基于预应力索的塔楼结构非线性时程分析

关于结构分析和 Dlubal 软件应用的技术文章

  • 知识库

技术文章

This article was translated by Google Translator

View original text

在结构体系中存在很多非线性现象。 为了在动力学分析中逼真地对其进行建模,开发了附加模块RF-DYNAM Pro - Nonlinear Time Histoey附加模块。 为了说明附加模块的工作原理,下面以一个例子说明该过程。

结构体系与初步研究

该结构体系是由管道截面RO 355.6 x 10和钢结构强度S235组成的塔架。 在塔的中部由两根预应力钢索支撑并固定在基础上。 绳索中的预应力达到100 kN。

图片 01 - 系统

在进行时程分析之前,先进行模态分析,分析动力学行为。 因为模态分析总是线性的,所以不考虑索的影响。 绳索由线性桁架代替。 RF-DYNAM Pro附加模块提供了更真实的模拟电缆行为的选项。 使用“自然振动工况”选项卡中的“刚度修改”功能。 此选项允许您更改用于确定特征值的几何刚度矩阵。 因此,对于该示例,可以通过导入相关荷载工况来考虑索的预应力。

考虑到预应力可以显着提高固有频率,而不考虑预应力,并且可以真实地显示结构的固有频率。 了解固有频率非常重要,可以转换阻尼,了解结构的行为。 两种调节模式形状的值如下:

特征向量编号:角频率ω[rad / s]固有频率f [Hz]有效模态质量系数[ - ]
112,9262.0570.281
681.31012.9410.345

输入RF-DYNAM Pro - 非线性时程分析

这里分析的情况是水平风荷载作用的大小为10 kN,作为塔上端的单个荷载。 在这个例子中大大简化了风的运动,并用瞬态时间图表示。

图片 02 - RF-DYNAM Pro中的时间图

通过考虑“非线性时程分析”附加模块中的所有非线性,考虑了索的特性。 这包括在压力作用下索的失效以及预应力的影响。

在这种情况下选择“非线性隐式Newmark分析”。 对于该求解器,需要足够小的时间步长才能得到精确的结果。 为此目的,可以进行时间步长收敛研究。 对于这个例子,选择0.001s的时间步长。 较小的时间步长不会产生更精确的结果。

此外,绳索的预应力为“条件”。 该状态应为静止状态,即在整个时间过程中都存在预应力。

Lelier's阻尼测量值为0.02,假设为阻尼。 因为隐式Newmark分析需要定义Rayleigh阻尼,所以必须转换Lehr的阻尼。 在程序中通过定义两个控制模态形状的角频率来实现。 该公式如下:

公式 1

Di = α2 · ωi  β · ωi2

结果评估

有很多功能可以评估结果。 一方面,结构体系的运动可以通过图形显示,既可以是每个保存的时间步长,也可以是动态包络线,也可以是时间过程中的动画。 另一方面可以使用时间进程监视器进行评估,可以选择任何节点或杆件,结果随时间变化。

对于塔架,顶部节点处的变形和加速度是有效的。 根据加速度可以另外确定均方根。 可以将这些结果与要求的值进行比较。

图片 03 - 在时程图中的评估:加速度

图片 04 - 在时程图中的评估:位移

预应力对绳索的轴向力有影响。 轴向力始终为87.7 kN。 因此,两根绳索始终保持在受拉区域,并且不会出现故障。

图片 05 - 在时程图中的计算:索的轴力

另一种选择是将结果导入荷载工况(导出单个时间步长的结果)或结果组合(导出动态包络线的结果)。 通过这些结果可以在设计模块中进一步验证。

作者

Stine Effler, M.Sc.

Stine Effler, M.Sc.

Product Engineering & Customer Support

关键词

时间历史, 非线性, 索, 动力学分析

参考文献

下载

链接

写评论...

写评论...

  • 浏览 1350x
  • 更新 2021年07月27日

联系我们

联系Dlubal

您有任何疑问或需要建议吗? 通过免费的电子邮件,聊天或论坛支持与我们联系,或者全天候使用我们的常见问题解答。

+49 9673 9203 0

(可要求接中文热线)

info@dlubal.com

RSTAB&RFEM和IDEA StatiCa之间的有效BIM工作流程

RSTAB&RFEM和IDEA StatiCa之间的有效BIM工作流程

Webinar 2021年08月5日 11:00 - 12:00 CEST

在线培训 | 英语

RFEM | 结构动力学和抗震设计按照EC 8

在线培训 2021年08月11日 8:30 - 12:30 CEST

网络培训 | 英语

RFEM für Studenten | USA

在线培训 2021年08月11日 13:00 - 16:00 EDT

在线培训 | 英语

欧洲规范 3 | 按照DIN EN 1993-1-1进行钢结构设计

在线培训 2021年08月25日 8:30 - 12:30 CEST

网络培训 | 英语

欧洲规范 5 | 木结构设计规范按照DIN EN 1995-1-1

在线培训 2021年09月23日 8:30 - 12:30 CEST

使用Dlubal软件进行玻璃设计

使用Dlubal软件进行玻璃设计

Webinar 2021年06月8日 14:00 - 14:45 CEST

RFEM中的爆破时程分析

RFEM中的爆破时程分析

Webinar 2021年05月13日 14:00 - 15:00 EDT

木结构 | 第2部分: 结构设计

木结构梁和面结构 | 第2部分: 结构设计

Webinar 2021年05月11日 14:00 - 15:00 CEST

使用Dlubal软件进行板和壳体的翘曲稳定性分析

使用德儒巴软件进行板壳结构屈曲分析

Webinar 2021年03月30日 14:00 - 14:45 CEST

CSA S16:19 RFEM中的钢结构设计

CSA S16:19 RFEM中的钢结构设计

Webinar 2021年03月10日 14:00 - 15:00 EDT

最常见的用户错误:RFEM和RSTAB

RFEM 和 RSTAB 中最常见的用户错误

Webinar 2021年02月4日 14:00 - 15:00 BST

杆件设计按照RFEM中的ADM 2020

RFEM中的ADM 2020杆件设计

Webinar 2021年01月19日 14:00 - 15:00 EDT

Dlubal信息日

Dlubal在线信息日 | 2020年12月15日

Webinar 2020年12月15日 9:00 - 16:00 BST

使用RFEM和RSTAB进行钢结构稳定性设计

使用 RFEM 和 RSTAB 进行钢结构稳定性设计

Webinar 2020年12月1日 14:00 - 14:45 BST

有限元分析 -RFEM中的故障排除和优化

RFEM中的FEA故障排除和优化

Webinar 2020年11月11日 14:00 - 15:00 EDT

RFEM中的土-结构相互作用

RFEM 结构与地基基础相关性

Webinar 2020年10月27日 14:00 - 14:45 BST

根据NBC 2015在RFEM中进行响应谱分析

Webinar 2020年09月30日 14:00 - 15:00 EDT

在 RFEM 打印报告中编制计算结果

Webinar 2020年08月25日 14:00 - 14:45 CEST

在RFEM中按照ACI 318-19进行混凝土设计

Webinar 2020年08月20日 14:00 - 15:00 EDT

}
RFEM
RFEM

主程序

结构设计与有限元­分析软件(FEA)可以用于建立 平面与空间结构模型,适用于由杆件、面、 板、墙、折板、膜、壳、实体以及接触单元等的建模与分析计算。

第一个许可证价格
3,540.00 USD
RFEM

附加模块

固有振动分析 - 杆件、面和实体模型的自振频率和主振型

第一个许可证价格
1,030.00 USD