ANSYS简单结构动力分析

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1、立柱抗震计算如图所示，一根2mXlmX10m（长X宽X髙）的混凝土立柱，底端固定。混凝土强度等级为C25,密度为2400kg/m3,动弹性模量为E=3.64X107kPa,泊松比为卩=0.167。若阻尼忽略不计，现求解此柱在七度地震下的动力响应。方法为模态分析。提取混凝土柱的前十阶模态，前十阶自振频率及振型参与系数见表一，各阶振型图如下所示。第一阶振型图第二阶振型图DISEXHEH-STEMSUB斗HOJ9.469X-358509pirnjD・1第三阶振型图第四阶振型图DISEXHEH-STEMSUB-6秆8切・£-.20M97pirnjD・1第五阶振型图第六阶振型图DISEXHOffS

2、TCMsuB-eFW-149.262□«-.367373FWTJD・1第七阶振型图第八阶振型图第九阶振型图第十阶振型图表一立柱的自振特性与振型响应振型[1周期(s)振型参与系数振型参与系数Hy振型参与系数Hzkm第一阶5.980」75.4216-1.45E-11・6.71E-112.21第二阶11.700.09・5.10E-095.42■1」0E-082.15第三阶36.170.03-3.032.07E-066.91E-061.76第四阶47.830.02-6.53E-06-2.24E-06-1.30E-051.68第五阶64.100.02-5.74E-07-3.11-2.52E-061

3、.59第六阶93.010.011.08E-05・1.76E-066.231.49第七阶96.370.011.799.38E-063.04E-051.48振型振率IZ)自频(H周期(s)振型参与系数振型参与系数Hy振型参与系数Hz如舷B第八阶143.990.013.81E-072.39E-061.17E-051.38第九阶154.820.01-5.60E-061.82-3.03E-051.36第十阶177.430.01-1.281.23E-056.50E-051.33从表一可以看到，在X激励方向上第一振型对地震响应影响最大，在Y激励方向上第二振型对响应影响最大，在Z激励方向上第六振型对地震

4、响应影响最大。现采用各振型平方和开平方的数值作为最后的计算结果，如表二所示。1•立柱反应谱分析本章采用反应谱法求解立柱地震响应。查抗震规范可得，七度地震下地面最大加速度为a=0.1g(g=9.81m/s?),特征周期为Tg=0.30s,且查得动力系数最大值为pnlax=2.25o水工建筑物设计反应谱如下图所示。模态合并工激励方向位移ux(m)位移Uy(m)位移uz(m)轴向正应力最大值(kPa)支座反力Fx(kN)支座反力Fy(kN)支座反力Fz(kN)X0.0024.9E-61.5E-41420.0078.08164.933944.44Y1.8E-65.5E-47.4E-5705.30

5、638.96362.595655.35Z8.9E-81.3E-75.0E-631.1483.3154.27857.30从表二可以看出，在X激励方向上，立柱的地震响应最大。APR26201109:25:40PLOTNO.1各激励方向上的位移与应力云图如下所示。NCDALSCWTICNSTEA9999UX(AW)RSYS=SOLUEMX=.002225SMX=.00222X地震激励方向上Ux位移云图NCDALS0LOTIC1JSTEP=9999SZ(AVG)RSYS=SCLUDMX=.002225SHN=3.165SMX=1420ANAPR26201109:49:30PLOTg1632.93

6、33.165160.607318-049475.4911263790.375947.817X地震激励方向上轴向应力云图NCDALSCUJTKNSTEA9999UY(AiG)RSYS=SCLUEMX=.557E-03SMX=.552E-03APR26201109:42:18PLOTNO.10.614E-04"12oE-°3.184E-03'245E~°3.307E-03•368E-03•430E-03.491E-03•552E-03Y地震激励方向上Uy位移云图313.487ANAFR26201109:43:24FWTNO.1.03C95578.395156.759235.123391.8

7、5470.214548•578626•942705.3061