框架结构地震响应时程分析的计算模型
pkpm框架结构的抗震计算结果
pkpm框架结构的抗震计算结果PKPM框架结构的抗震计算结果随着建筑行业的发展和对建筑结构安全性要求的提高，抗震设计成为了建筑工程中至关重要的一环。
在抗震设计过程中，PKPM框架结构是常用的计算工具，它能够根据建筑的结构特点和地震作用，进行抗震性能评估和计算。
本文将介绍使用PKPM框架结构进行抗震计算的结果。
PKPM框架结构能够根据建筑的结构形式和地震区域的地震烈度参数，进行结构的抗震性能评估。
通过输入建筑的结构参数，如楼层高度、梁柱尺寸和材料强度等，PKPM框架结构可以计算出建筑结构的刚度、周期和基础剪力等参数。
这些参数对于评估建筑的抗震性能至关重要，可以帮助工程师判断建筑结构是否满足抗震设计要求。
PKPM框架结构能够进行地震动输入和结构响应计算。
在抗震设计中，地震动输入是重要的一步，它是根据地震烈度参数和地震波的特征进行计算的。
PKPM框架结构可以根据地震动输入参数，计算出结构的动力特性，如模态质量、频率和阻尼比等。
这些参数对于结构的抗震性能评估和设计具有重要意义。
在进行抗震计算时，PKPM框架结构还能够考虑结构的非线性效应。
在地震作用下，建筑结构会发生变形和应力集中，如果考虑结构的非线性效应，可以更准确地评估结构的抗震性能。
PKPM框架结构可以进行非线性时程分析，考虑结构的塑性铰形成和耗能能力。
这些分析结果可以帮助工程师判断结构的抗震性能和安全性。
PKPM框架结构的抗震计算结果还可以用于结构的优化设计。
在抗震设计中，工程师需要根据建筑的功能和使用要求，对结构进行合理的设计。
PKPM框架结构可以通过调整结构的参数，如柱截面积和墙体布置等，来优化结构的抗震性能。
通过不断地进行抗震计算和结构优化，可以使建筑结构的抗震性能达到最佳状态。
PKPM框架结构的抗震计算结果对于建筑工程的抗震设计具有重要意义。
它能够评估建筑结构的抗震性能，计算地震动输入和结构响应，考虑结构的非线性效应，并进行结构优化设计。
结构抗震 时程分析
3、结构分析模型 杆系模型
以杆件作为结构的基本单元，梁、柱、墙均 简化为以其轴线表示的杆件，将其质量堆积在节点 处或者采用考虑杆件质量分布单元质量矩阵。 优点：能明确各构件在每一时刻的受力与弹塑性状 态，由于放弃了楼面刚性假设，能更好地模拟楼面 大开洞、错层及风车型等复杂平、立面结构。 缺点：自由度数多，计算慢
kk1kk22
k2
k2
4、构件恢复力模型
阻尼矩阵
一般采用Rayleigh，并取 12 ： 0.05
[C] 0[M ] 1[K ]
0
4
( 1T1 2T2 )
T12 T22
1
T1T2 ( 2T1 1T2 ) (T12 T22 )
3、结构分析模型
平面应力元模型
用于分析剪力墙体系的力学模型
4、构件恢复力模型
曲线型恢复力模型 简化分段线性的折线型恢复力模型
折线型主要有：二线型、三线型、四线型（带 负刚度段）、退化二线型、退化三线型、指向原点 型和滑移型
杆单元：一般用退化三线型 剪力墙：一般用指向原点型
4、构件恢复力模型
确定恢复力骨架曲线的方法：
写成矩阵形式 {F}[K]G{u}
Wg'1 Wg'2 h1 h2
[K]G
Wg' 2 h2
0
Wg' 2 h2
Wg'2 Wg'3 h2 h3
Wg' n
hn
0
Wg' n hn
{ K * } [K ] [K ]G
例7. P2(t) P1(t)
m2
E1I
k 2 m1
E1I
k1
y2(t)
是 输出结果
多层框架抗震计算课程设计计算书
多层框架抗震计算课程设计计算书引言本文档为多层框架抗震计算课程设计的计算书，旨在通过计算分析多层建筑框架结构在发生地震时的抗震性能。
本文档将从结构设计、地震力计算、结构抗震性能评估等方面进行介绍，并提供相应的计算结果和分析。
结构设计结构类型选择在进行多层框架抗震计算之前，首先需要选择适合的结构类型。
常见的结构类型包括钢结构、混凝土结构和钢混凝土结构等。
根据实际情况和设计要求，选择合适的结构类型。
结构参数确定确定结构参数是进行抗震计算的重要一步。
通过对结构的需求、荷载情况和材料性能等进行分析，确定合理的结构参数。
包括框架柱的截面尺寸、梁的截面尺寸、连接节点设计等。
结构模型建立在进行抗震计算之前，需要建立结构的有限元模型。
根据实际结构的几何形状和材料性能，使用相应的有限元软件进行模型建立。
同时，需要合理设置边界条件和加载方式。
地震力计算地震烈度确定根据地震区划和地震参数，确定地震烈度。
地震烈度是评估地震影响的指标，根据地震烈度可以计算出相应的地震作用。
地震作用计算根据地震烈度和结构的动力性能，使用地震反应谱法或时程分析法等方法，计算结构在地震作用下的响应。
计算中需要考虑结构的质量、刚度、阻尼等参数。
结构抗震性能评估响应谱分析通过响应谱分析，可以评估结构在地震作用下的最大位移、最大剪力、最大弯矩等参数。
根据这些参数可以评估结构的抗震能力，以及是否满足设计要求。
构件性能评估除了整体结构的抗震性能评估外，还需要对构件的抗震性能进行评估。
包括截面的抗剪、抗弯能力等。
通过计算和分析，评估构件的抗震能力。
结论根据计算结果和分析，可以得出多层框架结构在地震作用下的抗震性能。
根据评估结果，可以确定结构的合理性，以及是否满足设计要求。
通过本次课程设计，深入了解了多层框架抗震计算的理论和方法，为今后的实际工程提供了参考和指导。
以上是多层框架抗震计算课程设计计算书的主要内容，通过以上的计算和分析，可以评估多层框架结构的抗震性能，并确定设计的合理性。
ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例
ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例地震反应分析是工程结构设计中非常重要的一项内容，ABAQUS是一款常用的有限元分析软件，可以用于进行地震反应分析。
下面将通过一个简单的实例来介绍ABAQUS中的时程分析法计算地震反应的方法。
