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1、地震分析算例(ANSYS)土木工程中除了常见的静力分析以外，动力分析，特别是结构在地震荷载作用下的受力分析，也是土木工程屮经常遇到的问题。结构的地震分析根据现行抗震规范要求，一般分为以下两类：基于结构自振特性的地震反应谱分析和基于特定地震波的地震时程分析。本算例将以一个4质点的弹簧一质点体系来说明如何使用冇限元软件进行地震分析。更复杂结构的分析其基本过程也与之类似。关键知识点：(а)模态分析J/JZXJ/bcdez/(z(/(7(谱分析地震反应谱输入地震时程输入吋程动力分析(1)在ANSYS窗口顶部静态菜单
2、，进入Parameters菜单，选择ScalarParameters选项，在输入窗口中填入DAMPRATIO二0.02,即所有振型的阻尼比为2%(2)ANSYS主菜单Preprocessor-'Elementtype->Add/Edit/Delete,添加Beam188单元(3)在ElementTypes窗口中，选择Beam188单元，选择Options,进入Beam188的选项窗口，将第7个和第8个选项，Stress/Strain(SectPoints)K7,Strcss/Strain(SectNods)K8,从No
3、ne改为MaxandMin0nlyo即要求Beam188单元输岀积分点和节点上的最大、最小应力和应变(4)在ElementTypes窗口中，继续添加Mass21集中质量单元(5)下面输入材料参数，进入ANSYS主菜单Preprocessor->MaterialProps->MaterialModels菜单，在MaterialModelNumber1中添加Structural一〉Lincar->Elastic->Isotropic属性，输入材料的弹性模量EX和泊松比PRXY分别为210E9和0.3o(б)继续给Mater
4、ialModelNumber1添加Density属性,输入密度为7800。(7)继续给MaterialModelNumber1添加Damping属性，采用参数化建模，输入阻尼类型为Constant,数值为DAMPRATTO(8)接着建立梁单元的几何屈性，和上一个例了一样，采用Sections建模，进入ANSYS主菜单Preprocessor->Sections->Beam->CommonSections,选择Sub-Type为工字型，截面尺寸Wl=0.2,W2=0.2,W3=0.5,tl=0.01,t2=0.01,t3
5、二0.008(9)通过实参数输入集中质量单元的质量和转动惯量，在心SYS主菜单中选择Prcproccssor->RcalConstants->Add/Edit/Dcletc菜单，在RealConstants窗口屮选择Add,在ElementtypeforRealConstants选择Mass21,在RealConstantforNumber1窗口中输入1.6E2,1.6E2,如图所示。即该质量单元在X和Y方向的质量都为160,由于木例子模型为平面问题，所以不必考虑Z方向的质量，同样也不考虑单元的转动惯量。(10)继续添
6、加第二类集中质量，过程和上面一样，但是输入的质量数值为1.2E2,1.2E2(11)完成以上工作就完成了模型的基本数据准备，下面开始建立物理模型。(12)在ANSYS主菜单中选择Preprocessor->Modeling->Create->Keypoints->lnActiveCS,依次输入关键点编号和坐标：K,1,0,0,0K,2,0,3,0K,3,0,6,0K,4,0,9,0K,5,0,12,0K,6,0,0,10000需要说明的是，关键点6为后面建立梁单元所需的截面方向控制点，在上-•个例子中已经做过介绍。(7
7、)完成关键点输入后下面建立直线模型。在ANSYS主菜单中选择Preprocessor->Modeling->Create->Lines->Lines->StraightLine,依次连接关键点1〜5。仃4)下面给建立完的几何模型赋予材料属性，在ANSYS菜单屮选择Meshing-〉MeshAttributes-〉PickedLines,选中所有的直线,进入LineAttributes窗口，选择相关选项材料屈性，实参数，单元类型和截面类型都为1,并选择勾上参考点方向选项，然后点击0K后输入关键点6作为截而方向控制点。仃5
8、)在ANSYS主菜单中选择Preprocessor->Meshing->SizeCntrls->ManualSize~>Lines->PickedLines,在ElementSizesonPickedLines窗口中设定NDIVNo.ofelementdivisions为3,即将每条直线分为3段(16)在ANSYS主菜单中选择Pr
