基于ABAQUS的路堤地震动力响应分析
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提供常用的P50%10(50年超越概率10%),一般的工程设计地震常用这个,时间增量0.02秒。
*Amplitude, name=HAMPX0.02, 0.014, 0.04, 0.014, 0.06, 0.014, 0.08, 0.0650.1, 0.014, 0.12, 0.016, 0.14, 0.219, 0.16, 0.130.18, 0.082, 0.2, 0.3, 0.22, 0.583, 0.24, 0.1290.26, -0.263, 0.28, -0.948, 0.3, -0.105, 0.32, -0.5240.34, -0.952, 0.36, 0.088, 0.38, 0.843, 0.4, 1.1520.42, 1.716, 0.44, 2.523, 0.46, 0.07, 0.48, -1.690.5, -0.708, 0.52, -1.42, 0.54, -1.807, 0.56, -1.0910.58, -1.674, 0.6, -2.547, 0.62, -1.639, 0.64, -2.5140.66, -5.463, 0.68, -5.08, 0.7, -5.128, 0.72, -6.9550.74, -7.118, 0.76, -5.805, 0.78, -3.695, 0.8, -1.8710.82, 3.558, 0.84, 6.373, 0.86, 4.406, 0.88, 5.7690.9, 10.47, 0.92, 11.534, 0.94, 10.337, 0.96, 12.440.98, 6.454, 1., 8.596, 1.02, 5.458,1.04, 6.4031.06, 0.05, 1.08, 1.007, 1.1, -5.859, 1.12, -9.4481.14, -6.851, 1.16, -8.897, 1.18, 12.645, 1.2, 16.451.22, 13.529, 1.24, 12.146, 1.26, 16.093, 1.28, 10.121.3, -9.287, 1.32, 24.022, 1.34, 22.118, 1.36, 21.6571.38, 17.831, 1.4, -1.39, 1.42, 10.005, 1.44, 8.1741.46, 4.502, 1.48, -2.972, 1.5, -7.108, 1.52, -8.635为方便大家使用,已经将其转化为标准的ABAQUS 输入格式,数据文件是加速度,加速度单位是cm,请在加界中按0.01缩放!在INP中加入以下字段:*AMPLITUDE, NAME=HAMPx, INPUT=X.inp*AMPLITUDE, NAME=VAMPy, INPUT=Y.inp*AMPLITUDE, NAME=VAMP, INPUT=Z.inp----------------------------------------------------------------------------------------------*Boundary, op=NEW, amplitude=HAMPx, type=ACCELERATION“定义的约束集合名”, 1, 1,0.01(红字)场地土层反应计算采用的输入地震波是以地震危险性分析结果得到的基岩加速度峰值和基岩加速度反应谱 基岩地震相关反应谱作为目标谱,用人工数值模拟方法合成得到的,并以此作为场地地震反应计算的输入地震波。
Abaqus 地下结构抗震反应位移法一、引言地下结构的抗震设计一直是工程领域的热门话题,地下结构在地震作用下可能受到严重破坏,因此需要对其进行抗震设计和分析。
而其中的反应位移法在地下结构的抗震分析中得到了广泛的应用,Abaqus 软件作为一款强大的有限元分析工具,在地下结构抗震反应位移法中也具有很高的应用价值。
本文将对Abaqus软件在地下结构抗震反应位移法中的应用进行系统的介绍。
二、地下结构抗震分析的重要性1. 地下结构在工程领域中的重要性地下结构作为现代城市建设的重要组成部分,在城市的供水、供热、排水、交通、防护等方面都发挥着重要作用。
而地下结构在地震作用下的破坏可能会给城市的安全和稳定带来严重影响,因此对地下结构进行抗震分析和设计具有重要意义。
2. 抗震分析的必要性地震是一种常见的自然灾害,具有突发性和破坏性。
地震作用下地下结构可能受到严重的破坏,因此需要进行抗震分析和设计来保证地下结构在地震作用下的安全性。
三、Abaqus软件在地下结构抗震反应位移法中的应用1. 地下结构抗震分析的基本原理地下结构抗震分析主要是研究地下结构在地震作用下的受力和变形情况,通过分析地下结构的地震响应,评估地下结构的抗震性能。