假设我们要计算一个两层楼的简化结构在地震作用下的反应。
该结构由两根弹性细杆组成，分别代表两层楼板的水平支撑，两层楼板分别由质点模拟。
结构的初始状态为静力平衡，无任何位移和速度，没有外力作用。
我们将利用ABAQUS中的时程分析法来计算结构在地震作用下的运动。
1.组建模型首先，我们需要在ABAQUS中组建结构的有限元模型。
在ABAQUS中，我们可以使用CONNECTION命令来定义模型的节点和单元。
在本例中，我们定义了两个节点表示两层楼板的连接处，再使用ELEMENT命令定义两根弹性细杆，将两个节点连接起来。
这样就创建了一个简化的两层楼模型。
2.定义材料和截面属性在ABAQUS中，我们还需要定义模型的材料和截面属性。
在本例中，楼板部分可以使用线性弹性材料进行模拟，我们可以使用ELASTIC命令定义材料的弹性模量和泊松比。
而弹性细杆可以使用线性弹性的截面，我们可以使用SECTION命令定义截面的几何特性和材料特性。
3.定义边界条件为了模拟地震作用下的结构反应，我们需要定义结构的边界条件。
在本例中，我们希望模型底部节点固定，即节点的位移和旋转均为零。
我们可以使用BOUNDARY命令来定义节点的边界条件。
4.定义地震荷载在ABAQUS中，我们可以使用ACCELERATION命令来定义地震的加速度时程。
地震时程是描述地震波动过程的函数，通常由科学家通过实测数据进行获取。
在本例中，假设我们已经获取到地震波动的加速度时程，并将其转换为ABAQUS可用的格式。
5.设置时程分析参数在进行时程分析之前，我们还需要设置模型的时程分析参数。
在ABAQUS中，我们可以使用STEP命令设置分析的步数、步长和加载参数。
三层框架结构地震响应分析
三层框架结构地震响应分析李琳，陈刚（郑州经贸职业学院，河南郑州，450000；北京国华电力有限责任公司，北京，100025）摘要：利用简化的空间模型，讨论了结构在地震力作用下，利用谱分析方法计算分析由于地震而产生的结构地震效应。
本文在分析时，利用大型通用软件ANSYS 的结构模块自编程序计算，分别讨论了在只有自重的情况下此结构的变形，和在地震力作用下结构模型的变形的变化。
通过研究得到了一点有益的结果，为今后建筑的抗震提供参考。
关键词：框架结构；谱分析方法；地震响应Earthquake Response Analysis of the Three Portal Frame ConstructionLilin（Zhengzhou V ocational College of Economics and Trade，Henan，Zhengzhou，450000）Abstract：Using simple space model, Discussion structure seismic efficiency which produces as a result of the earthquake with the reciprocal spectrum analysis method computation under the function of the seismic force. This article use the structure module of the large-scale common software ANSYS from arranges the routine calculation, discussed separately, structural model distortion and reaction of support change under the function of the Gravitation merely and under the function of the seismic force.Obtained a point beneficial result through the research, will provide the reference for the next construction's earthquake resistance.Keywords：Portal frame construction; Reciprocal spectrum analysis method; Earthquake response框架结构是常见的结构形式，框架结构布置灵活，具有较大的室内空间，使用比较方便。
结构抗震计算时程分析法的计算要点_孟宪建
结构抗震计算时程分析法的计算要点收稿日期:2007-01-23作者简介:孟宪建(1965-),女,工程师,太原大学建工系,山西太原 030009孟宪建摘 要:介绍了时程分析法的应用范围、应用方法和计算步骤,并对时程分析计算结果的处理方法进行了阐述,论述了利用计算机进行结构动力时程分析的设计方法,以保证地震作用下的结构安全。
关键词:时程分析法,结构抗震,层间位移,动力反应中图分类号:T U 352.11文献标识码:A结构抗震计算的主要方法是对多遇地震采用振型分解反应谱方法进行分析,这种方法仅是一种静力分析方法,它是将地震剪力等效为水平力作用在结构上,然后按照静力学的方法进行分析计算,这种计算方法同实际地震反应尚有一定的差距,计算精度不够,不一定能够保证地震作用下结构的安全。
时程分析法是一种动力分析法,它是将结构物视为一个弹性振动体,将地震时地面运动产生的位移、速度、加速度作用在结构物上,然后用动力学的方法研究它的振动情况。
显然,时程分析法比振型分解反应谱法能更准确地反映地震是结构物的反应。
1 时程分析法应用范围GB 50011-2001建筑抗震设计规范规定:/特别不规则的建筑、甲类建筑和以下所列高度范围的高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算0。
采用时程分析法的房屋高度范围如下:1)8度,Ñ类,Ò类场地和7度:高度大于100m;2)8度,Ó类,Ô类场地:高度大于80m;3)9度:高度大于60m 。
