首页/文章/ 详情

仿真应用 | 基于抗震规范GB50011的ANSYS抗震仿真分析

2年前浏览912

本文使用的分析案例来自期刊应力力学学报2020年10月第37卷第5期文章《中美欧建筑结构抗震设计对比》


原文第5节的案例描述如下:


原文按中国抗震规范GB50011计算的各层剪力如下表所示。


1、底部剪力法(公式解)

期刊原文缺乏结构基本周期的信息,笔者通过原文的剪力计算结果推测得出结构的基本周期为1.01806秒,在这个推断的基础上,根据GB50011规范,使用公式法计算各层的剪力。





假设结构阻尼比为0.05,水平地震影响系数的计算值如下所示。


结构等效总重力载荷的计算值如下所示。


顶部附加地震作用系数的计算值如下所示。


结构各层剪力根据以下公式计算。



通过以上公式计算得到的剪力值和期刊原文的结果高度一致。


3、底部剪力法(仿真解)

几何模型如下图所示。


抗震规范GB50011的底部剪力法,在ANSYS Mechanical中对应静力分析。


施加等效加速度。


各层剪力的仿真结果如下所示。


列表如下,可以看出底部剪力法的仿真解和公式解在高楼层上差距较大,这是因为ANSYS Mechanical静力分析没有考虑计算高度的影响。


4、反应谱法(仿真解)

使用ANSYS Mechanical的反应谱分析。沿用静力分析的几何模型和有限元模型,先进行模态分析,再进行反应谱分析。


部分模态分析结果展示如下。


假设阻尼比为0.05,根据抗震规范GB50011中的地震影响系数曲线计算反应谱曲线,在反应谱仿真中施加。



各层剪力的仿真结果如下所示。


列表如下,可以看出反应谱仿真解和底部剪力法公式解在低楼层上差距较大,说明底部剪力法公式解在低楼层上的结果更加保守。

5、总结

在实际的结构抗震分析中,可以直接使用GB50011的底部剪力法的公式来计算各楼层的剪力,但GB50011中的振型分解反应谱法虽然也有公式,但已经很难直接使用公式了,需要借助软件实现。

使用ANSYS进行结构抗震分析,需要注意以下两点:

  • 如果采用的是等效静力分析(对应于规范中的底部剪力法),分析者需要注意,仿真解在高楼层的剪力解会偏小。

  • 如果采用的是反应谱分析(对应于规范中的振型分解反应谱法),分析者应该留意到,仿真解在低楼层的结果会比底部剪力法公式解小。

综合来说,ANSYS抗震分析,反应谱法应该是首推方法。

来源:安世亚太
Mechanical建筑
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2022-09-08
最近编辑:2年前
安世亚太
精益研发助推中国智造
获赞 605粉丝 7258文章 437课程 83
点赞
收藏
未登录
1条评论
嘉CUIT
签名征集中
2年前
👍
回复
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习计划 福利任务
下载APP
联系我们
帮助与反馈