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地震波输入

地震波输入
地震波输入

目前,地震波输入以加速度时程输入为主.在不考虑土-结构共同作用问题中,该加速度时程是固定基底的加速度-时间曲线;考虑土-结构共同作用问题中,这一加速度时程是基岩运动的加速度-时间关系.不同的地震波输入位置都可以称为地震波输入面.

从实质上讲,在地震动力响应问题中,地震波的时程曲线是地震输入面的运动约束条件.从数理方程的角度看,这一条件是一个边界条件.结合目前我们常用的加速度时程,这一条件可以表述为:地震波输入面上各点运动的加速度等于"地震波加速度时程"对应时刻的值.

当我们引入达朗贝尔原理后,我们可以在非惯性系上是用牛顿运动定理.同样,我们可以以地震输入面为参照系,这样就需要在结构上施加相应的惯性力,以保证牛顿定理的适用性.因此,实际上我们输入的惯性力是并不存在的.在数学上看,这一方法实质上是把运动边界条件换为固定边界.

在ANSYS中,ACEL命令是给物体施加加速度场,那么通过这种命令输入地震波实际上是在求解结构相对于地震波输入面的位移.

D命令是给结构施加边界条件的命令,在瞬态分析中,加速度可以作为有限元荷载施加在节点上,我们可以将地震的加速度时程施加于地震输入面,这一模型求解的就是结构的绝对反应. *SET,NT,500 ! 假如有500个地震波数据点

*SET,DT,0.02 ! 每个地震波数据点之间的时间间隔是0.02

*dim,AC1,,NT,1 !定义X方向加速波的数组

!*dim,AC2,,NT,1 !定义Y、Z方向加速波的数组如果有的话

!*dim,AC3,,NT,1

*vread,AC1(1),elcentro_EW,txt,,JIK,1,NT !读入X方向地震波文件

(elcentro_EW.txt)到数组

(F16.2)

!*vread,AC2(1),elcentro_NS,txt,,JIK,1,NT !读入Y、Z方向地震波文件、如果有的话

!(F16.2)

!*vread,AC3(1),elcentro_EW,txt,,JIK,1,NT

!(F16.2)

*DO,I,1,NT !加载求解

ACEL,AC1(I),AC2(I),AC3(I)

TIME,I*DT

SOLVE

其实很简单您只需把地震波当做很多加速度输入就行下面是命令流

NT=1000 !时程曲线有NT个点

DT=0.01 !时间间隔

*dim,ac,,NT

/input,tianjin,txt !天津波

/SOLU

ANTYPE,TRANS !瞬态分析

*do,i,1,NT

ACEL,0,ac(i),0

TIME,i*DT

solve

*enddo

对于地震波的数据有很多例如上述的天津波以下是其格式举例:

ac(1)= -0.06334598

ac(2)= -0.04417088

ac(3)= -0.02188456

ac(4)= -0.00622243

ac(5)= 0.01599961

ac(6)= 0.03431334

ac(7)= 0.05332774

ac(8)= 0.07603510

ac(9)= 0.09322070

ac(10)= 0.11568701

希望对您有帮助

!对于博研波的输入,可以把荷载记录做成文件,利用apdl的读取功能读入倒数据库中。下面的例子是自己编的一个小文件。修改一下可以更简洁。有用到的朋友自己作一下把。

fini

/config,nres,1000

*dim,aceX,TABLE,3000,1

*dim,aceY,TABLE,3000,1

*dim,aceZ,TABLE,3000,1

*creat,ff

*vread,aceX(1,1),acex,txt,,1

(e16.6)

*vread,aceX(1,0),ACETT,,,1

(e17.6)

ACEX(0,1)=1

*end

/input,ff

*creat,ff

*vread,aceY(1,1),acey,txt,,1

(e16.6)

*vread,aceY(1,0),ACETT,,,1

(e17.6)

ACEY(0,1)=1

*end

/input,ff

*creat,ff

*vread,aceZ(1,1),acez,txt,,1

(e16.6)

*vread,aceZ(1,0),ACETT,,,1

(e17.6)

ACEZ(0,1)=1

*end

/input,ff

!博研波时程记录分成了3个文件,每个文件是一列。分别记录x,y,z方向的加速度。acett是时间记录。

这样就可以把加速度记录读取倒ansys数据库中作为数组。

也可以把加速度记录做成一个文件,这样程序就简单多了。大家可以试看看修改一下。

下面是计算部分语句:

/SOLU

ANTYPE,trans

!求解其自己选了

TM_START=0.01

TM_END=15.00

TM_INCR=0.01

*DO,TM,TM_START,TM_END,TM_INCR

TIME,tm

alpha,

BETAD,

ACEL,acex(tm),acey(tm),acez(tm)

SOLVE

*ENDDO

fini

举例:

地震波为一个单列的txt文档(不要有时间列,时间间隔假定0.02s)

命令流(下面的命令必须用文本读入的方法实现,命令窗无法实现):

*DIM,EQ,,6000,1,,, !首先定义一个EQ数组

*VREAD,EQ,earthquake,TXT,,,,,,0, !将earthquake.txt读入EQ数组里

(e16.0)

用的时候:

*DO,EQ,0.02,0.02*6000,0.02

TIME,TM

acel,EQ

!求解过程...