特别不规则的建筑指的是:扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续、侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变等。
如果采用新的结构形式或新的建筑材料,也应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算。
2 弹性动力时程分析法应用方法和计算步骤1)对结构进行常规的抗震验算(例如用振型分解反应谱方法),求得结构的内力和位移。
2)选用合适的数字化地震波(即地震地面运动加速度)。
浅谈框架结构在地震作用下抗震计算方法_陶凯尔
G － 结构等效总重力荷载； GG
（９） （１０）
Ｇ－ 结构总重力荷载，
G
G；
１．２．１ 底部剪力法适用条件
通过理论分析，对重量和刚度沿高度分布比较均匀，高度不超过 ４０ｍ，并以剪切变形为主（房屋高宽比小于 ４）的结构宜采用底部剪力法。
１．２．２ 底部剪力法计算公式
－ 等效重力荷载系数，《建筑抗震设计规范》规定
F
F
式（２１）代入式（２２），因为 V 1
( GH ) F
GH
GH GH
yG V max ，y
H ，则 V1
G
（２１） （２２）
直至振动终止整个过程的地震反应，包括位移、速度和加速度。
以单质点体系弹性体系的增量运动微分方程：
或
FEVk
G V max eq
（２３）
m x(t ) c x(t ) k x(t ) m x (t )
Fji j jXjiGi i 1, 2, n j 1, 2, m
（１）
j
XG
XG
（２）
式中：F － j 振型 i 质点的水平地震作用标准值；
－ 相应于 ｊ 振型自振周期的地震影响系数；
X － j 振型 i 质点的水平相对位移；
－ j 振型的参与系数
１．１．３ 框架结构作用效应
ÁÂÂ 《建筑抗震设计规范》中根据概率论方法，得出了结构地震作用效应
t
t
将式（２２）改写成 v （１６）
1F GH
（２４）
在时刻 ｔｉ的位移增量计算公式：
F(t ) x(t )
~
k
将式（２４）代入式（２０），因为 y H ，则有
（１７）
F
GH F
基于ANSYS的高层框架结构地震响应分析
基于ANS Y S的高层框架结构地震响应分析母恩喜,陈国平(西南科技大学,四川绵阳611002) 【摘 要】 运用大型通用有限元软件ANSYS,采用其自带的APD L语言进行三维框架结构建模,对一18层框架混凝土结构进行了抗震性能的计算分析,包括模态分析,时程分析,以及结构在地震作用下的变形和随地震波的内力响应情况等。
【关键词】 框架结构; ANSYS; APD L; 地震波; 地震响应; 时程分析 【中图分类号】 T U35211+2 【文献标识码】 A 目前框架结构仍然是最常见的结构形式,对其进行研究分析还有一定的现实意义。
现在广泛应用的专业结构设计软件,采用了过多的假定,计算结果往往误差偏大。
对于一些重要的建筑,可能会有严重的危害,这已经引起了设计人员广泛的关注,有些重要的建筑会要求用有限元软件进行计算分析。
ANSY S作为大型通用有限元软件,已经在很多领域广泛应用了,但对于结构设计的一线人员用得还不多。
本文就尝试用ANSYS对常见的高层框架混凝土结构进行分析。
1 工程概况 本文计算的为一框架-筒体结构,层高3m,总18层,结构总高度54m,其平面布置如图1,结构模型参数见表1。
图1 结构平面示意表1 结构模型参数构件截面尺寸(m)混凝土强度等级弹性模量E(MPa)框架柱111×111C403125×104外环梁014×016C403125×104内框架梁015×018C403125×104次梁013×015C403125×104筒体墙肢013C403125×104楼层面板012C303100×104外围墙体012C303100×1042 有限元建模及模态分析211 单元介绍梁柱选用BE AM188,墙、板选用SHE LL63。
BE A M188:该单元是建立在Ti m oshenk o梁分析理论基础上的,计入了剪切效应和大变形效应,故可以考虑剪切变形和翘曲,同时也支持大转动和大应变等非线性,而且可以直接显示梁截面上的应力和变形,适合于从细长到中等粗短的梁结构。
震主要分析方法 - 3 - 1(时程反应分析)
自由度 有限元方法的基本思想
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层模型
层模型取层为基本计算单元。视结构为悬臂杆。将结构 质量集中于各楼层处，合并整个结构的竖向承重构件成一根 竖向杆。用结构每层的侧移刚度代表竖向杆刚度，形成一底 部嵌固的串联质点系模型即称为层模型。采用层恢复力模型 以表征地震过程中层刚度随层剪力的变化关系。 层模型的基本假定：（1）建筑各层楼板在其自身平面内 刚度无穷大，水平地震作用下同层各竖向构件侧向位移相同； （2）建筑刚度中心与其质量中心重合，水平地震作用下无绕 竖轴扭转发生。 根据结构侧向变形状况不同，层模型可分为三类．即剪 切型、弯曲型与剪弯型，如图所示，若结构侧向变形主要为 层间剪切变形（如强梁弱柱型框架等)，则为剪切型，若结构 侧向变形以弯曲变形为主（加剪力墙结构等），则为弯曲型； 若结构侧向变形为剪切变形与弯曲变形综合而成（如框剪结 构、强柱弱梁框架等），则为剪弯型。 15
结构时程分析的计算模型
结构分析时要根据结构形式、构造、受 力特点、计算量、要求精度等各种因素，选 择既能较真实地描述结构中力－变形性质， 又能使用简便的力学计算模型。 这里将介绍最常用的层模型、杆模型以 及较为精细的有限元模型。
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基本概念
节点 单元（梁柱单元、壳单元、实体单元、 弹簧单元）
25
时程分析方法的一些实例
模型中包含 20532 梁单元 24048壳单元 3496 连接单元
单元?
