基于ansys的钢框架结构地震作用分析研究

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1、分类号：I堕三52：!UDC：．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．——工学硕士学位论文密级：公开单位代码：—100—76基于ANSYS的钢框架结构地震作用分析研究：周晓慧：王羡农教授：工学硕士：结构工程：土木工程学院：河北工程大学名师别业位位级单姓教立专单立者导学科在学圭月乎请予作指申学所授ADissertationSubmittedtoHebeiUniversityofEngineeringFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringStudyonSeismic

2、EffectAnalysisofSteelFrameStructuresBasedonANSYSCandidateSupervisorAcademicDegreeAppliedforSpecialtySchool／Department：ZhouXiaohui：Prof．WangXiannong：MasterofEngineering：StructuralEngineering：SchoolofCivilEngineeringHebeiUniversityofEngineering-一May,2014独创性声明本人郑

3、重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塑苎垦墨堡态堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：同嗉慧签字日期：20I毕年皇月西日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解塑兰垦墨堡盘芏有关保留、使用学位论文的规定。特授权塑韭三堡盘堂可以将学位

4、论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：阁唬慧、导师签名：王麦孜签字日期：弦}牛年r月彳日签字目期：如7仟娟巧目摘要钢结构以其抗震性能好等多方面的优点广泛被建筑结构行业取用，钢框架结构结合了钢结构抗震的优良性能与框架结构空间分配合理的优势，越来越广泛的被建筑结构所应用，本文利用有限元软件ANSYS对钢框架结构模型进行了地震作用分析。在明确了建

5、筑结构进行地震响应分析的一些相关知识后，利用有限元软件ANSYS建立了二层、五层、八层三个仅有高宽比不同的钢框架模型，三个模型包含了低层、多层以及小高层三种类型的钢框架，对三个钢框架模型进行模态分析以及地震响应的有限元计算方法总结，再分别对三个钢框架利用地震波响应和地震谱响应两种方法进行ANSYS计算分析。得出以下结论。得到结构的固有频率，为后面地震谱响应的分析提供频率和周期的数据，并得到结构模态分析振型图，将三个模型模态分析得到的自振频率，取倒数转化为自振周期。进行对比发现楼层越高自振周期的范围越大，即越容易发生

6、共振。模态分析是对钢框架结构地震作用研究的前提和必须的步骤。对重要的或带有研究性质的钢结构进行抗震计算，可以优先采取将地震作用按照地震波响应和按照地震谱响应来计算这两种方法，本文利用ANSYS对这两种方法的解题原理和方法步骤进行详细的描述，为解题提供思路和方法。得到地震波响应振型、位移响应曲线以及地震谱响应曲线，再对各自得到的结果图形和曲线进行提取数值、观察分析，得出最大变形、最大应力、最大位移等计算数据和结果，并对各个钢框架地震作用的结果进行分析。通过地震波响应分析数据发现随着楼层的增加，钢框架的最大变形和最大应

7、力也是逐级增大；通过地震谱响应分析数据再加上模态分析所得的频率值，可以说钢框架层数越高越容易发生共振。关键词：钢框架结构；ANSYS；地震波响应；地震谱响应；共振AbstractSteelstmctureshavemanyadvantagesingoodseismicintheindustWa11dtheVarewldelYapplied·Steelframestructurecombinesexcellentp晌咖ancewithsteelst九1ctures111seismicandframestructure

8、saboutreasonableallocationbeingmoreaIldmorewldelyapplied·ThispaperstudiesthestructuralanalysisofthemodelbvthemostwldelYusedfiniteelementsoftwareANSYS．Thesteelframestructureseismicm