*ENDDO

典型的强震记录:在结构所在的地震区内缺乏强震观测的地震记录时,可采用相似场地土与土质条件下已观测到的其它地区的地震记录。从已有的强震记录看,地面运动的水平分量可以分为四类,分别为单次脉冲型振动、中等周期的随机振动、长周期的随机振动和带有土层大变形影响的振动。最普遍的是中等周期的随机振动,比较著名的有El-Centro波、Taft 波和天津宁河波等。这些记录的共同特点是地面运动频带较宽。

从波形上看,天津波在7 s~9 s间有一个持时很长、峰值很大的加速度脉冲,隔震结构变形最大值都出现在这一时段,即结构的反应特性以及所要求的抗力大小都主要决定于这个非常突出的加速度脉冲。

在 ansys 中如何 施加 地震波

三向输入简化后的单向输入 首先,将三个方向的地震加速度放到一个文本文件里,如accexyz.txt,在这个数据文件里共放三列数据,每列为一个方向的地震加速度值,这里仅给出数据文件中前几行的数据: -0.227109E-02 -0.209046E+00 0.467072E+01 -0.413893E-02 -0.168195E+00 0.261523E+01 -0.574753E-02 -0.157890E+00 0.809014E-01 -0.731227E-02 -0.152996E+00 0.119975E+01 -0.876865E-02 -0.138102E+00 0.130902E+01 -0.101067E-01 -0.131582E+00 0.143611E+00 ....................... 然后,再建一个文本文件用来存放三个方向的地震加速度时间点,如time.txt,在这个数据文件里仅一列数据,对应于加速度数据文件里每一行的时间点,这里给出数据文件中前几行数据: 0.100000E-01 0.200000E-01 0.300000E-01 0.400000E-01 0.500000E-01 0.600000E-01 ....................... 编写如下的命令流文件,并命名为acce.inp *dim,ACCEXYZ,TABLE,2000,3 !01行 *vread,ACCEXYZ(1,1),accexyz,txt,,JIK,3,2000 !02行(3e16.6) !03行 *vread,ACCEXYZ(1,0),time,txt !04行 (e16.6) !05行 ACCEXYZ(0,1)=1 !06行 ACCEXYZ(0,2)=2 !07行,同上 ACCEXYZ(0,3)=3 !08行,同上 finish /SOLU ANTYPE,trans btime=0.01 !定义计算起始时间 etime=15.00 !定义计算结束时间 dtime=0.01 !定义计算时间步长 *DO,itime,btime,etime,dtime time,itime AUTOTS,0 NSUBST,1, , ,1 KBC,1 acel,ACCEXYZ(itime,1),ACCEXYZ(itime,2),ACCEXYZ(itime,3) !施加三个方向的地震加速度 SOLVE

汽车等效均布荷载的简化计算(可编辑)

汽车等效均布荷载的简化计算 Building Structure 设计交流 汽车等效均布荷载的简化计算 朱炳寅/中国建筑设计研究院 汽车(消防车)轮压以其荷载数值大、作用位置不确定够厚,轮压扩散足够充分时,汽车轮压荷载可按均布荷载考 及一般作用时间较短而倍受结构设计者关注。结构设计的关虑。当覆土层厚度足够时,可按汽车在合理投影面积范围内 键问题在于汽车轮压等效均布荷载数值的确定。轮压荷载作的平均荷重计算汽车的轮压荷载,见表2。 用位置的不确定性,给等效均布荷载的确定带来了一定难覆土厚度足够时消防车的荷载表2 度,一般情况下,要精确计算轮压的等效均布荷载是比较困汽车类型 100kN 150kN 200kN 300kN 550kN 2 难的,且从工程设计角度看,也没有必要。“等效”和“折荷载/kN/m 4.3 6.3 8.5 11.3 11.4 覆土厚度最小值hmin/m 2.5 2.4 2.4 2.3 2.6 减”的本质都是“近似”,且其次数越多,误差就越大。本 文推荐满足工程设计精度需要的汽车轮压等效均布荷载的

足够的覆土厚度指:汽车轮压通过土层的扩散、交替和 简化计算方法,供读者参考。重叠,达到在某一平面近似均匀分布时的覆土层厚度。足够 1 影响等效均布荷载的主要因素的覆土厚度数值应根据工程经验确定,当无可靠设计经验 1.1跨度时,可按后轴轮压的扩散面积不小于按荷重比例划分的汽车 等效均布荷载的数值与构件的跨度有直接的关系,在相投影面积(图 1)确定相应的覆土厚度为 hmin ,当实际覆土 同等级的汽车轮压作用下,板的跨度越小,则等效均布荷载厚度 h≥hmin 时,可认为覆土厚度足够。 的数值越大;而板的跨度越大,则等效均布荷载数值越小。以300kN级汽车为例(图1): 结构设计中应注意“等效均布荷载”及“效应相等”的特点,考虑汽车合理间距(每侧600mm)后汽车的投影面积为 (8+0.6 )×(2.5+0.6 )=26.66m2 汽车轮压荷载具有荷载作用位置变化的特性,是移动的活荷 载,其最大效应把握困难,且效应类型(弯矩、剪力等)不后轴轮压占全车重量的比例为 240/300=0.8 同,等效均布荷载的数值也不相同,等效的过程就是一次近取后轴轮压的扩散面积为 0.8×26.66=21.33m2 似的过程。根据后轴轮压的扩散面积不小于按荷重比例划分的汽 1.2 动力系数车投影面积有:

时程分析中地震波输入位置的讨论

时程分析中地震波输入位置的讨论 摘要:时程分析法通过直接动力分析可得到结构相应随时间的变化关系,能真实地反应结构地震相应随时间变化的全过程,是抗震分析的一种重要方法[1]。目前有限元软件可以实现结构的时程分析,但是在不同的软件中,其实现方式不同,主要区别在地震波的输入位置不同。本文通过有限元软件ABAQUS采用不同的地震波输入位置对同一结构进行时程分析分析,对比结构相同位置的时程位移曲线,结果表明结构在采用不同地震波输入位置的时程分析中,结构的地震响应基本一致。 关键词:时程分析、有限元软件、钢筋混凝土剪力墙 Abstract: The time history analysis method to analyze the available structure through direct power to the relationship between the corresponding changes over time, truly reflect the structure of earthquake corresponding to the whole process of change over time, is an important method of seismic analysis [1]. Finite element software can be time-history analysis of the structure, but in different software in different ways, the main difference between the different positions in the seismic wave input. In this paper the finite element software ABAQUS using different seismic wave input location on the same structure, process analysis analysis, contrast structure the same location of when the process displacement curve, the results show that the structure using different seismic waves enter the position time history analysis, the seismic response basically the same. Keywords: time history analysis, finite element software, reinforced concrete shear walls 一、引言 在时程分析等动力学问题中,地震力以加速度形式从基础固定处输入。由于结构的刚度不是无限大,在结构上的加速度反应与基础输入的加速度并不相同。在很多时候,结构的加速度比基础输入的加速度更大,即对输入的加速度有一个动力放大效应。在单自由度弹性体系中,体系最大绝对加速度与地面运动最大加速度的比值,即称为动力系数[2] (1) 动力系数与结构的动力学特性和输入的地震波的频率特性有关。它与地震系数k的乘积即为单自由度体系的地震影响系数。 因此,从原理上讲,时程分析是将地震波的加速度时程曲线作用到结构的基础约束处,得到上部结构的各种地震反应。但是在不同的软件中,其实现方

