案例 | ANSYS WORKBENCH某单层框架地震反应谱分析

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Workbench日常案例分享–本期水哥给大家带来的是基于Workbench某三层框架结构地震反应谱分析,同时整个操作过程也适用于其他非土木行业的响应谱分析,仅供参考。
一般而言,响应谱分析主要流程如下:
1、结构静力建模
2、结构模态分析
3、结构反应谱的计算与输入
4、结构反应谱分析与后处理
本次案例的基本情况如下,来源于水哥Workbench初级教程中的第三个案例,具体结构建模过程水哥这里便不再演示,想学习的同学可自行去B站搜该课程,然后定位到P23集。
图片[1]-案例 | ANSYS WORKBENCH某单层框架地震反应谱分析-峰设教育
图片[2]-案例 | ANSYS WORKBENCH某单层框架地震反应谱分析-峰设教育
本案例反应谱分析流程如下:
1、在静力分析完成后,在Workbench项目管理界面,拖入模态分析模块。当然也可以直接新建模态分析,不用先做静力分析。
图片[3]-案例 | ANSYS WORKBENCH某单层框架地震反应谱分析-峰设教育
2、设置模态分析的阶数,这里设置为30阶。
图片[4]-案例 | ANSYS WORKBENCH某单层框架地震反应谱分析-峰设教育
3、计算完后可查看结构的频率以及对应的模态振型。
图片[5]-案例 | ANSYS WORKBENCH某单层框架地震反应谱分析-峰设教育
结构频率
图片[6]-案例 | ANSYS WORKBENCH某单层框架地震反应谱分析-峰设教育
第一阶振型模态
图片[7]-案例 | ANSYS WORKBENCH某单层框架地震反应谱分析-峰设教育
第二阶振型模态
图片[8]-案例 | ANSYS WORKBENCH某单层框架地震反应谱分析-峰设教育
第三阶段振型模态
4、Analysis下拉菜单中选择 Response Spectrum, 也可以返回到Workbench 项目管理界面 拖入Response Spectrum模块
图片[9]-案例 | ANSYS WORKBENCH某单层框架地震反应谱分析-峰设教育
5、反应谱的生成,可以采用excel或者matlab根据规范反应谱计算公式,结合项目情况生成反应谱,然后复制粘贴输入即可,值得注意的是,ANSYS中的反应谱输入数据最多不能超过20个点,且是频率和幅值的关系,并按升序排列。
规范里面的公式大多是 周期和幅值的关系,根据周期和频率互为倒数的关系,计算出来的数据还需进行一次倒顺处理。
本案例根据《建筑结构抗震设计规范》GB50010生成反应谱,地震动参数按7度0.1g,特征周期0.35s, 阻尼比0.03,采用Matlab生成的周期-幅值如下所示:
图片[10]-案例 | ANSYS WORKBENCH某单层框架地震反应谱分析-峰设教育
6、在Response Spectrum模块中,选中Analysis Setting并点击鼠标右键即可插入加速度、速度和位移响应谱。并设置反应谱类型为单点反应谱,组合形式为SRSS.注意在具体操作之前,一定要选择Modal,导入前面模态分析的结果,否则后续反应谱分析无法进行。
图片[11]-案例 | ANSYS WORKBENCH某单层框架地震反应谱分析-峰设教育
图片[12]-案例 | ANSYS WORKBENCH某单层框架地震反应谱分析-峰设教育
7、将反应谱数据复制到表格数据中,同时设置所有 supports,反应谱计算方向为X方向,求解即可。
图片[13]-案例 | ANSYS WORKBENCH某单层框架地震反应谱分析-峰设教育
8、反应谱的施加除了按上述进行数据复制外,还可采用插入命令的方法解决,插入命令流的一个好处便是 可以将反应谱公式以命令流的形式导入,每次使用的时候只需要输入相关参数即可,而无需在软件外计算一次然后复制数据,省时省力,演示如下:
图片[14]-案例 | ANSYS WORKBENCH某单层框架地震反应谱分析-峰设教育
该命令流中,首先创建了宏文件 EQ_response,然后输入参数调用宏文件生成反应谱数据,在用FREQ和SV命令定义反应谱曲线,最后指定组合方法为SRSS。
9、点击求解,即可得到结构的反应谱分析结果,本案例的X方向的位移云图如下所示,其中采用命令流插入的方式结果相同,同学们可拿到模型数据后自行验证:
图片[15]-案例 | ANSYS WORKBENCH某单层框架地震反应谱分析-峰设教育

源文件含模型文件、插入的命令以及反应谱计算的Matlab代码。
案例源文件下载:

 

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