扭矩 X向地震作用下 X向倾覆弯矩 X向地震作用下Y向倾覆弯矩 X向地震作用下，随着CQC组合的振型数量的增加，X向基底剪力不断增大，倾覆弯矩也一样的规律，但是 Y向的基底剪力及倾覆弯矩规律则不然，随着组合模态数量的增加，Y向剪力是先减小，然后逐步稳定略带波动。 相关话题 ( Related Topics) [01]. [Tool] SPECTR – A program for Response Spectra Analysis [反应谱计算程序] [02]. [程序][Tool] Ground Motion …
实干、实践、积累、思考、创新。 如何有效考虑结构地震作用下的“扭转影响”？ 该问题源自一位同行提出的疑问：《高规》4.3.2条第2款和《抗规》5.1.1条第3款均指出，对于质量和刚度明显不对称的结构，应计入双向地震作用下的扭转影响；其他情况则可仅考虑单向地震作用下的扭转效应。那么，所谓“计入扭转影响”或“考虑扭转影响”具体指什么？我们在日常电算设计中是否已经考虑了扭转？常规的单向地震作用计算是否已包含扭转效应？ 这一问题引申出更深入的思考：在实际工程设计中，应如何有效考虑地震作用下的结构“扭转影响”？ 【规范条文】 先引用相关规范条文。《高规》4.3.2条明确规定：“质量与刚度分布明显不对称的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应计算单向水平地震作用下的扭转影响。” 以下尝试对该问题进行回答。就目前广泛采用的振型分解反应谱法而言，结构“扭转效应”能否被有效考虑，主要涉及以下四个方面： （1）模态分析 当前主流的空间有限元分析软件在单元刚度中已包含扭转刚度。若采用集中质量模型，模态分析中会包含扭转分量；若采用非集中质量模型，则自然可以考虑结构的空间效应，包括扭转效应。但如果仅采用每层一个质量点的简化模型（即仅一个动力自由度），则无法合理反映扭转影响，后续计算也将失去意义。 （2）振型参与系数（地震作用标准值计算层面） 在使用集中质量模型（每层包含两个平移质量和一扭转惯量）且考虑扭转效应时，地震作用标准值计算中所采用的振型参与系数应包含扭转角分量。具体可参见规范中的相关公式。 （3）振型组合 目前振型组合普遍采用CQC法，SRSS方法已较少使用。CQC法能够考虑振型间的耦合效应，尤其适用于平动与扭转振型相互影响的情况。它不仅考虑扭转振型对平动振型的贡献，也计及平动振型对扭转振型的影响。需要注意的是，CQC法并非必须与扭转耦联的模态分析绑定使用，但其优势在扭转明显的结构中尤为突出。 （4）双向地震作用 一般认为，扭转效应在双向地震作用下更容易被激发。因此规范要求对质量和刚度明显不对称的结构考虑双向地震作用。在振型分解反应谱法中，双向地震作用的体现主要是通过方向组合实现的。需要注意的是，是否考虑扭转与是否采用双向地震并无必然联系。 综上所述，若要在振型分解反应谱法中有效考虑扭转效应，应满足以下条件：模态分析需能够反映扭转（例如每层至少设置两个平移自由度和一扭转自由度，或采用非集中质量模型）；振型参与系数应包含扭转分量；振型组合推荐采用CQC法。在此基础之上，可根据规范要求决定是否考虑双向地震作用。 若模态分析未能考虑扭转，即便振型组合采用CQC或要求双向地震作用，扭转效应仍无法被充分捕捉。反之，若模态分析已合理反映扭转，但振型参与系数未考虑扭转或振型组合仍使用SRSS方法，扭转效应同样难以准确体现。这也解释了为何在《高规》中，扭转耦联振型分解反应谱法（4.3.10条）常与CQC组合及双向地震共同提出，而不考虑扭转耦联的反应谱法（4.3.9条）则仅建议SRSS组合，且未强调双向地震作用。 补充说明：可以狭义地认为，按《高规》4.3.10条进行计算即视为考虑了扭转影响，而按4.3.9条计算则未考虑扭转影响。以上讨论基于振型分解反应谱法。若从计算真实性角度出发，动力时程分析仍是反映结构扭转特性的最准确方法。 相关内容（Related Topics） [00] [YJK][结构设计] 关于各类“刚度比”软件电算结果的详尽复核总结 [01] [抗震设计][结构规范] 规定水平力、倾覆弯矩、振型组合等电算结果的复核总结 [02] [抗震设计][结构规范] 如何有效考虑结构在地震作用下的“扭转影响”？！ [03] [抗震][结构设计] 规范的各种刚度比”Ratx,Ratx1,Ratx2,RJX1,RJX3″及嵌固层 …
太久没用，找了好久，记录下来： 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
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 Topics) [01] [Structural Dynamics][Mode superposition] 振型参与质量系数(Participating Mass Ratio) [02] [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 [03] [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) [04] [动力学][SAP2000] SAP2000中振型向量的标准化方法 …
坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考，坚持创新。 接着博文《[动力学] 模态分析基础 (Basics of modal analysis)》继续介绍框架单元用于模态分析的方法。该部分内容也是 书本 《有限单元法：编程与软件应用》模态分析章节的部分内容节选。 10.3.1 梁单元质量矩阵 集中质量矩阵（局部坐标） 设杆材料密度为 ，单元长度为 ，截面积为 ，每个节点分担单元1/2的平动质量，无转动惯量，则单元质量矩阵 (10.3‑1) 10.3.2 算例：2D框架模态分析 算例采用与2D框架结构静力分析中相同的结构，采用欧拉梁单元，材料密度为2.5493e-9t/mm3，采用集中质量矩阵，将单元质量集中于两端节点，且不考虑集中质量后的节点转动质量。 由于算例模态分析的Matlab代码与前面章节中静力分析的Matlab代码大体相同，因此这里仅给进行模态分析所需的新增代码。 % Truss 2D modal analysis …
坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考，坚持创新。 接着博文《[动力学] 模态分析基础 (Basics of modal analysis)》继续介绍桁架单元用于模态分析的方法。该部分内容也是 书本 《有限单元法：编程与软件应用》模态分析章节的部分内容节选。 10.2 2D桁架结构模态分析 模态分析需要的参数主要有结构的刚度矩阵和质量矩阵，其中的刚度矩阵与静力分析中的刚度矩阵相同，这里仅给出进行模态分析所需的质量矩阵等其他条件。 10.2.1 桁架单元质量矩阵 集中质量矩阵（局部坐标） 设杆材料密度为 ，单元长度为 ，截面积为 ，每个节点分担单元1/2质量，则单元质量矩阵 (10.2‑1) 整体坐标下的质量矩阵转换 整体坐标下单元一致质量矩阵为 …
实干、实践、积累、思考、创新。 好吧，一年前的东西半年前说整理，现在终于整理了。 程序图标 ( Program LOGO ) 程序介绍 ( Program Introduction) Abaqus 后处理小工具之一， Abaqus Fre Post。 程序图例 ( Program Gallery ) 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
Modal Analysis of Steel Box Beam [钢箱梁的模态分析] 【1】Midas Gen model 【2】Midas2Abaqus Model 【3】Abaqus Model 【4】Midas Gen Results (1) Mode 1 (2) Mode 2 (3) Mode 3 【5】Abaqus Results (1) Mode …
ANSYS 框架结构模态分析练习。(This is a small example to outline the steps required to do a simple modal analysis of a frame structure using ANSYS.)
Abaqus框架结构模态分析练习。(This is a small example to outline the steps required to do a simple modal analysis of a frame structure using Abaqus.)
分享一个小程序，该程序是之前我在上结构动力学课的时候编制的。程序主要用于进行剪切形框架结构（即，糖葫芦串模型）的模态分析。可以使用该程序求解动力学课本后面的习题。阵型求解使用雅克比迭代法。This program is developed by me in the Structure Dynamics class. It is for modal analysis of shear building (i.e. , flexurally rigid floor beams and slabs ) with lumped mass at each floor.You can use the program to explore eigenvalue problems on you textbook and improve your understanding on free vibration. The program use Jcaobi method for the solution of eigenvalues.
[01] Ground Motion Selection (选波) 服务
[02] 著:《PERFORM-3D原理与实例》
[03] 著:《有限单元法-编程与软件应用》
[04] 著:《结构地震反应分析-编程与软件应用》
[05] 著:《有限单元法 Python编程》
[06] 著:《结构地震动力响应Python编程》（New!!!）
[07] 土木工程试验数据处理软件汇总
[08] 自编程序 [Software Box]