汽车等效均布荷载的计算

汽车等效均布荷载的计算 本工程最小板跨为2.4m×2.5m,板厚180mm,汽车最大轮压为100KN (根据《城市桥梁设计荷载标准》第4.1.3条城—A级车辆荷载),汽车轮压着地面积为0.6m×0.2m(参考《建筑结构荷载规范》规范说明中4.1.1条“对于20~30T的消防车,可按最大轮压为60kN作用在0.6m ×0.2m的局部面积上的条件决定;”),动力系数为1.3,板顶填土S=0.9m。平面简图详见附图一。 计算过程如下: 一、X方向计算 1.填土中扩散角取30°,tan30°=0.5 2.a x=0.6+2×0.5×0.9=1.5m a y=0.2+2×0.5×0.9=1.1m a x/l x=1.5/2.4=0.625 a y/l x=1.1/2.4=0.458 l y/l x=2.5/2.4=1.042 考虑动力系数后q=1.3P/(a x a y)=78.785kN/m2 简支双向板的绝对最大弯矩: Mx max=0.0843×157.57×1.5×1.1=10.96Kn×m My max=0.0962×157.57×1.5×1.1=12.51Kn×m Me max=0.0368×qe×l2 qe=Me max/0.212=59Kn/m2 二、Y方向计算 1.填土中扩散角取30°,tan30°=0.5

2. a×=0.2+2×0.5×0.9=1.1m a y=0.6+2×0.5×0.9=1.5m a×/l×=1.5/2.4=0.458 a y/l×=1.1/2.4=0.625 l y/l×=2.4/2.5=0.96 考虑动力系数后q=1.3P/(a×a y)=78.785kN/m2 简支双向板的绝对最大弯矩: Mx max=0.0962×157.57×1.5×1.1=12.50Kn×m My max=0.0843×157.57×1.5×1.1=10.96Kn×m Me max=0.0368×qe×l2 qe=Me max/0.23=54.37Kn/m2 附图一

abaqus中显示动力学分析步骤

准静态分析——ABAQUS/Explicit 准静态过程(guasi-static process) 在过程进行的每一瞬间,系统都接近于平衡状态,以致在任意选取的短时间dt 内,状态参量在整个系统的各部分都有确定的值,整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成,这种过程称为准静态过程。无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。准静态过程是一种理想过程,实际上是办不到的。 准静态原为一个热力学概念,在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历的中间状态都可近似地视为静力状态,因此当加载过程进行得无限缓慢时,在各个时刻模型所处的状态就可近似地看作是静态,该过程便是准静态过程。准静态啮合过程仿真主要考虑的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态,以及齿面和齿根的应力变化规律,其前提是不考虑齿轮副惯性的影响。 ABAQUS/Explicit准静态分析 显式求解方法是一种真正的动态求解过程,它的最初发展是为了模拟高速冲击问题,在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。当求解动力平衡的状态时,非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值,所以大多少问题需要大量的时间增量步。 在求解准静态问题上,显式求解方法已经证明是有价值的,另外ABAQUS/Explicit在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard更容易。在求解复杂的接触问题时,显式过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。此外,当模型很大时,显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。 将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。根据定义,由于一个静态求解是一个长时间的求解过程,所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的,它将需要大量的小的时间增量。因此,为了获得较经济的解答,必须采取一些方式来加速问题的模拟。但是带来的问题是随着问题的加速,静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态,在这里惯性力成为更加起主导作用的力。目标是在保持惯性力的影响不显著的前提下用最短的时间进行模拟。

消防车道荷载取值问题

消防车道荷载取值问题 最近审查的高层带地下车库项目比较多,为了满足规划对绿地的要求,车库顶板上一般都有1m-3m不等的覆土,上有消防车道,许多设计人员计算时由于板顶活荷载取值不同,导致计算结果和配筋相差较大,现把朱炳寅老师对消防车荷载的取值问题解析转录于后,供设计人员参考。 规范明确规定了等效均布荷载的计算原则,但由于消防车轮压位置的不确定性,实际计算复杂且计算结果有时与规范数值出入很大,对双向板问题更加突出.为方便设计,并应网友的要求,此处提供满足工程设计要求的等效荷载计算表(此为博主正在编辑整理的书稿内容),供设计者选择使用。 1.不同板跨时,双向板等效均布荷载的简化计算表格 表1中列出了在消防车(300kN级)轮压直接作用下,不同板跨的双向板其等效均布荷载简化计算数值,供读者参考。 表1 消防车轮压直接作用下双向板的等效均布荷载 2. 不同覆土厚度时,消防车轮压等效均布荷载的简化计算

不同覆土厚度时,对消防车轮压等效均布荷载数值的计算可采取简化方法,考虑不同覆土厚度对消防车轮压等效均布荷载数值的影响,近似可按线性关系按表2确定。 表2 消防车轮压作用下,不同覆土厚度时的等效均布荷载调整系数 3. 综合考虑板跨和不同覆土层厚度时,消防车轮压等效均布荷载的确定考虑板跨和不同覆土层厚度确定消防车轮压作用下的等效均布荷载数值时,可采用简化计算方法,参考表-3,表-4确定不同板跨、不同覆土层厚度时的等效均布荷载数值。 表3 消防车轮压作用下单向板的等效均布荷载值(kN/m2) 表4 消防车轮压作用下双向板的等效均布荷载值(kN/m2)

4. 等效均布荷载属于结构估算的范畴,追求过高的计算精度对工程设计而言没有必要。实际工程中应注意效应的统一性,即注意在不同效应时,等效荷载不可通用。 (注:素材和资料部分来自网络,供参考。请预览后才下载,期待你的好评与关注!)

