抗震分析时,振型分解反应谱法用的最多,但令很多客户比较困扰的是,默认情况下质量参与系数很难达到90%以上,或者说需要很多个模态非常耗时。这篇文章介绍下如何设置可以用较少的模态数量达到较高的质量参与系数。
模态分析设置
刚建好模型,还不确定模型中是否有错误时,模态数量确定方法不要勾选“自动,以达到振型有效质量系数”选项。因为可能因为模型有错误,导致计算始终无法达到设定目标而一直计算。
推荐采用“用户自定义”选项,先计算少量模态
根据模态图找到问题点
如果在模型的前几阶出现了大量的局部振动,那么要么是模型铰接设置方向错误(比如应该出现在末端的设置到了始端,上左图);要么结构方案有缺陷(比如上右图,杆端点了铰但是没有斜撑提供抗侧刚度)。
检查铰设置是否合理时,可以让杆件按铰类型着色,如下图:
上图中,淡蓝色代表铰1,应该出现在端部而不是梁中间。
修改网格设置
把上面的问题解决后,那些位置已经不会出现局部振动了,但是又有新的位置出现,比如:
这些位置是因为添加了导荷虚面,默认网格设置会对所有面按照0.5m划分网格,可以把网格尺寸改为大于最长的杆件的长度。
当然,如果没有用导荷虚面,而是用了真实刚度,那么就不用,这时候板的面内刚度可以给梁提供侧向约束,不会引起局部振动。
修改模态设置
默认情况下,是考虑三个方向的平动和三个方向的转动的,但是如果只考虑水平地震作用,只需要激活X,Y平动和绕Z转动。这时候再把确定振型数量的方法改为“自动,以达到振型有效质量系数”,就可以以合理的模态数量,快速地完成模态分析。
德儒巴软件(上海)有限公司,为著名德国建筑结构设计软件公司Dlubal Software GmbH的全资中国子公司。德儒巴软件公司从事各类结构分析、设计、仿真等工程领域的分析、设计软件的开发、销售、培训和咨询业务。德国总公司成立于1987年,30多年来,德儒巴一直致力于开发有限元结构分析与设计软件。全球拥有超过13000家公司和130000多个授权用户使用德儒巴软件产品,客户遍布132个国家和地区,在多个国家的建筑和机械等多个领域已经成为了主流通用分析软件。除德国外,德儒巴在中国、美国、法国、意大利、波兰、捷克、英国、荷兰、比利时、芬兰、希腊、韩国、巴西、土耳其、新加坡、阿根廷和阿联酋等国家和地区都设有子公司和经销商。公司主要产品包括RFEM、RSTAB、RWIND、RSECTION、吊车梁、板屈曲分析等软件。
RFEM 是基于尖端的计算机图形处理和分析技术研发而成的一款三维有限元结构分析软件, 时至今日软件迭代进化到了第六版RFEM 6, 拥有非常强大的分析功能、分析速度、卓越的图形表现以及结果整理等功能,为用户提供一个全新的分析和设计环境。RFEM 包含钢结构、钢筋混凝土结构、木结构、玻璃结构、索膜结构、铝合金结构、机械工程、动力分析、非线性、节点分析等多个分析设计功能。
RWIND是德国Dlubal软件公司的CFD数值风洞模拟软件。RWIND特别为建筑结构工程打造,可以有效解决设计公司想在项目方案阶段就有风工程快速介入的需求。结合RFEM,RWIND可以有效改进现在很多设计院做CFD整套流程速度慢的缺点。RFEM可以很快的建模或者导入模型。然后导出到RWIND来进行风洞模拟。RWIND计算出的风洞结果,如表面风压,可以自动处理返回到RFEM成为构件的风荷载工况参与计算。
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