在地下结构抗震分析中,反应位移法是一种常用的分析方法,它是通过建立地下结构的受力平衡方程和动力平衡方程,利用结构的刚度矩阵和地震激励谱,计算地下结构在地震作用下的位移响应。
2. Abaqus软件在地下结构抗震分析中的优势Abaqus软件作为一款强大的有限元分析工具,具有很高的分析精度和计算效率,在地下结构抗震分析中具有很强的应用价值。
Abaqus 软件可以实现地下结构的三维动力分析,在考虑地震激励的情况下,计算地下结构在地震作用下的动力响应。
3. Abaqus软件在地下结构抗震反应位移法中的具体应用Abaqus软件在地下结构抗震反应位移法中具体包括以下几个方面的应用:(1)建立地下结构的有限元模型。
基于ABAQUS的高速公路隧道地震动力响应研究的
开题报告
一、研究目的
隧道作为重要的交通基础设施之一,承担着贯穿城市、连接交通线
路的重要任务。
然而隧道的建设和使用也带来了一系列的地震灾害风险。
因此,本文旨在利用ABAQUS软件,研究高速公路隧道在地震作用下的
地震动力响应特性,了解隧道地震响应规律,为隧道的设计和安全管理
提供科学依据。
二、研究内容
(一)土层模型建立
利用ABAQUS软件建立高速公路隧道周围土层模型,包括土层类型、尺寸、物性参数等,以实现对隧道土体的有限元建模。
(二)地震作用载荷设定
根据某地区的典型地震波动记录,建立地震输入荷载,利用ABAQUS软件对隧道进行地震动力响应分析,观察地震波对隧道的影响。
(三)隧道地震动力响应特性分析
通过分析隧道埋深、土层稠度等因素对地震动力响应的影响,找出
隧道在地震作用下的应变变形特征,对隧道在地震作用下的变形和稳定
性进行分析和评估。
三、研究意义
高速公路隧道的地震动力响应问题一直备受关注,明确高速公路隧
道地震响应规律,对隧道的安全管理和设计是有益的。
本研究通过利用ABAQUS对高速公路隧道的地震动力响应进行研究,可以为隧道的设计提
供科学的方法和标准,同时为高速公路隧道的安全管理提供可靠的科学数据支撑。
时程分析法计算地震反应的简单实例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78003,2.1e11,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160,在6m、9m、12m处分别有120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,类场地,卓越周期0.45s。
图1 计算对象第一部分:反应谱法几点说明:本例建模过程使用;添加反应谱必须在中加关键词实现,不支持反应谱;*不可以在中添加,不支持此关键词读入。
的反应谱法计算过程以及后处理要比方便的多。
操作过程为:(1)打开,点击。
(2)进入模块,点击,命名为,3D、、。
(3),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)进入模块,,:,>>,:7800>>>>,‘s :2.1e11,’s :0.3.(5),:1,:,:,, : 1, ,按图1尺寸输入界面尺寸,。
在选择I,选择。
(6),选择全部,,弹出的对话框选择:1,。
(7),选择全部,默认值确定。
(8) >> ,在弹出的对话框里勾选,,以可视化梁截面形状。
(9)添加集中质量,>>>>,:1,:,,选择(0,3)位置点,:160,。
,:2,:,,选择0,6;0,9;0,12位置点(按多选),,:120,,。
(10) >> ,选(),。
(11) >> ,:1,选,在选项卡中,选择频率提取方法,本例选用法,,选,输入10。
再,,:2,选,在选项卡中,选择单向,选择()法,:(反应谱的,后面再中添加),方向余弦(0,0,1),:1.进入选项卡,阻尼使用直接模态(),勾选,:1,:8,:0.02。
(12)进入模块,>> ,:,选择,选择,选择,选择0,0点,,勾选u13所有6个自由度。
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:7800mechanical-->>elasticity-->>elastic,young‘s modulus:2.1e11,poisson’s ratio:0.3.(5) Create section,name:Section-1,category:beam,type:beam,Continuecreate profile, name: Profile-1, shape:I,按图1尺寸输入界面尺寸,ok。
ABAQUS软件在基于性能的地震时程分析上的应用一、本文概述随着科技的发展和工程需求的提升,基于性能的地震时程分析(Performance-Based Earthquake Engineering, PBEE)已成为结构工程领域的研究热点。
在这种分析方法中,结构的抗震性能不再仅通过传统的承载能力来评估,而是更多地关注结构在地震作用下的实际表现,如变形、耗能等。