台北101 / 台北金融中心
Hong Fan et al. Journal of Constructional Steel Research , 2009
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模态分 析结果
顶层位移反 应分析结果
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层模型
基于Newmark-β法的建筑结构地震响应简化计算
基于Newmark-β法的建筑结构地震响应简化计算摘要：地震是人类最严重的自然灾害之一，分析地震荷载下建筑结构体系的振动响应十分重要。
而对于建筑结构体系，一般将其离散为多自由度体系。
地震荷载下多自由度体系的响应可以采用中心差分法、分段解析法、Newmark-β法、Wilson-法等方法进行分析，其中Newmark－β法可以用来求解任意荷载下多自由度体系响应分析，包括地震荷载下的多自由度体系响应分析，精度较高。
本文主要结合振型叠加法和Newmark－β法思想，将建筑结构简化为多自由度体系，采用Python语言进行编程以获得基于Newmark-β法的建筑结构地震响应简化计算程序，最后通过简化算例验证了该算法程序的可行性，且由于Newmark－β法是一种显式求解法，故求解速度较快。
关键词：建筑结构；Newmark-β法；多自由度；地震响应；简化计算中图分类号：文章编号: 1000-565X1 引言地震是人类最严重的自然灾害之一。
有关记录表明，二十世纪因地震灾害造成的死亡人数至少在120万人以上。
发生在1976年我国的唐山大地震，死亡人数超过24.2万，因地震造成的直接间接损失超过百亿元。
减少因地震造成的生命财产损失对于国民经济的发展和人民生命财产的安全意义重大，其主要途径是工程结构抗震设计。
随着人类抗震经验的不断积累以及电子计算机的飞速进步，地震工程的理论和应用得到很大发展。
从早期的线性单自由度分析到如今的高度复杂的结构体系非线性弹塑性分析，并结合大型的模拟地震台作为检验，人们已经积累了一套相对完善的反映工程实际的抗震设计方法。
而地震反应的理论分析中，对响应的准确计算和分析是抗震设计的前提和基础。
结构地震响应计算方法经历了从静力法到反应谱法[1]，最后落脚在时程分析法[2]的三大发展历程。
静力法只有在自振周期远小于地面运动周期时才足够精确，它忽略了结构自身的动力特性，因而存在很大局限性。
上世纪40年代提出了反应谱理论，但设计过程仍是静态方法，且无法反映许多实际复杂因素。
八层框架的地震响应计算和人工波生成的matlab实现及所需曲线图的自动存储
一、 作业概况结构基本参数：层间剪切型结构，采用Rayleigh 阻尼，第一、第二阶阻尼比分别取3%、5%。
图1 结构基本形状表1 各层集中质量 ( 105kg)层号 12345678质量表2 各层层间刚度 (×108N/m)层号 1 2 3 4 5 6 7 8 层间刚度m m m m m m m m ()g x t二、 频率及振型计算根据层间模型的假定，可以建立结构的质量矩阵以及刚度矩阵如下。
12345678000000000000000000000000000000000000000000000000000000003.400000000 3.400000000 3.200000000 3.20000 =0000 2.800000000 2.800000000 2.700000000 2.6m m m m m m m m ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎛⎫ ⎝M 510kg ⎪⎪⎪⎪⎪⨯⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭ 11121314151617182122232425262728313233343536373841424344454647485152535455565758616263646566676871727374757677788182838485868788k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k ⎛ =⎝K 8420000002 3.8 1.8000000 1.8 3.6 1.8000000 1.8 3.6 1.8000 =10/000 1.8 3.6 1.8000000 1.8 3.4 1.6000000 1.6 3.2 1.6000000 1.6 1.6N m ⎫⎪⎪⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎭-⎛⎫ ⎪-- ⎪ ⎪-- ⎪-- ⎪⨯ ⎪-- ⎪-- ⎪ ⎪-- ⎪ ⎪-⎝⎭根据上面求得的质量、刚度矩阵，即可求解特征方程：20K M（1）求解自振频率以及阵型向量已经演变成为典型的求解矩阵特征值以及特征向量的问题，特征值即为圆频率2，特征向量即为振型向量。
近断层地震动作用下 框架结构的地震响应分析