地震波使用说明

地震波使用说明 此目录下提供了四类场地土的地震波时程曲线和上海人工波。 按照场地土类型(1,2,3或4),选择时程曲线。在定义时程工况时,对于多遇或罕遇地震,按比例调整时程曲线的最大值。中国抗震规范规定,作为抗震计算中底部剪力法和振型分解反应谱法的补充方法,对于特别不规则,特别重要的和较高的结构应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算。 可取多条时程曲线的计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。 采用时程分析法时,应咱建筑场地类别和设计地震分组选用不少于二组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线,其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。 其加速度时程最大值可按规范中对于多遇和罕遇地震在不同烈度下的值。 弹性时程分析时,每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%,多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80% 。 可使用弹塑性时程分析法计算罕遇地震下结构的变形。 时程分析是一个承受随时间变化的指定荷载结构的逐步动态反应分析,可以是线性或非线性的。 此章对时程分析进行一般的描述,特别是线性时程分析。 定义时程函数 用户可使用“从文件中添加函数”,导入已定义的文本文件,即实测的时程曲线;也可使用程序内置的时程函数。

时程函数定义对话框 时程函数定义对话框中的条目解释如下: ?函数名 通过在编辑框中直接键入以指定或修改时程函数的名称。 ?函数文件 1.在函数文件域点击浏览按钮以调出一个对话框,在此可找出包含时程函数的 文本文件名。注意文件名显示在文件名框中 2.在 "要跳过的标题行" 编辑框中输入一个希望ETABS在文本文件中跳过的 行数。 3.在 "每行要跳过的前缀字符" 编辑框中输入一个希望ETABS在文本文件中 每行要跳过的字符数。 4.在 "每行的点数" 编辑框中输入一个数告诉ETABS文本文件每行的绘图点 数。

abaqus如何施加地震波

施加地震波: 1 *amplitude,name=amp,input=seismicdata.dat 输入地震波 2 *boundary,type=acceleration,amplitude=amp施加荷载 方法:module选load,在tools-----amplitude-----creat默认的continue在Edit A mplitude里面输入时间和加速度,点OK。点creat boundary condition,涌现对 话框creat boundary condition,选择acceleration/angular acceleration,continu e---选择要施加的边界---done----涌现对话框edit bondary condition对话框,在 amplitude里选择你所定义的时间和加速度。点ok就完工了。 在网上查了些方法: module选load,在tools-----amplitude-----creat默认的continue在Edit Amplitude 里面输入时间和加速度,点OK。点creat boundary condition,出现对话框creat boundary condition,选择acceleration/angular acceleration,continue---选择要施加的边界---done----出现对话框edit bondary condition对话框,在amplitude里选择你所定义的时间和加速度。点ok就完工了。 这是在CAE里输入地震波的方式,我用的方法是直接在inp文件里加地震波的。 首先在CAE里建好模型,定义两个分析步。 第一个分析步是加自重,采用线性加载的方式。 (a) 加载方式:ABAQUS在施加Gravity时,默认为Instantaneous(瞬时加载),如果把结构自重以瞬间加载方式加到结构上,相当于对结构施加了一个脉冲荷载,会引起结构在竖向的振动,在不考虑结构阻尼的情况,这种振动会一直持续下去。如果是混凝土结构,这种竖向振动也会造成混凝土受拉损伤,所以这种加载方式不太合理。 (b)新建加载方式:创建一个新的Amplitude,Type=smooth tpye,0时刻Am=0,然后再选择一个0.5s~1s时刻,Am=1,在这个区间内线性插值,实现幅值从0到1。这种方式加载要优于上述瞬时加载,但是在起初的0.5s(或者1s,即smooth tpye中设置的终点时间)内计算结果是不准确的,所以要把这部分的计算结果剔除,剔除方法就是,创建2个step,第一个step主要分析自重作用,待自重稳定后开始第二个step地震时程反应分析。 第二个分析步就是加地震波。 输入地震波有两种方法: 1、在如下位置加入下面加黑的字体部分。格式如下:时间,地震波,时间,地震波,时间, 地震波,时间, 地震波…………每行8个数据(我下到的地震波文件是不带时间的,自己用C++处理了一下)。%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% *End Assembly *Amplitude, name=Amp-1 0.005, -7.5e-08, 0.01, -3.55e-07, 0.015, -7.03e-07, 0.02, -4.53e-07 0.025, 1.82e-06, 0.03, 7.01e-06, 0.035, 1.5e-05, 0.04, 2.49e-05 0.045, 3.54e-05, 0.05, 4.5e-05, 0.055, 5.2e-05, 0.06, 5.5e-05 ………………

消防车荷载的来龙去脉 细致 准确 最完整的解读

消防车荷载正确理解及与普通活荷的对比 北京构力科技有限公司 刘孝国 消防车荷载作为一种特殊的活荷载,与普通活荷载相比既有区别又有联系,由于其荷载本身太大,对结构构件的截面尺寸、层高及经济性影响显著。在软件未提供消防车荷载输入之前,设计师一直采用普通活荷载模拟消防车荷载,基本形成一定的配筋经验。但实际上设计师对消防车荷载理解并不深入、不准确,在软件(PKPM软件V3以后版本)提供了对消防车荷载的输入与准确计算,但是计算结果与之前设计师的经验判断有很大差异,这造成设计师很大的疑惑,均作为活荷载处理,究竟什么原因导致配筋结果差异很大。 本文结合规范中对消防车荷载的要求详细剖析该类型活荷载,同时针对设计中应该如何使用设计软件正确实现消防车荷载的准确计算做详细介绍,并对设计师一直关注的按照活荷载模拟消防车荷载与直接输入消防车荷载计算的内力、配筋结果差异大做细致的比对分析,让设计师清楚明白做消防车荷载作用下的结构设计。 一、规范对消防车荷载的相关要求 1、楼板板面均布活荷载的取值 在荷载规范5.1.1中第8项专门列出了消防车荷载的标准值及对应的各组合系数、频遇值系数以及准永久组合系数。如图1所示。同时荷载规范对该表的注释中对消防车荷载做了补充说明,如图2所示。 图1荷载规范5.1.1表中第8项消防车 图2注释对消防车荷载做了特殊补充说明