这为结构设计和抗震评估提供了新的视角和更高的要求。
ABAQUS软件作为一款功能强大的有限元分析软件,能够模拟结构在各种复杂工况下的力学行为,因此在基于性能的地震时程分析中得到了广泛应用。
本文旨在探讨ABAQUS软件在PBEE中的应用,介绍其基本原理、分析流程、关键技术及实际案例。
通过对ABAQUS软件在地震时程分析中的具体实践进行详细阐述,期望能为工程师和研究人员提供有益的参考和启示,推动基于性能的地震工程研究的深入发展。
二、ABAQUS软件简介ABAQUS是一款功能强大的工程模拟软件,广泛应用于各种工程领域的复杂问题求解,包括结构力学、流体动力学、热力学、电磁学等。
其强大的分析能力主要源于其丰富的材料模型库、精确的求解器以及灵活的用户界面。
ABAQUS以其高度的精确性和可靠性,在科研和工程实践中得到了广泛应用。
在结构工程领域,ABAQUS提供了丰富的单元类型和材料模型,可以满足从简单线性问题到复杂非线性问题的模拟需求。
其中,ABAQUS/Standard模块用于处理一般的线性和非线性问题,而ABAQUS/Explicit模块则特别适用于处理涉及冲击、爆炸等高度非线性动力学问题。
ABAQUS还提供了丰富的接触和连接类型,可以模拟各种复杂的结构连接形式。
在地震工程领域,ABAQUS的动力学分析能力尤为突出。
它不仅可以进行模态分析、反应谱分析等线性动力学分析,还可以进行直接积分法等非线性动力学分析。
这使得ABAQUS能够准确模拟地震波在结构中的传播过程,以及结构在地震作用下的动力响应。
《西藏科技》2019年1期(总第310期)电力工业ABAQUS在水利水电工程抗震稳定性分析中的应用汪仕情1郭永刚2(1.西藏农牧学院水利土木工程学院;2.西藏农牧学院,西藏林芝860000)摘要:西邵地区是中国水资源丰富的地区之一,兴建的一大批高坝水利水电工程可以有效减轻下游的干旱和洪涝灾害。
但西部地区处在烈度地震带上,这些大坝一旦由于地震灾害发生溃坝将严重威胁到人们生命和财产安全。
因此结合地区的实际情况进行合理的抗震分析是很有实际意义的。
文章结合实际工程在A B A Q U S中开发了用于动力分析的粘弹性模型以模拟土体的实际特性,对西藏某水电站土石坝进行了系统的动力分析。
结果合理准确,计算结果说明A B A Q U S经二次开发后可用于土石坝的动力分析,同时A B A Q U S在数据前后处理高效、计算精度高、模拟计算水利水电工程问题等方面能力强的特点,为水电工程土石坝的动力抗震稳定性分析提供了一种可供参考选择的手段,并且可以较好的反应水电工程土石坝的实际应力和变形规律。
关键词:A B A Q U S静力分析土石坝粘弹性模型动力抗震中国的水力资源十分丰富,且百分之八十的水资 源主要集中在西部地区。
随着西电东送等一系列国 家战略需求,一大批土石坝水利水电工程将集中于西 部地区进行建设。
而这些水电工程土石坝大多都位 于高原地震高烈度多发区,其抗震安全性能是人们关 心的重要问题。
在高原地区主要坝型以土石坝偏多,这是因为土石坝可以很好的适应高原地区广泛的坝 基土质材料,既可以在深厚冲积层和软弱岩层地基上 建坝,也可以广泛的利用当地的土石料,比如分化和 弱化的石料与分散性土料等,因此土石坝属于当地材 料坝。
据统计资料表明,自上世纪以来世界各地发生 的大规模地震中一些土石坝发生了不同规模的破坏, 而有的甚至发生溃坝事故如1971年圣费尔南多 地震中,圣费尔南多土石坝因液化导致上游发生边坡 坍塌。
1925年圣他巴巴拉地地震导致Sheffield坝发 生溃坝。
第九章 动力问题如果只对结构加载荷后的长期响应感兴趣的话,静力分析就足够了。
然而,如果加载时间很短,例如地震;或者载荷性质为动态,例如来自旋转机械的荷载,这时就必须采用动力分析。
9.1 引言动态模拟是将惯性力包含在动力学平衡方程中:0=-+P I uM 其中 M 是结构的质量。
u是结构的加速度。
I 是结构中的内力。
P 是所施加的外力。
公式的表述无非是牛顿的第二运动定律(F=ma )的表现。
动态分析和静态分析最主要的不同在于平衡方程中包含惯性力项(M u)。
两者的另一个不同之处在于内力I 的定义。
在静态分析中,内力仅由结构的变形引起;而动态分析中的内力包括运动(例如阻尼)和结构变形的共同贡献。
9.1.1 固有频率和模态最简单的动力问题是在弹簧上的质量振动,如图9-1所示。
图9–1质量-弹簧系统弹簧的内力为ku ,所以运动方程为muku P +-=0 这个质量弹簧系统的固有频率(单位是弧度/秒)为m k =ω如果质量块被移动后再释放,它将以这个频率振动。
假若以此频率施加一个动态外力,位移的幅度将剧烈增加-即所谓的共振现象。
实际的结构具有多个固有频率。
因此,在设计结构时避免使各固有频率与可能的荷载频率过分接近就很重要。
固有频率可以通过分析结构在无荷载(动力平衡方程中的)时的动态响应而得到。