98YAN JIUJIAN SHE近断层地震动作用下框架结构的地震响应分析Jin duan ceng di zhen dong zuo yong xiakuang jia jie gou de di zhen xiang ying fen xi李醒龙近几年，我国出现了多次地震灾害事件，从集集地震到汶川地震。
近断层的地震灾害的作用往往具有一定的特殊性，会对工程建筑结构造成极大破坏。
在事故灾害中，绝大多数的财产损失严重的地震区域，以近断层地区的地震较为集中。
所以进一步探究框架结构在近断层地震作用下的具体响应规律以及破坏形态是非常关键的，为在近断层土地周围建筑物的结构抗震设计和减少近断层地震带来的危害提供一定帮助。
近断层地震作用下的建筑结构，探究地震波对框架结构的具体影响不仅在理论层面上具有十分关键的作用，同时也有利于后续阶段的相关抗震工程项目的建造。
2008年，四川汶川发生M8.3级地震，地震波及了大半个中国地区以及亚洲多个国家，在辽宁，上海，中国香港，中国澳门，泰国，越南，巴基斯坦均有震感。
在地震中，破坏面积10万km 2，造成了近七万人死亡，近四万人受伤，约两万人失踪。
地震造成的直接经济损失约8452亿元人民币。
对灾害进行评估时，发现震中附近区域遭受的破坏性较为严重，近断层地面运动会产生大幅度，长周期的速度脉冲。
近断层地面运动导致了近断层地面运动的反应谱与远场地面运动反应谱比较，近断层地面运动的加速度较大，且是长周期性的。
一、近断层地震的定义近断层地震是发生在距离断层距较小的区域，与震级和断层距相关，同时与断裂机制以及断层特性也有一定的关联。
研究人员把距离断层破裂面小于20公里的区域看做近断层区域。
近断层地震有两个显著的特点：（1）由断裂机制和断裂扩散方向决定的方向性效应；方向性效应与断层的破裂方向，破裂速度，断层面的滑动方向，观测点的位置等因素有关，当破裂方向和断层面的滑动方向为同方向时，方向性效应也较为明显。
结构地震反应分析与抗震计算
结构地震反应分析与抗震计算在预处理阶段，需要收集建筑物的详细信息，包括结构材料、几何形状、质量分布等。
然后，需要将建筑物的几何形状和结构材料转化为数学模型，以进行分析。
通常，结构可以被简化为一系列的节点和连接的元素，如梁、柱、板等。
接下来，需要定义地震输入。
地震输入通常以地震加速度时程或响应谱的形式表示。
地震加速度时程描述了地震时间上的加速度变化，而响应谱则给出了不同周期下的响应加速度值。
这些输入可以从地震记录仪测得，或者根据地震规范中的规定选取。
进行分析时，可以使用两种常用的地震反应分析方法：静态分析和动态分析。
静态分析假设结构在地震事件中是处于静止状态的，只考虑地震引起的重力和地震力。
这种方法适用于刚性结构或地震荷载相对较小的情况。
动态分析则更加精确，考虑了结构的质量、刚度以及地震引起的动态效应。
动态分析可以分为模态分析和时程分析两种方法。
模态分析通过提取结构的振型（模态）和频率来计算结构的地震反应。
时程分析则根据地震加速度时程逐步计算结构的运动响应。
完成分析后，需要评估结构的地震反应。
常见的评估指标包括最大位移、最大加速度、最大内力等。
根据评估结果，可以对结构进行优化或确定抗震设防要求。
最后，需要对分析结果进行后处理。
后处理包括对分析结果的可视化和解读，以便于设计师和工程师进行决策和调整。
抗震计算的原则是确保在地震事件中建筑物的结构稳定性和人员安全。
根据地震规范和建筑设计准则，建筑物需要具备足够的刚度和抗震能力。
刚度可以通过增加梁、柱、墙等结构组件的尺寸和数量来提高。
抗震能力可以通过使用抗震墙、抗震支撑等增加结构的抗侧向荷载能力。
此外，抗震计算还需要考虑不同地震作用下的结构响应，如水平加速度、垂直加速度、剪切力、弯矩等。
根据地震规范中的设防水平要求，可以确定结构的抗震性能等级。
框架-剪力墙结构分析模型的地震响应比较研究
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ｔｈ ｓ ｐ ｐｅ ｉ ｌｆ ｓｔ ｅ ｓ ｅ ｒｗａｌａ ｈｅ ｓｎ ｌ ｌ． ｏｕ ｄ ｌａ ｄ ｄ ｕｂｅ ｗａ１ｃ ｌ ｍｎ ｍｏ ． ｉ ａ ｒｓｍｐ ｉ ｅ ｈ ｈ ａ ｌ ｓｔ ｉｇ ｅ ｗａ １ｃ ｌ ｍｎ ｍｏ ｅ ｎ ｏ ｌ ｌ． ｏｕ ｄ ｉ ｅ ， ｎ ｅｓ ｔ ｅ ｌ ｙ ｒ ｓ ａ ｎ ａ ｅ ｉｐ ａ ｅ ｎ ｕ ｖ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｅａ ｔｃ ｐ ａ ｔｃ ｓａｉ ｎ ｌｓｓ Ａｌｏ，ｔ ｌ ａ ｄ ｇ ｔ ｈ ａ ｅ ｈｅ ｒ ａ ｄ ｌｙ ｒ ｄ ｓ ｌｃ ｍｅ ｔ ｃ ｒ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｌｓｉ— ｌｓｉ ｔｔｃ ａ ａ ｙ ｉ ． ｓ ｉ ｇ ｉ ｓ ｔ ｅｓｉ ｎ ｓ ｆｔ ｌｉｍａ ｓｓ ｓｅ ｖｂ ａｉｎ ｍｏ ｅ ｏ ｒ ｓ ｏ ｉ ｏ ｔ ｅｆａ —ｈ ｌ ｗａｌｓｒ ｃ ｕ ｅ，ａ ｄ ａｎ ｈ ｔ ｆ ｅ ｓｏ ｍｕ ｔ－ ｓ ｙ ｔｍ ｉ ｒ ｔｏ ｄ ｌｃ ｒｅ ｐ ｎｄｎｇｔ ｈ ｒ ｍｅ ｓ ｅｌ ｌ ｔｕ ｔ ｒ ｆ ｈｅ ｎ ｃ ｌ ｕ ａｅ ｈ ｌｓｉ － ｌ ｓｉ ｅ ｓ ｃ ｒ ｓ ｏ ｓ ｔ ｉ － ｉｔ ｒ ｎ ｌｓｓｍｅｈ ｄ Ｂｙ ｃ ｍｐ ｒｎｇｗｉｈ ｔｅ ｒ ｓ ｔ ａｃ ｌｔ ｓｔ ｅ ｅ ａ ｔｃ ｐ ａ ｔｃ ｓ ｉｍｉ ｅ ｐ ｎ ｅ ｗｉ ｔｍｅ ｈ ｓｏ ｙ ａ ａｙ ｉ ｔ ｏ ． ｏ ａ ｉ ｔ ｈ ｅ ｕｌ ｈ ｓ
