基于ANSYS对钢框架结构频率及模态的研究.pdf

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1、四川建筑科学研究第39卷第3期170SiehuanBuildingScience2013年6月基于ANSYS对钢框架结构频率及模态的研究刘燕潇，许庆春(河海大学力学与材料学院，江苏南京210098)摘要：近年由于地震影响，对钢结构自振频率的研究已成为钢框架研究工作的一个重要环节。文章从影响钢框架结构抗震中的固有频率因素人手，对钢框架结构的固有频率进行分析。利用有限元分析软件ANSYS对所建立的框架模型分析，主要研究层数及结构形状对钢框架结构频率及模态的影响。结果显示，一定范围内结构长度比高度对其自振频率影响大，为钢框架的

2、设计及地震作用分析提供参考。关键词：钢框架结构；自振频率；模态；有限元中图分类号：TU391文献标志码：A文章编号：1008—1933【2013)03—170—03ResearchonnaturalfrequencyandmodalofsteelframestructurebasedonANSYSUUYanxiao．XUQingchun(CollegeofMechanicsandMaterials，HohaiUniversity，Nan：iing210098，China)Abstract：Itisanimportantl

3、inkoftheresearchworkonsteelframestructuretostudyitsnaturalfrequency．Thisarticlesta~swiththefactorsafectnaturalfrequencyofsteelframestructureintheseismicprocess，analysenaturalfrequencyofsteelframestructure．BasedonfiniteelementanalysissoftwareofANSYStoanalysethefra

4、meworkestablished．Themainresearchispaidontheinfluencefromlayerandstructureshapeonfrequencyandmodalofsteelframe．Theresultsshowthat，inacertainrange，theinfluenceofnaturalfrequencywhichcomesfromthelengthofstructureisbiggerthantheinfluencecomesfromtheheight，whichprovi

5、desreferencesforthedesignofsteelframesandtheanalysisofseismicaction．Keywords：steelframestructure；naturalfrequency；mode；finiteelement计与制造不当，在地震作用下，仍有可能发生构件的0引言失稳和材料的连接破坏，而使其优良的材料性能不多年来，地震灾害使我国蒙受巨大的损失。能充分发挥，结构达不到较高的承载力和延性-2J。7·28唐山，5·l2汶川，以及9·18昆明遭受的损自振频率往往是某些动力分析(

6、如瞬态动力学失无法估量。我国亟待发展抗震性能较好的房屋结分析、谐响应分析)的必要参考值。所以，对钢结构构。其中多层轻钢框架结构是我国广泛应用的建筑的自振频率研究是钢框架研究工作的重要内容之结构之一，具有极大的适用性与发展空间。2012一。1997年，John根据梁柱节点断裂后节点将失去年，住房和城乡建设部印发了《住房和城乡建设刚度和强度的假定，建立了梁柱节点塑性模型。并2012年科学技术项目计划》，将钢结构住宅产业化利用这个模型对Uang所研究建筑进行了地震响应推进列为2012年软科学研究项目，并下达给中分析。分析结果与

7、建筑实际地震记录进行比较，该国建筑金属结构协会，对项目研究的内容、考核指模型能够在一定程度上估计钢框架结构的破坏程标、完成时间提出了具体要求。度。2006年，美国Janise和Stephen对三分之一比钢材基本上属于各向同性的均质材料，其轻质例的空间钢框架模型进行了一系列的振动台试验研高强的特点使钢结构房屋自重轻，从而结构所受的究和有限元分析，研究梁柱节点断裂对钢框架整体地震作用减小；良好的延性性能，使钢结构具有很大抗震性能的影响-3】。2011年，周晓峰和董石麟通过的变形能力，即使在很大的变形下也不致倒塌，从而对计算模

8、式假定对巨型钢框架结构体系进行自振特保证结构的抗震安全性。但是，钢结构房屋如果设性的研究，分析了设计参数取值对各阶振型、频率的影响，对工程设计有一定的借鉴作用。收稿日期：2012-09-29本文从影响钢框架结构抗震中的固有频率因素作者简介：刘燕潇(1988一)，女，硕士，主要从事结构优化设计研究。E—mail：112