结构动力学大作业

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1、结构动力学大作业问题描述《建筑结构抗震设计》高振世P247该建筑为一幢六层现浇钢筋混泥土框架房屋，屋顶有局部突出的楼梯间和水箱间。混泥土强度等级：梁为C20，柱为C25。混凝土密度为2500kg/m3本题目将对该梁柱结构的框架房屋进行模态分析，求解出该结构的前8阶固有频率及其对应的模态振型。框架的平、剖面见图1，图2。构件尺寸参见表1、表2。其材料为混凝土，相关参数为：杨氏模量C20为2.55e10N/m2，C25为2.8e10N/m2。图1平面视图图2剖面图表1梁的几何尺寸部位断面b×h(m×m)跨度L（m）屋顶梁0.25×0.605.7楼层梁0.25×0.655.7走道凉0

2、.25×0.402.1表2柱的几何尺寸层次柱高（m）断面(m×m)140.50×0.502，3，4，5，63.60.45×0.45建模利用有限元商业软件ANSYS8.0建模和有限元分析。1单元类型（ElementType）:Beam4图3单元BEAM4的特征2材料模型:本题目中所有材料都假定是各向同性线弹性体。表3MARERIALMODELNo.梁/柱混凝土标号弹性模量EXN/m2泊松比PXY密度DENSkg/m31柱C252.8e100.225002梁C202.55e100.225003单元实常数：表4REALCONSTANTNo.部位横截面面积AREA（m2）Z轴惯性矩IZ

3、Z（m4）Y轴惯性矩IYY（m4）高度TKZ（m）宽度TKY（m）1底层柱0.255.208e-35.208e-30.50.52其余柱0.20253.417e-33.417e-30.450.453走道梁0.11.333e-35.208e-40.40.254楼层梁0.16255.721e-38.464e-40.650.255屋顶梁0.150.45e-37.8125e-40.60.254几何模型，网格划分，施加边界条件：柱划为个6单元，走道梁划为3个单元，楼层梁划为5个单元，合计3029个单元图4结果与讨论模态分析：得出结构的固有频率和前8阶振型。SETTIME/FREQLOADS

4、TEPSUBSTEPCUMULATIVE10.1404511120.1405712230.1416113340.1416214450.1417115560.1418616670.1418617780.14190188第一阶振型：第二阶振型：第三阶振型：第四阶振型：地震波瞬态时程分析：地震波："LOMAPRIETAEARTHQUAKE-OAKLANDOUTERHARBORWHARF""OCTOBER17,1989,17:04PDT""CORRECTEDACCELOGRAM,CHANNEL1,270DEGREES,CDMGQL89A472""SOURCE:NISEE,U.C.BER

5、KELEY,CALIFORNIA"图4地震波假设加速度施加在结构坐标的x方向：一层跨中节点(30号节点)x方向位移时间历程图FIG.5NODE30X——DISPLACEMENT/TIMECURVE1FIG.6NODE30Y——DISPLACEMENT/TIMECURVE1顶层跨中节点(1499号节点)位移时间历程图FIG.7NODE1499X——DISPLACEMENT/TIMECURVE1FIG.8NODE1499Y——DISPLACEMENT/TIMECURVE1假设加速度施加在结构坐标的y方向：一层跨中节点(30号节点)位移时间历程图FIG.9NODE30X——DISPL

6、ACEMENT/TIMECURVE2FIG.10NODE30Y——DISPLACEMENT/TIMECURVE2顶层跨中节点(1499号节点)位移时间历程图FIG.11NODE1499X——DISPLACEMENT/TIMECURVE2FIG.12NODE1499Y——DISPLACEMENT/TIMECURVE2注：在完成该题目的过程中，一直希望可以和《建筑结构抗震设计》高振世P247页中的计算结果进行比较。但是，《建筑结构抗震设计》中只考虑了图1中竖向梁的承载能力，没有考虑横向梁的承载能力；而本题目中把所有的竖向梁均作为楼层梁进行有限元分析。因而，我认为，两中方法计算的结果

7、没有太大的比较意义。