第２ ２卷第 ６期 ２０ ０ ８年 １ ２月
江 苏 科 技 大 学 学 报（ 自然科学版 ） Ｊｕｎｌ ｆ ｉ ｇｕＵ ｉ ｒｉ ｆ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ （ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ ｏｒａ ｏ Ｊ ｎｓ ｎｖ ｓｙｏ ＳｉｎｅａｄＴｃ ｎ１ ｙ Ｎ ｔｒ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ａ ｅ ｔ ｏ ｌ ｅ ｉ
三维框架地震响应分析
三维框架地震响应分析三维框架地震响应分析一问题的描述计算模型的三维图如图所示所示，该楼房为八层，第一层层高6.0m，最顶层高3.8m，其余楼层高3m。
x方向的柱间距为6m，y方向的柱间距为4.5m。
混凝土断梁面尺寸为0.45*0.45m，底板厚为0.12m,未考虑钢筋作用。
在模型底部施加位移约束条件。
对框架的底部施加地震加速度曲线，加速度曲线取Abaqus中Abaqus Example Problems Manual——2.1.15Seismic analysis of a concrete gravity dam中的数据。
地震作用持续时间为10s。
二建模1.建立部件主菜单选择Part——〉Creat..,进入Creat Part对话框，如图所示，草图模块。
选择图标，画出尺寸为9*30的矩形板，点击Done退出草图模块。
在同一Part模块中继续建模，在平板上有混凝土梁的位置建立一系列基准点，以此来作出混凝土梁，通过点的偏置选项来建立基准点，如图所示。
接着建立平行于平板的基准面，选择，通过面的偏置来建立基准面，图3所示。
采用图标，将平板上的基准点投影到所建立的基准面上。
随后，选择图标将这些点相应的连接起来，如图右所示。
2.进入Assembly模块通过阵列装配形成完整的框架体系。
进入Assembly模块，选择Create instance图标，将名为PLATE的PART建立instance，选择Linear Pattern图标，出现下图所示的对话框，选择任意一根混凝土梁为阵列方向，首先形成层高都相同的中间6层，每层高3m，因此offset 数值为3。
形成中间六层的框架结构如上图所示。
对于最顶层和最底层楼层，由于层高不同，所以需要在原来Part 的基础上将梁的高度作修改。
回到Part模块，在主菜单中，将原来的part做一个Copy（Part—）Copy），下图所示对话框。
形成新的part-2,由于Abaqus是以特征参数形式建模的，所以只需要将Part-2 特征中的基准面的偏置参数改成6，就形成相应的底层的楼面，下图所示。
基于ANSYS基础隔震框架结构地震响应分析
础 固 定 层 间 剪 力 。各 图虚 线 为 基 础 隔震 ， 线 为 基 础 固支 。 实
表 １ 两 种 基 础 形 式 自振 频 率 对 比
５ ０ｍ ０ ｍ， 梁 为 ３ ０ｍｍ ｘ６ ０ｍｍ， 向梁 为 ２０ ０ ｍ ｘ５０ ｍ 横 ０ ０ 纵 ５ ｍ × ０ ｍ， 板 厚 为 １０ｍｍ。采 用 Ｃ ０混 凝 土 。 标 准 层 ｍ ５０ ｍ 楼 ０ ３ 平 面 布 置 如 图 １ 示 。本 例 题 作 为 一 个 演 示 性 的 例 题 ， 的 所 目 在 于用 Ａ Ｓ Ｓ对 基 础 固 定 与 基 础 隔 震 结 构 地 震 反 应 的 对 ＮＹ 比 。 因 此 ， 题 的结 构 布 置 等 方 面并 未 严 格 按 照 有 关 设 计 规 例
地震 响应分 析 ， 出了传统抗震结构 与隔震结 构在地震 作用 得
下 的对 比结 果 ， 阐述 了基 础 隔震 的优 越性 。
２ 隔震结 构 的地震 反应 分析
本 文选 用 常 用 的 天 津 波 南 北 向 中 典 型 的 一 段 ， 续 时 间 持
１ 计 算模 型 的建立
１ １ 计 算 实例 ．
１ 抗 震 设 防 。
８
式 前 ６阶 振 型 频 率 对 比 。从 表 １明 显 可 以 看 出基 础 隔 震 结 构 自振 频 率 远 低 于基 础 固 定 体 系 。 图 ２是 在 地 震 作 用 下 ． 基 础 隔 震 体 系 顶 层 楼 盖 和 底 层 楼 面 的位 移 时 程 曲 线 。 隔 震 结 构 在 地 震 作 用 下 ， 构 的变 形 主 要 集 中 在 隔 震 层 ， 部 结 构 结 上
基于ANSYS的框架结构地震分析教程(静力分析+模态分析+反应谱分析+LS-DYNA时程分析)