消防车活荷载本身太大,目前常见的中型消防车总质量小于15t,重型消防车总质量一般在(20~30)t。对于住宅、宾馆等建筑物,灭火时以中型消防车为主,当建筑物总高在30m 以上或建筑物面积较大时,应考虑重型消防车。 消防车楼面活荷载按等效均布活荷载确定,并且考虑了覆土厚度影响。计算中选用的消防车为重型消防车,全车总重300kN,前轴重为60kN,后轴重为2×120kN,有2个前轮与4个后轮,轮压作用尺寸均为0.2m×0.6m。规范的荷载取值按楼板跨度为2m~4m的单向板和跨度为3m~6m的双向板。规范中该等效荷载的计算中综合考虑了消防车台数、楼板跨度、板长宽比以及覆土厚度等因素的影响,按照荷载最不利布置原则确定消防车位置,采用有限元软件分析了在消防车轮压作用下不同板跨单向板和双向板的等效均布活荷载值。 根据单向板和双向板的等效均布活荷载值计算结果,规范规定板跨在3m至6m之间的双向板,活荷载可根据板跨按线性插值确定。单向板楼盖板跨介于2m~4m之间时,活荷载可按跨度在(35~25)kN/m2范围内线性插值确定。 从以上规范条文可以得出以下结论,供设计师设计中使用: (1)消防车荷载已经考虑了不利布置,虽然是活荷载,在设计中可以不用再类似普通活荷载那样考虑活荷载的不利布置。 (2)规范中等效活荷载计算是按照300kN级消防车,以简支板模型跨中弯矩等效相等的原则等效。 (3)规范等效荷载是对于30m以上的建筑重级消防车的等效活荷载取值,如果多层可以考虑采用中型消防车,按照后轴轮压的实际大小简单换算300kN重级后轮 轮压(2×120kN),确定等效均布活荷载。 (4)规范为300kN级消防车计算的等效荷载,当采用更重消防车时,比如550kN级消防车时,按照后轮轮压简单换算,确定等效荷载应乘以放大系数1.17。 (5)对于楼板有覆土情况可以考虑覆土的厚度,对于板面上的荷载进行相应的折减。 (6)规范中等效均布活荷载按照简支板跨中弯矩相等原则确定,对楼板的所有效应计算属于简化和估算,将楼板等效均布荷载应用于梁、柱及墙等各类支承构件 的所有效应计算,是一种更大程度的近似。 (7)对于消防车不经常通行的车道,也即除消防站以外的车道,规范降低了其荷载的频遇值和准永久值系数。 消防车活荷载按照等效荷载输入时,需要考虑以上事项。 2、消防车板面荷载按照覆土厚的折减 荷载规范5.1.3中对于常用板跨的消防车活荷载按照覆土厚度进行了相应的折减,一般可在原消防车轮压作用范围的基础上,取扩散角为35度,以扩散后的作用范围按等效均布方法确定活荷载标准值。在计算折算覆土厚度的公式(B.0.2)中,假定覆土应力扩散角为35度,常数1.43为tan350的倒数。使用者可以根据具体情况采用实际的覆土应力扩散角θ,按图3公式计算折算覆土厚度。再按照图4的折算厚度及楼板板跨确定考虑覆土厚影响的消防车荷载折减系数。 图3顶板折算覆土厚度计算

消防车等效均布荷载的计算

消防车等效均布荷载的计算 【摘要】消防车荷载的取值,一直比较混乱,为使消防车荷载有一个较为合理的取 值,笔者对消防车等效荷载进行了常见的几种情况的计算,供设计界同仁参考。 【关键词】消防车等效荷载轮压扩散角动力系数 消防车荷载的取值,就目前来说,一直比较混乱, 有按《建筑结构荷载规范》(下面简称《荷载规范》)要求单向板(板跨度≥2m)取35kN/㎡、双向板(板跨度≥6m)取20kN/㎡的,也有取等效均布荷载为26kN/㎡的, 还有主梁取0.8X20=16kN/㎡次梁为0.95X20=19kN/㎡的,如此等等,各种取法都有。而消防车荷载的取值又属“强条”。《荷载规范》表4.1.1注第3条:“……;当不符合本表的要求的时候,应将车轮的局部荷载按结构效应的等效原则,换算为等效均布荷载。”即消防车荷载的取值大小应按等效均布荷载计算。这些对每一个设计人员来说,都是清楚的。但是在实际工程中,由于等效均布荷载计算过程较为繁琐, 设计周期又短等各种原因,大都未进行等效均布荷载的计算。一般来说,凡取等效均布荷载的,都没有相应的计算资料, 大都采取“估算”的办法。 就目前成都建筑市场而言,基本上都采用大底盘地下室,其上部修建若干栋多、高层建筑,这样必然出现小区内的消防通道置于地下室的顶板上。而地下室的顶板设计,一般采用井字梁楼盖或十字梁楼盖,板跨大都小于6.0mX6.0m,故消防车荷载是不能取20kN/㎡。而应按规范要求进行等效均布荷载计算(单向板或密肋楼盖较少采用,所以此处仅就双向板进行分析)。为使消防车荷载有一个较为合理的取值,笔者对消防车等效均布荷载进行了常见的几种情况的计算,供设计界同仁参考,以飨读者。 1.荷载计算 消防车荷载均沿消防车道布置。小区道路通常不是很宽,一般在5m左右,所以消防车按单列布置(当小区消防通道宽度≥6 m时,应按并列两辆消防车的布置进行等效均布荷载计算。此种情况,不在本文叙述范围)。为求最不利情况,按两车车尾对车尾的排列,两车尾间净距按500㎜计,消防车总重量按《荷载规范》要求,以300 kN计算。消防车荷载前、后桥轮压及车列布置见图1~图3, 轮压面积按200㎜X600㎜计。

