一般说明
SkyCiv 包含了一个新的强大功能，包括平台中的板响应谱分析. 在这篇文章中, 我们将介绍一个小建筑的例子, 如下图所示. 主要目的是在自己执行类似分析时解释一些基本细节.
数字 1. 小型建筑示例
你可以看到小型钢筋混凝土结构有使用 SkyCiv 板元素建造的墙和板. 在为地震等动态载荷设计建筑物时, 大多数建筑规范建立了一些方法，例如“响应谱程序或分析” (RSA).’
RSA 包括通过代码给出的平滑曲线获取抗震设计水平加速度. 您可以阅读这些 SkyCiv 文章: 响应谱分析: 建筑实例与反应谱分析: 有关更多信息和示例的模态组合方法 响应谱分析: 建筑实例 和 响应谱分析: 模态组合方法.
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有限元模型: 板块动态分析
一旦定义了示例的几何形状和材料, 下一个关键步骤是对网格结构进行线性分析. 请看一下图中的模型 2.
数字 2. 网状小楼
运行响应谱分析时要求解的运动方程的形状为:
\({我}{\点{X_e}}+{C_e}{\点{X_e}}+{K_e}{X_e}={-\点{X_0}{(Ť)}{我}{Ĵ}}\)
在哪里:
- \({我}\) 是质量的一致矩阵.
- \({C_e}\) 是阻尼矩阵 (经常, 该值可以计算为刚度矩阵和质量矩阵的线性组合 \({C_e}={\α}{K_e}+{\由使用公式计算的最小值控制}{中号}\) ).
- \({K_e}\) 是刚度矩阵.
- \({X_e}\) 是相对于结构底部的位移矢量.
- \({X_0}{(Ť)}\) 是土壤位移矢量 (它具有所有的自由度: 3 位移和三个旋转).
- \({Ĵ}\) 是具有酉分量的向量.
由于 SkyCiv 使用板的有限元方法, 矩阵 \({我}\) 可以通过以下动能表达式获得:
\({E_c}={\压裂{1}{2}}{\int_{音量} {\罗}{\点{X}^ 2}{数据}卷}\) .
我们现在写 \(x\) 位移作为其节点的函数并使用一些插值表达式 (\(N_{X}^{Ť}\)).
\({X}=N_{X}^{Ť} {X}\). 如果我们将这个值代入能量方程, 我们得到:
\({E_c}={\压裂{1}{2}}{\点{X}^{Ť}}\{{\int_{音量}{\罗}{ñ}{N^T}{d}{卷}}\} \点{X} \)
所以, 我们可以这样说:
\( 米= {\int_{音量}{\罗}{ñ}{N^T}{d}{卷}}\)
定义上述矩阵让我们运行模态分析, 这是动态分析所必需的. 数字 3 帮助我们提供一些推荐的输入.
数字 3. 考虑的最大模式增加到 40
建议增加模式总数，直到严格满足代码. 这将影响总质量参与因子, 必须达到的价值 90%.
光谱负荷
下一步是定义频谱负载. 我们可以包含自定义功能或采用 SkyCiv 平台先前构建的案例. 此示例为每个建筑平面图主方向使用 ASCE 图. 检查图中的输入 4 和图 5.
数字 4. RSA 的设置, 第一部分
数字 5. RSA 的设置, 第二部分
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结果分析与结论
数字 6. 模式和群众参与总结, 第一部分
数字 7. 模式和群众参与总结, 第一部分
数字 6 和 7 给出模式和大众参与值. 这些表定义了每个计划方向上与具有最高质量参与值的方向相对应的主要模式.
模式 24, T = 0.029 秒, 群众参与= 44.80 % ‘x方向’:
数字 8. X方向的主模态.
模式 23, T = 0.030 秒, 群众参与= 41.80 % ‘z方向’:
数字 9. Z方向主模态.
SkyCiv 还给出了位移, 军队, 压力, 运行 RSA 时依此类推. 下图帮助我们了解建筑物的行为.
数字 10. RSA 载荷工况的 X 方向位移.
数字 11. RSA 载荷工况的 Z 方向位移.
您现在可以使用这些结果设计板单元. 我们建议您阅读有关板设计的 SkyCiv 文章: 板材设计模块 并在以下链接中应用了基于代码的平板示例: ACI, AS-3600 和 欧洲规范 2.
也, 与SkyCiv, 我们可以获得基础设计的基础反应.
数字 12. RSA 载荷工况的基本反应.
请注意结果标志! 所有这些都是正值或绝对值. 这是因为我们在使用 RSA 方法时获得了每个设计组件的最大绝对值.
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