!**************************************************************** ! acel,0,0, grav_accel !**************************************************************** ! /solution allsel time,1 OUTRES,ALL,all solve save !---------------------------------------------------------------! /post1 allsel set,last !---------全部结构的竖向位移云图 allsel PLNSOL, U,Z, 0,1.0 进入后处理器/post1 !---------------------------------------------------------------进入求解器 !**************************************************************** 施加重力加速度 !****************************************************************
作者：师访 攥写日期：2016-04-21 Tel: 1 5 9 9 6 8 7 3 0 3 9 QQ: 1 5 4 9 2 2 1 7 5 8 Email: pomato157300@ Website: phipsi.top
0 引言 本文用一个简单的例子来介绍采用 ANSYS 开展地震分析 （包括静态分析、 模 态分析、反应谱分析和 LS-DYNA 时程分析）的一些概念，并给出详细的命令流， 希望能够给那些初学者一些启示和帮助。本文命令流在 ANSYS15.0 下测试通过。 本示例模型如下：
地震分析算例_ANSYS
地震分析算例_ANSYS地震分析是指通过数值模拟和分析地震过程及其对结构物的影响，以评估结构物在地震中的性能和安全性。
在这个算例中，我们将使用ANSYS 软件进行地震分析，分析一个简单的二维框架结构在地震中的响应。
下面是详细的步骤和算例设置：1.几何建模：我们首先在ANSYS中进行几何建模，绘制一个二维的框架结构。
框架由4个节点组成，其中1号和4号节点是固定支座，2号和3号节点是自由节点。
我们可以设置框架的长度、宽度、高度等参数。
2.材料属性：我们需要为框架结构定义材料属性，包括弹性模量和泊松比等。
这些参数可以根据实际的材料特性进行设置。
3.边界条件：我们将1号和4号节点设置为固定支座，以防止结构物在地震中发生位移。
4.地震负荷：我们需要定义地震负荷，即地震的加速度记录。
这些加速度记录可以根据地震现场的实测数据来确定。
在ANSYS中，可以将地震加速度记录分为不同的时程，并将其作为负荷应用在结构上。
5.模型分析：在所有参数设置好后，我们可以进行模型分析。
在ANSYS中，可以选择静力分析或动力分析进行地震分析。
如果选择静力分析，将根据结构物的初始状态和地震负荷计算结构物的响应。
如果选择动力分析，则可以考虑结构物的动态特性和阻尼效应。
6.结果评估：结果评估可以包括结构物的最大位移、最大应力、最大应变等信息，以及结构物的破坏模式和安全性评估等。
在ANSYS中，可以通过可视化和结果输出等方式来进行结果评估。
总结：在这个地震分析算例中，我们使用ANSYS软件对一个二维框架结构进行了地震响应的模拟和分析。
通过设置几何模型、材料属性、边界条件和地震负荷等参数，进行模型分析并评估结构物的性能和安全性。
通过这个算例，我们可以更好地理解地震分析的过程和方法，并为实际工程项目提供参考和指导。
混凝土框架结构,其抗震设计的主要计算方法
混凝土框架结构,其抗震设计的主要计算方法混凝土框架结构是一种常见的建筑结构形式，具有良好的承载能力和抗震性能。
在抗震设计中，需要采用一些主要计算方法来保证结构的稳定性和安全性。
首先，需要对结构进行抗震设防烈度的确定，这可以根据所在地区的地震烈度进行计算。
然后，需要通过静力分析或动力分析来确定结构的地震反应力，并检查结构在地震作用下的受力情况。
在静力分析中，可以采用等效静力法或弹性分析法来计算结构的地震反应力。
等效静力法可以将地震作用转化为一个等效的静态荷载，再进行结构的受力分析。
而弹性分析法则需要对结构进行动力学分析，考虑结构的自振特性和地震波的影响。
在动力分析中，可以采用时程分析法或响应谱分析法。
时程分析法可以模拟结构在地震波作用下的实际运动情况，计算出结构的地震反应力和位移响应。
而响应谱分析法则可以通过地震响应谱来计算结构的地震反应力和响应，快速地评估结构的抗震性能。
除了以上方法，还需要进行结构的强度检查和变形限制的控制，以确保结构在地震作用下不发生破坏或过度变形。
此外，还需要进行结构的抗震性能评估和加固设计，提高结构的抗震能力。
综上所述，混凝土框架结构的抗震设计需要采用适当的计算方法，对结构进行全面、系统的分析和检查，以保证结构的稳定性和安全性。
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框架结构地震响应时程分析的计算模型
摘要：在结构进行地震响应时程分析时，必须首先确定结构的计算模型，以便确立结构的层间刚度。
