结构分析软件 RFEM 6 是模块化软件家族的基础部分。 主程序 RFEM 6 用于定义结构、材料以及平面或空间的板、墙、壳和杆件结构等的荷载作用。 同时还可以创建混合结构、实体单元和接触单元。
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如果所有定义的自振工况或动力荷载工况已经计算完毕,则会出现该信息。 原因是该检查只对尚未计算的输入数据进行。
因此可以说只在计算之前进行检查。 如果输入错误,则无论如何计算都不能进行。
在附加模块RF‑/DYNAM Pro -自然振动中选择多个方向的空间模型,对各个方向的振型形状没有单独的结果。 可能发生在一个方向振型的情况(质量只在一个方向被激励,例如X方向)。 然而,一个振型形状有可能在多个方向同时振动(即振子在两个或多个方向上振动,例如X和Y方向同时振动)。 因此,振型的形状不是取决于全局坐标系,而是取决于结构在各个方向上的刚度。
表格中显示了“有效振型质量系数”,并检查了振型在振动方向上的振型的振型通过的方向。 由图01可以看到,第一种振型仅作用在Y方向振型上,第二种振型作用在X方向振型上,第三个是扭转振动。
可以定义多个固有振动工况,并且只能在一个方向上激活质量。 这样,分别得到在每个方向上的振型形状。
可以确定与分配质量的结构中的自由度一样多的特征值。 确定自由度的数目,需要将有限元节点的数目乘以有效质量方向。 这里不考虑固定支座上的质量,因为它们不能自由振动。
如果“直杆件划分”(RFEM)/“杆件内部划分”(RSTAB) 没有激活,那么例如在单跨梁的情况下,质量只存在于支座中,因此没有可以确定特征值。 在这种情况下,如图所示激活杆件分段。
由于 RF‑DYNAM Pro 中的 Lanczos 求解器无法确定所有现有的特征值,因此“特征多项式的根”求解方法也可以提供解决方案。
RF‑/DYNAM Pro 图形中的符号应表示杆件的局部扭转。
因为图形中杆件都与重心轴相关,所以没有其他方法可以识别旋转。 因此,选择了带有小端圆的短竖线的显示方式。
在动画中,您可以看到这些符号旋转,从而表示旋转。
动力分析,例如计算固有振动或反应谱分析,总是在线性系统上进行。 为了避免非线性(例如在动力分析中考虑受拉杆件),需要一个复杂的程序。 在这篇技术文章中将介绍附加模块自振和等效荷载的计算方法。
但是,您应该考虑您的系统是否需要这个复杂的考虑因素,或者线性化是否足够。
在“非线性时程分析”附加模块中,受拉杆件照常被考虑。 本文介绍了一个示例。
根据 EN 1998‑1,应该使用很多振型,以至于有效振型质量的总和至少占有效总质量(通常与结构总质量相对应)的 90%。 该规定可能与其他抗震规范不同。
RF‑/DYNAM Pro 的输入窗口在动力荷载工况下包含“振型”选项卡,在表格中汇总了频率和有效振型质量系数。 这使您可以在计算之前检查是否需要确定所需的特征值数目或增加数目。
计算完成后,有效模态质量及其系数显示在表5.7 有效模态质量系数中。
本 FAQ列出了有效振型质量系数偏小的原因以及解决方法。
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在 RF‑DYNAM Pro ‑ Natural Vibrations 中可以导入几何刚度矩阵。 可以用它来考虑二阶分析。 使用附加模块 RF‑DYNAM Pro - 等效荷载生成的地震等效侧向荷载考虑了这种刚度修改。
在附件中描述了何时必须考虑按照 ASCE 7-16 的二阶分析,以及附加模块 RF-DYNAM Pro 提供哪些选项。
在动力分析中,只可以计算结构系统中的任意多的模态振型。 自由度是质量点的数目乘以质量作用的方向的数目。
示例
没有被有限元网格划分的悬臂梁末端有一个质量点。 在 RF‑/DYNAM Pro 中质量的作用方向被限制在 X 和 Y 方向。 因此,系统有 2 个自由度,因此只能计算 2 个振型。
注意: 在这种情况下,选择求解特征值问题的方法就变得非常重要。 与“特征多项式的根”法不同,Lanczos 法不能计算系统的所有特征值,而只能计算 n -1,即在本例中只表示 1 个特征值。
附加模块RF‑/DYNAM Pro - Equivalent Loads仅包含结构的线性分析。 如果现在使用非线性模型进行计算,RF‑/DYNAM Pro - Equivalent Loads 将在内部对其进行修改并将其视为线性模型。 模型中的非线性部分是砌体,它不能吸收任何拉力。
问题如下: RF‑/DYNAM Pro - Equivalent Loads 线性计算等效荷载,并从中导出荷载工况。 但是,荷载工况是根据材料模型进行非线性计算的,这种方法并不完全正确。 此外,结果可以根据 SRSS 或 CQC 方法进行叠加,从而在模型中产生拉力和压力。
在这种情况下,例如可以将砌体更改为各向同性线性,并使用材料模型的线性属性。 此外还可以设置线铰,例如可以用来规避弯矩约束。
振型质量每个多质量体系通常都可以用一个单一质量体系表示。 进行这种转换时,结构的振型质量是必须的。 该质量用于生成等效的单质量振子的频率。
参与系数该系数也可以为负,因为它由节点上的等效质量和振型引起的相应位移组成。 如果挠度向负,则参与系数为负。 但是,等效质量系数仍然是正的,因为参与系数是平方的(见公式)。
当量质量结构体系的等效质量是指体系中由多质量振子振动激发的总质量的一部分。 结构体系的等效质量可以在零到总质量之间。 当量质量系数就是总质量与当量质量的商。 因此,通常可以更快地检查各个振型的激励振型质量。 如果等效质量系数大于1,应检查体系的离散化程度,必要时应细化节点的划分或有限元网格。
通常,等效质量系数和等效质量对地震分析起着决定性作用,因为它们用于计算建筑物上的等效动力荷载。
动力分析中始终需要附加模块RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations 。
可以根据需要另外购买相应的扩展模块。 RF‑/DYNAM Pro 附加模块系列中提供以下扩展:
是的,附加模块 RF‑/DYNAM Pro 中考虑了所有具有弹簧常数的支座。 具体来说,这意味着弹性支座在以下方面被考虑:
所附示例清楚地显示了添加弹性节点支座后杆件的振型如何变化。