此时,运动方程变为 M u I +=0 对于无阻尼系统,,则上式变为 M uKu +=0 这个方程解的形式为 t i e u ωφ=将此式代入到运动方程中便得到了特征值问题方程K M φλφ=其中λω=2。
该系统具有n 个特征值,此处n 是有限元模型的自由度数。
记j λ为第j 个特征值。
它的平方根j ω是结构的第j 阶固有频率,并且j φ是相应的第j 阶特征向量。
特征向量也就是所谓的模态(也称为振型),因为它是结构在第j 阶振型下的变形状态。
在ABAQUS 中,频率提取程序用来求解结构的振型和频率。
这个程序使用起来十分简单,只要给出所需振型的数目和所关心的最高频率即可。
基于ABAQUS的高速铁路路基动力响应规律数值模拟研究摘要:通过ABAQUS软件模拟计算了在振动频率20Hz、振动位移为3mm下路基的动力响应特征,得出在循环位移的作用下路基的应力以及位移范围都呈半球体状,且应力的扩散范围比位移扩散范围更为明显;位移的传递大部分是集中于较浅的一部分,在表层部分就已经衰减了绝大部分,以至于很难往下部传递。
关键词:路基;数值模拟;动力响应;动应力;位移Numerical simulation of dynamic response law of high-speed railway subgrade based on ABAQUSAbstract: The dynamic response characteristics of subgrade with vibration frequency of 20Hz and vibration displacement of 3mm were simulated and calculated by ABAQUS software. It is concluded that the stress and displacement range of subgrade under the action of cyclic displacement are half spherical, and the stress diffusion range is more obvious than the displacement diffusion range. The transfer of displacement is mostly concentrated in the shallow part, which has attenuated most of the surface part, so that it is difficult to transfer to the lower part.Key words: roadbed; Numerical simulation; Dynamic response; Dynamic stress; The displacement0引言在长期性的周期性列车荷载作用下会致使塑性变形逐渐积累,到一定程度的时候会严重路基的稳定性以至于影响列车的运营安全。
基于全时程迭代的减震结构地震响应分析方法与ABAQUS二次开发在科技的海洋中,我们如同勇敢的航海者,不断探索未知的领域。
而今天,我要带大家驶向一个充满挑战的岛屿——基于全时程迭代的减震结构地震响应分析方法与ABAQUS二次开发。
首先,让我们来想象一下,如果地震是一头狂暴的野兽,那么减震结构就是勇士手中的盾牌,保护着我们的家园免受伤害。
然而,这面盾牌并非坚不可摧,它也需要经过精心的设计和锻造。
这就是我们今天要探讨的主题——如何通过全时程迭代的方法,对减震结构进行地震响应分析,并利用ABAQUS软件进行二次开发,以提升其性能。
在这个问题上,我们不能忽视的是,传统的减震结构设计方法往往像是在黑暗中摸索,缺乏精确的数据支持。
而全时程迭代的方法,就像是点亮了一盏明灯,让我们能够清晰地看到每一步的结果,从而做出更为准确的判断。
这种方法不仅提高了设计的精度,也大大缩短了研发周期,就像是给航海者的船装上了强劲的引擎,使其能够更快地到达目的地。
然而,仅有先进的分析方法还不够,我们还需要一款强大的工具来实现这一目标。
这时,ABAQUS软件就像是一把锋利的剑,能够帮助我们切割问题的核心。
但是,即使是最锋利的剑,也需要经过磨砺才能发挥出最大的威力。
因此,我们对ABAQUS进行了二次开发,使其更加适应我们的分析需求,就像是为剑刃镀上了一层寒光,使其更加锐利。
在这个过程中,我们面临着无数的挑战和困难。
有时,数据的复杂性就像是一片浓雾,让我们难以看清前方的道路;有时,技术的局限性就像是一座高山,阻挡着我们前进的步伐。
但是,正是这些挑战激发了我们的创新精神,让我们不断地突破自我,最终达到了新的高度。
回顾整个研究过程,我深感责任重大。
因为我们知道,每一次技术的突破,都可能意味着在未来的地震中挽救无数的生命。
所以,我们不仅仅是在做研究,更是在守护着每一个生命的安全。