ABAQUS建模如何施加预应力(残余应力)

ABAQUS建模如何施加预应力 本文参考了百度文库中的文章: https://www.sodocs.net/doc/9415313517.html,/link?url=dt_VLOGCUf8hUo7A9THhyv7BuSHry71EbLVtBtkWpoiYtkm Lxbfk0Io63jsygs6vWbFU7x22HHFv8pIGgPMYkv1lyFXWbgPJqvCodSioUqa 关键字格式: “*initial conditions, type=stress, input=bb.dat” 上面的关键字,即绿色部分,全部插于*STEP语句之前(如下图),两语句之间不能有空格。施加预应力场只是initial conditions关键字的一个应用,详见abaqus6.8帮助文档,《ABAQUS Analysis User’s Manual》的第28.2节“initial conditions”。 实例:点焊所产生的焊点中存在着残余应力,本文就是教大家如何完成焊点残余应力的模拟。原理说明:先在模型上施加一个任意载荷(记为状态1),可得出此载荷作用下模型上的等效节点载荷,然后通过keywords让这个等效节点载荷作用于模型上,使它与之前施加在模型上的载荷相平衡,便得到了一个位移为0的初始状态(记为状态2),该状态下,模型中含有的应力场与状态1相同,只是模型不发生变形而已。 具体操作步骤: 1、建立有限元模型,部件类型为轴对称

2、设置材料常数(自己任意设) 3、分析步,设置两个分析步 4、设置任意一个自己需要的载荷,此载荷即为与初始应力对应的载荷。让该载荷从分析步2开始作用。分析步1空着。原因不明。 (让载荷从step2开始,得到的分析结果图显示很光滑。但若是让载荷从step1开始并延续到step2,或者从没有step2 的step1开始,得到的分析图都不是光滑,原因未知。) 设置边界条件,从状态Initial开始。

ANSYS地震波的输入

对于地震波的输入,可以把荷载记录作成文件,利用apdl的读取功能读入数据库中。下面的例子是自己编的一个小文件。修改一下可以更简洁。 Fini /config,nres,1000 *dim,aceX,TABLE,3000,1 *dim,aceY,TABLE,3000,1 *dim,aceZ,TABLE,3000,1 *creat,ff *vread,aceX(1,1),acex,txt,,1 (e16.6) *vread,aceX(1,0),acexTT,txt,,,1 (e16.6) ACEX(0,1)=1 *end /input,ff *creat,ff *vread,aceY(1,1),txt,,1 (e16.6) *vread,aceY(1,1),ACETT,,,1 (e17.6) ACEY(0,1)=1 *end /input,ff *creat,ff *vread,aceZ(1,1),txt,,1 (e16.6) *vread,aceZ(1,0),ACETT,,,1 (e17.6) ACEZ(0,1)=1 *end /input,ff !地震波时程记录分成了3个文件,每个文件是一列。分别记录x,y,z方向的加速度。Accett是时间记录。 这样就可以把加速度记录读取到ansys数据库中作为数组。 也可以把加速度记录作成一个文件,这样程序就简单多了。 下面是计算部分语句: /SOLU ANTYPE,trans !求解其自己选了 TM_START=0.01 TM_END=15.00 TM_INCR=0.01 *DO,TM,TM_START,TM_END,TM_INCR TIME,tm

基坑支护设计汽车等效均布荷载计算方法

基坑支护设计汽车等效均布荷载计算方法 题,该如何施加,施加多少,现行《建筑基坑支护设计规程》(JGJ120-2012)中并有说明,导致实际基坑支护设计时,汽车超载施加无指导性方法可循。现笔者仅对自己实际工作中的一些想法,提出自己认为切实可行的做法。 基坑开挖过程中需要土方外运,土方外运一般采用前四后八自卸车外运,所前四后八自卸车就是说前面是双桥4个轮,,后面是双桥8个轮子。汽车荷载属于动力荷载,当汽车荷载距离基坑坡顶线超过一定距离时,岩土对汽车荷载起缓冲和扩散作用,当汽车荷载距离超过1.0m时,轮压荷载的动力影响已不明显,可取动力系数为1.0。 前四后八荷载主要在后面双桥上,后面双桥轴距1.4m,轮距1.8m,后轮双桥总轴重600kN,前四后八后桥平面尺寸见下图: 假设汽车外侧轮距离基坑坡顶线 1.0m,计算汽车等效分布荷载作用大小时,车轮扩散压力扩散角取30°。 后轮双桥轮压的扩散面积为(2.4+2) ×(1.6+2)=15.84m2。 则汽车等效分布荷载P=600kN/15.84 m2=37.88 kPa。 计算车轮荷载等效分布深度时,取车轮扩散压力扩散角取45°,则d=1.0m。 假设汽车外侧轮距离基坑坡顶线 2.0m,计算汽车等效分布荷载作用大

小时,车轮扩散压力扩散角取30°。 后轮双桥的轮压的扩散面积为(2.4+4)×(1.6+4)=35.84m2。 则汽车等效分布荷载P=600kN/35.84 m2=16.74kPa。 计算车轮荷载等效分布深度时,取车轮扩散压力扩散角取45°,则d=2.0m。 假设汽车外侧轮距离基坑坡顶线 3.0m,计算汽车等效分布荷载作用大小时,车轮扩散压力扩散角取30°。 后轮双桥的轮压的扩散面积为(2.4+6)×(1.6+6)=63.84m2。 则汽车等效分布荷载P=600kN/63.84 m2=9.40kPa。 计算车轮荷载等效分布深度时,取车轮扩散压力扩散角取45°,则d=3.0m。 现就汽车等效分布荷载大小及作用深度的车轮压力扩散角取值不同做出说明:计算等效分布荷载大小时,现行《建筑地基处理技术规范》(JGJ79--2012)压力扩散角取30°;计算等效分布荷载作用深度时,现行《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-2012)土压力扩散角取45°;两者取值不同主要是从安全角度考虑,计算等效分布荷载大小时,取30°对工程安全有利,计算等效分布荷载作用深度时,取45°对工程安全有利,这也是两本规范土压力扩散角取值不同的原因所在。 通过计算标明基坑边缘车辆超载,距基坑边线距离为1.0~3.0m时,汽车等效局部荷载为35.84~9.40kPa,等效分布深度为1.0~3.0m。 通过以上计算,现对坡顶汽车荷载等效分布荷载及作用深度表作简化,提供如下表格供设计人员设计时使用。