在地震作用下，结构计算模型是结构进行地震响应时分析的主体，由几何模型和物理模型两部分组成。
其中几何模型反映了结构计算模型的几何构成，物理模型反映了材料或构件的力学性能。
目前在工程上常用的计算模型主要有层间模型、杆系模型和杆系—层间模型。
本文针对这三种模型进行全面的分析，并对它们的优缺点展开论述。
1前言
在求解结构在地震作用下的运动方程时，必须要计算结构的刚度矩阵[k]，而要计算结构的刚度矩阵[k]，就得确定结构的计算模型。
因此，确定结构的计算模型是结构进行动力分析时必不可少的内容。
对于多层框架结构，目前应用最广泛的模型是层间模型、杆系模型和杆系—层间模型。
2 层间模型
层间模型是在假定建筑各层楼板在其自身平面内刚度无穷大，水平地震作用下同层各竖向位移相同，以及建筑结构刚度中心和质量中心相重合，水平地震作用下没有绕竖轴扭转发生的基础上建立起来的。
在这种模型中，将结构视为一根竖向杆，结构的质量集中于各楼层处，如图1（a）所示。
(a) (b) (c) (d)
图1 层间模型
（a）层间模型一般形式；（b）层间剪切模型；（c）层间弯曲模型；(d) 层间弯剪模型计算时，层间模型取各层为基本计算单元，采用层恢复力模型来表示地震作用过程中层刚度随层剪力的变化关系，而不考虑弹塑性阶段层刚度沿层高的变化。
其几何模型相当于串联质点模型，物理模型的重要参数是层间刚度及其非线性变化规律。
根据结构形式、构造特点以及结构侧向变形情况不同，层间模型又分为层间剪切模型、层间弯曲模型及层间弯剪模型，如图1（b）—（d）所示。
其中，层间弯曲模型主要用于结构侧向变形以弯曲为主的剪力墙结构中。
而在进行框架结构动力分析时，常用的层间模型是层间剪切模型和层间弯剪模型。
当框架横梁与柱的线刚度之比较大时，即“强梁弱住”型框架结构，在振动过程中各楼层始终保持水平，结构的变形表现为层间的错动，其侧向变形主要是层间剪切变形，那么应该采用层间剪切模型。
当框架梁对柱的约束相对较弱时，如一些高层框架，即“强柱弱梁”型结构，其侧向变形包含有层间弯曲和剪切两种成分，层间剪切模型已不能完全反映其变形特点，那么应该采用层间弯剪模型。
层间模型的优点在于自由度数较少，动力方程逐步积分所耗时也较少，但方法比较粗糙，计算精度较差，无法求出结构各杆件的时程反应，也不能确定结构各杆单元的内力和变形。
因此，在工程实践中，层间模型主要是用于确定结构的层间剪力和层间侧移，以校核结构在地震作用下层间剪力是否超过层间极限承载力和检验结构在地震作用下的薄弱层位置。
3 杆系模型
杆系模型是较为精确的计算模型，它是在假定楼板在其自身平面内为绝对刚性的基础上建立起来的。
这种模型将整个框架结构的梁柱构件离散为杆元，以结构的各杆件作为基本计算单元，将结构的质量集中于框架的各个节点，如图2所示。
(a) (c)
图2 杆系模型
（a）杆系模型一般形式；（b）单分量模型；（c）三段变刚度模型
计算时，杆系模型取结构的杆件为基本计算单元，采用杆件恢复力来表示地震作用过程中杆件刚度随内力的变化关系，杆系模型依需要还可以考虑弹塑性阶段杆件单元刚度沿杆件长的变化。
其几何模型由结构构件自然组成，物理模型以结构本身的力学性能构成。
根据建立单元刚度矩阵时是否考虑杆端塑性铰区段的长度，杆系模型常用的有单分量模型和三段变刚度模型，如图2（b）—（c）所示。
无论是单分量模型还是三段变刚度模型，都只考虑杆件的弯曲破坏。
既可以用于平面杆系分析，也可以用于空间杆系分析。
单分量模型将杆件塑性变形集中于杆端，在杆端各设置一等效弹簧以反映杆件的受弯弹塑性性能，杆件中部保持线弹性。
这种计算模型不考虑弹塑性阶段杆单元刚度沿长度变化，当然也就不考虑杆端塑性铰区段长度，这也是单分量模型的缺点。
三段变刚度模型将杆件塑性变形集中于杆件两端具有一定长度的区域，杆件中部区域仍然保持线弹性，将杆单元划分成三段刚度不同的等刚度区域，实现了弹塑性阶段杆单元沿杆件长度的变化。
显然，相对于单分量模型，三段变刚度模型更加能反映结构在地震作用下受力变形情况。
杆系模型克服了层间模型的缺点，它以每根杆件作为基本计算单元。
构件的连接既可以是刚性连接，也可以根据实际情况考虑弹性连接。
同时，可以求出在地震作用下结构各个杆件的内力和位移时程反应，可以确定地震过程中结构各杆件开裂并进入塑性阶段的过程及其对整个结构的影响，精确度较高。
但计算工作量太大，对于高层多跨框架，这种模型的应用常受到计算机容量的限制。
4杆系—层间模型
杆系—层间模型综合了杆系模型和层间模型的优点。
这种模型将结构质量集中于楼层处形成层间模型，按层间模型建立与求解运动方程，而利用杆件的恢复力模型，按杆系体系确定结构层刚度矩阵。
因此，杆系—层间模型不但可以确定结构在地震作用下的层间剪力与变形，而且可以反映结构在地震作用下各杆件内力和位移的时程反应。
精确度要比层间模型高，同时计算量又较杆系模型大为减少，是框架结构在地震作用下进行响应时程分析时的一种比较理想的计算模型
5 结语
确定结构的计算模型是框架结构进行地震响应时程分析时必不可少的内容。
设计人员应当熟悉各种计算模型的机理极其优缺点，根据结构形式及构造特点、实际工程需要、分析精度要求、计算机容量等情况，选择合理的计算模型。
作到既满足工程实际的要求，又减少计算工作量。