最后,我想说,科技的力量是无穷的,它像是一座灯塔,照亮了人类前进的道路。
ABAQUS在抗震性能分析中的应用作者:郭开发来源:《大东方》2018年第09期摘要:空间框架结构整体性、刚度较好,仍广泛应用于我国大部分地区。
但即使严格执行抗震设计规范的空间框架结构也可能发生不同程度的倒塌破坏,因此其抗震性能是保障人民生命财产安全的重要指标。
本文主要简述ABAQUS有限元分析软件对地震荷载下的空间框架结构抗震性能分析的优势及意义。
关键词:抗震理论;abaqus分析优势;意义一、抗震理论的发展早期抗震工程研究主要侧重于如何减少巨大地震下的建筑物倒塌和人员伤亡,基于承载力和构造保证延性的传统抗震设计方法并不完善,已不能适应现代社会对结构抗震性能的要求。
由此引起了各国工程界对现有抗震设计思想和方法进行深刻的反思,迫使工程人员寻求更加完善的设计思想,设工程结构在各种可能遇到的地震作用下的反应和损伤状态控制在设计预期要求的范围内。
不仅确保生命安全,而且确保经济损失最少。
我国抗震规范(GB50011-2010)采用两阶段的抗震设计思想:第一阶段,对于小震和中震作用下的一般结构采用弹性分析方法计算构件截面及配筋;第二阶段,对于特殊结构(如超限高层结构)需使用弹塑性分析方法进行罕遇地震作用下结构的损伤和抗倒塌能力验算。
目前,结构弹塑性分析的方法有两种,分别为静力弹塑性分析和动力弹塑性分析。
静力弹塑性分析又称静力推覆分析或Pushover分析,它是一种简便易行,能够在一定程度上反映结构弹塑性性能的方法。
动力弹塑性分析是利用结构动力学方程和构件弹塑性恢复力模型,采用逐步积分技术获得各时刻下结构各质点和构件地震响应的方法。
其中静力弹塑性分析理论得到了较多的完善和发展,虽然较动力弹塑性理论有就较多的缺陷,但它已成为了一种完善的方法。
而使用动力弹塑性理论分析具有以下优势:(1)可以获得整个地震过程中各时刻结构的地震响应;(2)对结构的简化假设较少,可以完整、真实、准确地反应结构地震响应。
无论是静力弹塑性理论还是动力弹塑性理论,应用有限元分析更为简便,得到的结果也更能接近结构受荷时的真实内力分布状况。
Abaqus 地震分析的总结——时步、单元尺寸、滤波、等效非线性、无限元笑看风云1、自由场地震反应经典的自由场地震反应用shake91或proshake 等进行分析,在分析完可以导出各层土的等效线性参数,包括阻尼(粘滞阻尼系数)和剪切模量,用剪切模量可以计算弹性模量,shake 中假定泊松比为常数,对地震反应没影响。
其实FLAC 中有自带自由场边界,计算地震很方便。
如以下是shake91中自带的例子输出得到的参数ITERATION NUMBER 8VALUES IN TIME DOMAINNO TYPE DEPTH UNIFRM. <---- DAMPING ----> <---- SHEAR MODULUS -----> G/Go(FT) STRAIN NEW USED ERROR NEW USED ERROR RATIO--- ---- ---- ------- ----- ------ ------ ------- ------- ------ -----1 2 2.5 .00077 .007 .007 .0 3851.5 3851.5 .0 .9922 2 7.5 .00295 .014 .014 .0 3020.0 3020.0 .0 .9603 2 15.0 .00634 .023 .023 .0 2803.8 2803.8 .0 .8924 2 25.0 .00976 .028 .028 .0 2985.8 2985.8 .0 .8525 1 35.0 .01099 .030 .030 .0 3621.7 3621.6 .0 .9336 1 45.0 .01403 .035 .035 .0 3540.5 3540.4 .0 .9127 1 55.0 .01362 .034 .034 .0 4296.0 4296.0 .0 .9158 1 65.0 .01566 .037 .037 .0 4239.8 4239.8 .0 .9039 2 75.0 .01356 .034 .034 .0 5402.7 5402.7 .0 .79210 2 85.0 .01505 .037 .037 .0 5266.0 5266.0 .0 .77211 2 95.0 .01336 .034 .034 .0 6288.2 6288.2 .0 .79512 2 105.0 .01413 .035 .035 .0 6203.4 6203.4 .0 .78413 2 115.0 .01233 .032 .032 .0 7357.2 7357.2 .0 .81014 2 125.0 .01281 .033 .033 .0 7290.8 7290.8 .0 .80315 2 135.0 .01115 .030 .030 .0 8570.4 8570.4 .0 .82916 2 145.0 .00865 .026 .026 .0 11292.6 11292.6 .0 .863Shake 中的outcrop 指出露基岩,baserock 指土层底部的基岩,因此不考虑波的衰减的情况下,在outcrop 处用加速度计测得的地震加速度幅值为baserock 处的2倍。