ABAQUS时程分析实例

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(在原反应谱模型上 修改) 问题描述: 悬臂柱高12m,工字型截面(图1),密度7800kg/m3,EX=2.1e11Pa,泊松比0.3,所有振型的阻尼比为2%,在3m高处有一集中质量160kg,在6m、9m、12m处分别有120kg 的集中质量。反应谱按7度多遇地震,取地震影响系数为0.08,第一组,III类场地,卓越周期Tg=0.45s。 图1 计算对象 第一部分:反应谱法 几点说明: λ本例建模过程使用CAE; λ添加反应谱必须在inp中加关键词实现,CAE不支持反应谱; λ *Spectrum不可以在keyword editor中添加,keyword editor不支持此关键词读入。 λ ABAQUS的反应谱法计算过程以及后处理要比ANSYS方便的多。 操作过程为: (1)打开ABAQUS/CAE,点击create model database。

(2)进入Part模块,点击create part,命名为column,3D、deformation、wire。continue (3)Create lines,在 分别输入0,0回车;0,3回车;0,6回车;0,9回车;0,12回车。

(4)进入property模块,create material,name:steel,general-->>density,mass density:7800 mechanical-->>elasticity-->>elastic,young‘s modulus:2.1e11,poisson’s ratio:0.3.

ABAQUS瑞利阻尼

关于ABAQUS中的质量比例阻尼 总结论: ABAQUS中的质量比例阻尼是和绝对速度有关的,即质量比例阻尼产生的阻尼力由绝对速度引起。以阻尼系数表达的阻尼,产生的阻尼力由相对速度引起。 Abaqus Analysis User's Manual—Mass proportional damping:The factor introduces damping forces caused by the absolute velocities of the model and so simulates the idea of the model moving through a viscous “ether” (a permeating, still fluid, so that any motion of any point in the model causes damping).帮助手册也说明了质量比例阻尼是和绝对速度有关。 问题: 1、应用直接积分法进行时程分析,地震波一般以边界条件 的形式加到支座处,结构阻尼只能使用Rayleigh阻尼, 而这时产生的阻尼力是绝对速度产生的,而运动方程中 的阻尼项产生的阻尼力是与相对速度有关。 2、SAP2000中施加地震波,支座处相对位移为0,绝对位 移不为0,其相对位移相对哪一点来说的?

算例: 单自由度体系,如图(1),质量m=,k=1N/m,阻尼比ξ=,对应的阻尼系数c=,若应用直接积分法进行时程分析,结构的阻尼需要转换成Rayleigh阻尼,使用如下公式: 22 n n n βω α ξ ω =+ 如果只使用质量比例阻尼(结构只有一阶振型),即 2 n n α ξ ω =,容易得出α=。. 图(1) 情况(1): 在ABAQUS中用spring单元模拟竖向的直杆,水平刚度k=1N/m,采用Rayleigh阻尼,通过*mass,alpha=(质量比例阻尼)施加,地震波需用Elcentrol波,以边界条件的形式加在支座处(竖向杆下端)。 为了作对比,在SAP2000中的结构阻尼在分析工况中以质量比例阻尼的形式施加。MATLAB中变成使用NewMark-beta方法。

汽车荷载的简化计算

汽车等效均布荷载的简化计算 朱炳寅 中国建筑设计研究院(100044) 汽车(消防车)轮压以其荷载数值大、作用位置不确定及一般作用时间较短而倍受结构设计者关注。结构设计的关键问题在于汽车轮压等效均布荷载数值的确定。轮压荷载作用位置的不确定性,给等效均布荷载的确定带来了相当的困难,一般情况下,要精确计算轮压的等效均布荷载是比较困难的,且从工程设计角度看,也没有必要。“等效”和“折减”的本质都是“近似”,“等效”和“折减”的次数越多其误差就越大。本文推荐满足工程设计精度需要的汽车轮压等效均布荷载的简化计算方法,供读者参考。 1. 影响等效均布荷载的主要因素 1)跨度 等效均布荷载的数值与构件的跨度有直接的关系,在相同等级的汽车轮压作用下,板的跨度越小,则等效均布荷载的数值越大;而板的跨度越大,则等效均布荷载数值越小。结构设计中应注意“等效均布荷载”及“效应相等”的特点,汽车轮压荷载具有荷载作用位置变化的特性,是移动的活荷载,其最大效应的把握困难,且效应类型(弯矩、剪力等)的不同,等效均布荷载的数值也不相同,等效的过程就是一次近似的过程。 2)动力系数 汽车荷载属于动力荷载,板顶填土或面层对汽车动力荷载起缓冲和扩散作用,板顶覆土或面层太薄时,一般可不考虑其有利影响。而当板顶覆土厚度较大时,轮压荷载对顶板的动力影响已经不明显,可取动力系数为1.0。见表1。《荷载规范》表4.1.1中给出的车辆荷载,是一种直接作用在楼板上的等效均布荷载,已考虑了动力系数,可直接采用。 表1 汽车轮压荷载传至楼板及梁的动力系数 注:1. 覆土厚度不为表中数值时,其动力系数可按线性内插法确定; 2.当直接采用《荷载规范》表4.1.1中第8项规定的数值时,无需再乘以表中数值。 3)覆土层厚度 1)《荷载规范》表4.1.1中第8项所规定的汽车荷载,是轮压直接作用在楼板上的等效均布荷载。 2)结构板面的覆土及面层对汽车轮压具有扩散作用(车轮压力扩散角,在混凝土中按45°考虑,在土中可按30°考虑),覆土越厚,汽车轮压扩散越充分,当覆土层厚度足够厚,轮压扩散足够充分时,汽车轮压荷载可按均布荷载考虑。当覆土层厚度足够时,可按汽车在合理投影面积范围内的平均荷重计算汽车的轮压荷载,见表2。 表2 覆土厚度足够时消防车的荷载