一、引言abaqus是一种常用的仿真软件,在工程实践中被广泛应用。
振型分解反应谱法是abaqus中用于地震工程分析的一种方法,通过该方法可以有效地对结构在地震作用下的动力响应进行分析,为工程设计和安全评估提供重要参考。
二、振型分解反应谱法的基本原理1. 振型分解振型分解是指将结构的动力响应分解为一系列基本的振型模态的叠加。
在地震工程中,结构的动力响应可以通过对振型模态的分解来进行分析,这一过程对于确定结构的峰值加速度和位移响应具有重要意义。
2. 反应谱法反应谱法是一种结构动力分析的常用方法,它以结构的加速度、速度或位移等动力响应为基础,通过建立相应的反应谱曲线来描述结构在地震激励下的响应特性。
在abaqus中,可以使用反应谱法来模拟结构在地震作用下的响应情况。
三、abaqus中的振型分解反应谱法实现1. 模态分析在进行振型分解反应谱法分析之前,首先需要进行结构的模态分析,通过abaqus可以求解结构的振型频率和模态形状等信息。
2. 地震加载在模态分析之后,需要进行地震加载,abaqus可以根据不同的地震波形数据对结构进行加载,并求解结构在地震作用下的动力响应。
3. 振型分解通过abaqus可以进行振型分解,将结构的动力响应分解为一系列振型模态的叠加。
4. 反应谱计算根据振型分解的结果,可以利用abaqus中的反应谱分析功能,绘制结构在地震激励下的反应谱曲线,从而全面地了解结构的响应特性。
四、案例分析下面通过一个简单的案例来演示abaqus中振型分解反应谱法的实现过程。
1. 结构模型假设我们考虑一个简单的砖混结构,在abaqus中建立其有限元模型,并进行模态分析。
2. 地震加载选择适当的地震波形数据,对结构进行地震加载,求解结构的动力响应。
3. 振型分解对结构的动力响应进行振型分解,得到结构的振型频率和模态形状等信息。
4. 反应谱计算利用abaqus中的反应谱分析功能,绘制结构在地震作用下的反应谱曲线,分析结构的响应特性。
ABAQUS地震响应分析1. 介绍地震响应分析是工程领域中一个重要的研究方向,主要用于评估建筑结构或其他工程系统在地震荷载下的抗震性能。
ABAQUS是一种强大的有限元分析软件,广泛应用于地震工程领域。
本文将介绍如何使用ABAQUS进行地震响应分析,并探讨其中的一些关键概念和步骤。
2. 地震响应分析的基本原理地震响应分析的基本原理是将地震力作用于建筑结构或其他工程系统上,通过数值模拟计算结构响应的动态过程。
ABAQUS利用有限元方法将结构离散化为有限个单元,并通过求解动力方程来计算结构的动态响应。
地震荷载可以通过地震记录进行模拟或直接输入,ABAQUS则根据输入的地震荷载和结构参数进行计算,并输出结构的响应结果。
3. 地震响应分析的步骤地震响应分析的步骤可以简单地概括为以下几个方面:3.1 建立模型地震响应分析首先需要建立一个准确的结构模型。
模型应包括结构的几何形状、材料属性、边界条件等信息。
ABAQUS提供了多种建模工具和功能,可以方便地进行模型的建立和定义。
3.2 定义材料属性在进行地震响应分析之前,需要定义结构中所使用的材料的物理性质和力学参数。
ABAQUS支持多种材料模型,用户可以根据实际情况选择合适的材料模型,并设置相应的参数。
3.3 施加边界条件在地震响应分析中,需要施加适当的边界条件来模拟结构的约束情况。
边界条件包括支持条件、位移约束等。
ABAQUS提供了丰富的边界条件定义功能,使用户可以灵活地设置边界条件。
3.4 定义加载条件地震响应分析的关键是定义适当的地震荷载。
地震荷载可以通过地震记录进行模拟,也可以直接输入。
ABAQUS支持多种加载方式,用户可以根据实际需求选择合适的加载方式。
3.5 进行分析计算在完成模型建立、材料属性定义、边界条件设置和加载条件定义后,可以进行地震响应分析的计算。
ABAQUS利用有限元方法求解结构的动态响应,将计算结果输出到结果文件中。
3.6 分析结果后处理分析结果后处理是地震响应分析的重要环节。
道路桥梁 Roads and Bridges38 基于ABAQUS 装配式桥墩抗震影响分析杜朋飞 刘文会 李嘉明 王新宇(吉林建筑大学 交通科学与工程学院, 长春 130118)中图分类号:U45 文献标识码:B 文章编号1007-6344(2019)07-0038-01摘要:装配式桥墩在现在桥梁发展的潮流中,担当着重要的角色.为了使装配式桥墩具有更好的抗震性能,本文通过有限元软件ABAQUS 对波纹管连接的桥墩建立模型,采用拟静力的分析方法,在墩顶施加反复位移,并且将ABAQUS 输出的结果与实验数据进行对比分析,其两者较为吻合.同时,在原模拟的基础上,对波纹管增加剪力键,其结果与原实验结果对比.结果表明:波纹管连接桥墩增加剪力键,对桥墩的抗震性性能有一定改善但影响不大.通过ABAQUS 模拟为装配式桥墩的设计以及施工提供更多参考.关键词:装配式;桥墩抗震;ABAQUS 有限元;非线性分析0 引言桥梁在快速发展的社会中,起着至关重要的作用,然而装配式的发展可谓是实现桥梁建设效率以及绿色环保的巨大进步.同时,对资源的合理利用以及人们的出行影响也是效果显著.然而装配式桥墩的应用依然存在局限性,其在装配式墩柱的抗震方面也是具有更大的进步空间.装配式桥墩主要的病害在于接缝处的破坏,国外学者采用剪力键连接方式对装配式桥墩的耗能能力影响进行分析,结果影响不大,但接缝处剪力有所减小[1].在国内的一些学者通过对装配式桥墩影响因素的探讨,使装配式桥墩各因素的影响程度更加明显[2].通过对预应力装配式桥墩不同接缝形式进行分析,各个工况条件下,预应力装配式桥墩均能满足要求[3]本文通过ABAQUS 有限元软件对波纹管连接桥墩进行抗震性能分析,并且与文献[4]实验结果进行对比,同时通过施加剪力键,研究装配式桥墩的整体抗震性。
1 基于ABAQUS 装配式桥墩数值模拟1.1 材料本构关系(1)混凝土本构关系混凝土采用混凝土损伤本构模型,,其弹性模量为 3.25GPa,抗压强度为33.668MPa,抗拉强度2.5MPa 混凝土的受压应力-应变曲线采用我国规范(GB50010—2010)[5],表达式如下:)1()]1(/[)1()1/(cc>+-=£+-=x x n a nx f x x n nx f n ccn cs s ,,式中:cs 为混凝土应力;cf 为混凝土峰值应力(混凝土强度);905.0157.0a 785.0c -=c f ,ce 为混凝土应变,0/e e C x =,c e 为峰值应力对应的应变;c E 为弹性模量;0E 为峰值应力对应的应变;)/(n 0E E E C C -=.(2)钢筋本构关系钢筋采用理想弹塑性应力应变关系,其型号为HRB400钢筋,弹性模量为200GPa,屈服强度为400MPa,表达式如下:)(),0(y s s s s y s y s E e e s s e e e s <=££=式中,ss为钢筋应力;es为钢筋应变;E S 为钢筋弹性模量;ey为钢筋屈服强度.1.2 建立有限元模型建立2000´1050´500mm 基础部件,通过上表面拉伸成500´640´2200mm墩身部件.由梁单元建立纵筋8φ25和箍筋,箍筋直径为14mm,间距为100mm,将各部件装配成体,然后划分网格,网格尺寸100mm.如图1所示.然后施加剪力键,在波纹管连接桥墩接缝处施加剪力键.剪力键尺寸为300´300´200mm,在墩身中心位置设置.边界条件墩底采用固定约束。
基于ABAQUS的路堤地震动力响应分析
作者:杨铁磊
来源:《价值工程》2012年第27期
摘要:路堑路堤是我国西部山区常见的路基形式。
该文结合工程实例,采用有限元数值
分析软件ABAQUS对位于国道213DK732+560处坡度分别为1:1.5和1:1.75的半挖半填路
堤进行了分析。
本文首先选取5.12汶川地震中卧龙台站所记录的加速度时程,将有限元分析
结果与Newmark法计算结果进行比较发现,对于坡度为1:1.5和1:1.75的路堤,有限元数
值分析计算出的结果与PGA放大系数为1.25倍的Newmark法计算结果比较吻合,PGA放大
系数取1.25倍时有更高的准确度。
Abstract: Cutting embankment is a common embankment form in China's western mountains. Combined with an engineering example, the article uses the finite element analysis software ABAQUS to analyze the embankment located at National Road 213DK732+560. Firstly, the acceleration time history recorded at the Wolong stations is selected, by comparing the results from the finite element analysis, results show that the PGA amplification 1.25times is equal to and greater. If this coefficient is used to analyze embankments, the reliability of engineering design can be improved.