ABAQUS施加预应力

ABAQUS施加预应力 参考百度文库: https://www.sodocs.net/doc/9415313517.html,/link?url=dt_VLOGCUf8hUo7A9THhyv7BuSHry71EbLVtBtkWpoiYtkm Lxbfk0Io63jsygs6vWbFU7x22HHFv8pIGgPMYkv1lyFXWbgPJqvCodSioUqa 关键字格式: “*initial conditions, type=stress, input=bb.dat” 上面的关键字,即绿色部分,全部插于*STEP语句之前(如下图),两语句之间不能有空格。施加预应力场只是initial conditions关键字的一个应用,详见abaqus6.8帮助文档,《ABAQUS Analysis User’s Manual》的第28.2节“initial conditions”。 实例:点焊所产生的焊点中存在着残余应力,本文就是教大家如何完成焊点残余应力的模拟。原理说明:先在模型上施加一个任意载荷(记为状态1),可得出此载荷作用下模型上的等效节点载荷,然后通过keywords让这个等效节点载荷作用于模型上,使它与之前施加在模型上的载荷相平衡,便得到了一个位移为0的初始状态(记为状态2),该状态下,模型中含有的应力场与状态1相同,只是模型不发生变形而已。 具体操作步骤: 1、建立有限元模型,部件类型为轴对称

2、设置材料常数(自己任意设) 3、分析步,设置两个分析步 4、设置任意一个自己需要的载荷,此载荷即为与初始应力对应的载荷。让该载荷从分析步2开始作用。分析步1空着。原因不明。 (让载荷从step2开始,得到的分析结果图显示很光滑。但若是让载荷从step1开始并延续到step2,或者从没有step2 的step1开始,得到的分析图都不是光滑,原因未知。) 设置边界条件,从状态Initial开始。

Midas地震波的选取方法

地震波的选取方法 建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)的5.1.2条文说明中规定,正确选择输入的地震加速度时程曲线,要满足地震动三要素的要求,即频谱特性、有效峰值和持续时间要符合规定。 频谱特性可用地震影响系数曲线表征,依据所处的场地类别和设计地震分组确定。这句话的含义是选择的实际地震波所处场地的设计分组(震中距离、震级大小)和场地类别(场地条件)应与要分析的结构物所处场地的相同,简单的说两者的特征周期Tg值应接近或相同。特征周期Tg值的计算方法见下面公式(1)、(2)、(3)。 加速度有效峰值按建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)中的表5.1.2-2采用。地震波的加速度有效峰值的计算方法见下面公式(1)及下面说明。 持续时间的概念不是指地震波数据中总的时间长度。持时T d的定义可分为两大类,一类是以地震动幅值的绝对值来定义的绝对持时,即指地震地面加速度值大于某值的时间总和,即绝对值|a(t)|>k*g的时间总和,k常取为0.05;另一类为以相对值定义的相对持时,即最先与最后一个k*a max之间的时段长度,k一般取0.3~0.5。不论实际的强震记录还是人工模拟波形,一般持续时间取结构基本周期的5~10倍。 说明: 有效峰值加速度 EPA=Sa/2.5 (1) 有效峰值速度 EPV=Sv/2.5 (2) 特征周期 Tg = 2π*EPV/EPA(3) 1978年美国ATC-3规范中将阻尼比为5%的加速度反应谱取周期为0.1-0.5秒之间的值平均为Sa,将阻尼比为5%的速度反应谱取周期为0.5-2秒之间的值平均为Sv(或取1s附近的平均速度反应谱),上面公式中常数2.5为0.05组尼比加速度反应谱的平均放大系数。 上述方法使用的是将频段固定的方法来求EPA和EPV,1990年的《中国地震烈度区划图》采用了不固定频段的方法分析各条反应谱确定其相应的平台频段。具体做法是:在对数坐标系中同时做出绝对加速度反应谱和拟速度反应谱,找出加速度反应谱平台段的起始周期T0和结束周期T1,然后在拟速度反应谱上选定平台段,其起始周期为T1(即加速度反应谱平台段的结束周期T1),结束周期为T2,将加速度反应谱在T0至T1之间的谱值求平均得Sa,拟速度反应谱在T1至T2之间的谱值求平均得Sv(注:生成谱的时候一定要用对数谱),加速度反应谱和拟速度反应谱在平台段的放大系数采用2.5,按公式(1)、(2)、(3)求得EPA、EPV、Tg。 在MIDAS程序中提供将地震波转换为绝对加速度反应谱和拟速度反应谱的功能(工具>地震波数据生成器,生成后保存为SGS文件),用户可利用保存的SGS文件(文本格式文件)根据上面所述方法计算Sv、Sa、Tg=Sv/Sa。通过Tg值可判断该地震波是否适合当地场地和地震设计分组,然后将抗震规范中表5.1.2-2中的EPA值与Sa相比求出调整系数(即放大系数),将其代入到地震波调整系数中。将地震波转换为绝对加速度反应谱和拟速度反应谱时注意周期范围要到6秒(建筑抗震规范规定)。 建筑抗震设计规范5.1.2条中规定,采用时程分析方法时,应按照场地类别和设计地震分组选用不少于二组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线,其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。所谓“在统计意义上相符”指的是,其平均影响系数曲线与振型分解反应谱法所用的地震影响系数曲线相比,在各周期点上相差不大于20%。 在MIDAS程序中,可选取两组实际强震记录生成两个SGS文件(调整Sa后的),然后将一组人

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