关键词: ABAQUAS;地震响应;路堤;PGA;Newmark
Key words: ABAQUAS;Earthquake Response;Embankment;PGA;Newmark 中图分类号:U41 文献标识码:A 文章编号:1006—4311(2012)27—0077—02
0 引言
目前,在工程中常利用现有规范对高路堤边坡进行稳定性设计,大多采用拟静力法,即把地震力看作静力施加在路堤边坡上。
这种方法有很大的缺陷性由于地震荷载的随机性,没有考虑地震波对结构稳定性的影响所具有的时程累计性,所以仅仅考虑峰值地面加速度PGA (Peak ground accelearation)对结构的稳定性影响是不够的。
本文利用通用大型有限元软件ABAQUS对国道213DK732+560处半挖半填路堤边坡进行动力分析,并将分析结果与Newmark法进行对比分析,找出相关规律并得到了一些有价值的结论。
1 计算模型的确定和参数的选取
1.1 计算模型的确定选取国道213DK732+560处半挖半填路堤为原型建模,公路设计等级为二级,路基所处的位置位于山腰上,路堤高20米,路基宽度8.5米,行车道宽度7米,土肩宽度2×0.75米。
分别建立坡度为1:1.5和1:1.75的三维有限元模型进行计算对比分析,工
况和有限元模型见图1。
1.2 计算参数的选择
1.2.1 材料的物理力学参数
1.2.2 材料的阻尼本文将采用瑞利阻尼,以下将主要介绍瑞利阻尼。
1.2.3 粘弹性边界本文中边界条件的选取在静力分析中主要采用固定边界,而在动力分析中采用的是人工边界中的粘弹性边界条件。
KBT=αT■;CBT=ρcs(1)
KBN=αN■;CBN=ρcp(2)
式中:KBN、KBT分别为弹簧法向与切向刚度;CBN、CBT分别为阻尼器法向与切向的阻尼系数;R为波源至人工边界点的距离;cs和cp分别为S波和P波波速;G为介质剪切模量:ρ为介质质量密度;修正系数aT与aN取0.6和1.33。
1.2.4 地震波的输入本文选择5.12汶川地震中卧龙台站所记录的加速度时程,为了节约计算时间,将汶川波持时控制在40s,保证其峰值加速度在此时间段内。
为了能够尽量反映现实情况,本文考虑水平和竖直地震加速度对坡体的影响,汶川波水平和竖直地震加速度时程曲线如下图所示:
2 计算结果分析
2.1 有限元计算结果通过ABAQUS数值分析计算得到路堤路面竖直方向随时间变化的沉降曲线,见图4。
从图中可以看出,当路堤坡度为1:1.5时的永久沉降量为24cm左右,当路堤坡度为1:1.75时的永久沉降量为19cm左右,通过与现场破坏图1对比可以看出,对于半挖半填的路堤,回填土部位在地震作用下容易受到破坏。
2.2 数值分析计算结果与Newmark法对比基于Newmark
滑块分析法的原理,可计算得到路堤坡度为1:1.5的临界加速度ac=2.9m/s2,坡度为1:1.75路堤的临界加速度ac=
3.2m/s2,一次积分和二次积分分别得到的滑体的速度时程曲线和位移时程曲线。
位移比较见图5。
从图5中可以得出,坡度为1:1.75和1:1.5的路堤中,PGA放大1.25倍时的永久位移为19cm和24cm左右。
有限元数值分析结果与此结果相比较,当PGA放大倍数为1.25倍时,采用Newmark计算结果有更高的准确度。
3 结论
本文对目前国内外对路堑路堤的研究动态及存在的问题、路堑路堤的稳定性计算方法进行了一些总结。
选用原状土的试验参数,建立三维模型,对路堤进行地震动力响应分析,同时将结果与Newmark分析法作对比。
初步取得了以下一些认识:
3.1 在Newmark分析法分别对坡度为1:1.5和1:1.75的路堤进行分析发现,采用原波进行Newmark法分析出的位移结果是偏小的,这主要没有考虑路堤在沿高度变化PGA有放大的作用。
通过对PGA分别放大1.1、1.15、1.2、1.25倍后分析对比发现,对于坡度为1:1.5和1:1.75的路堤,有限元数值分析计算出的结果与PGA放大系数为1.25倍的计算结果比较吻合,PGA放大系数取1.25倍时有更高的准确度。
3.2 从路堤边坡的位移时程图上可以看出,地震波对路堤结构的损伤具有时间累计效应,它不单单只是加速度时程中的最大PGA对路堤的影响,在采用拟静力法计算时,要通过对PGA进行适当放大来弥补地震响应过程中其他时段加速度对路堤沉降的影响。
3.3 通过数值模拟分析和现场工况可以看出,对于半挖半填的路堤,回填土部位在地震作用下容易受到破坏。
参考文献:
[1]刘晶波,王振宇,杜修力,杜义欣.波动问题中的三维时域粘弹性人工边界[J].工程力学,2005,22(6):46—51.
[2]王振宇,刘晶波.成层地基非线性波动问题人工边界与波动输入研究[J].岩石力学与工程学报,2004,23(7):1169—1173.
[3]赵尚毅,时卫民,郑颖人.边坡稳定性分析的有限儿法[J]. 地下空间,2001,21(5):450—454.
[4]费康,张建伟.ABAQUS在岩土工程中的应用[M].北京:中国水利水电出版社,2010.。