在动力学分析中考虑张拉杆件

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固有振动的确定和响应谱分析都是在线性系统中进行的。 如果系统中存在非线性,则将其线性化,因此不予考虑。 在实际中通常使用直拉杆件。 本文将展示如何在动态分析中正确显示它们。

使用附加模块RF-/DYNAM Pro确定固有振动时的注意事项

如果系统中有受拉杆件,则在RF-/DYNAM Pro中将其线性化并解释为桁架杆件,该杆件可以同时吸收拉力和拉力。 一种可能的方法是确定其中一些受拉杆件已经失效的系统的固有振动。 为此必须选择一个方向的预变形,然后手动取消相应的受拉杆件来模拟失效。

为此必须在主程序(RFEM或RSTAB)中定义一个荷载工况,该荷载工况最好不包含荷载(或者只包含很小的荷载),但是只取消激活所需的杆件。

图片 01 - RSTAB中的选项“停用”

图片 02 - 在RFEM中选项'停用'

在该二维框架示例中,假设在X轴正方向预变形。 因此,构件5、8和11在荷载作用下失效。 该荷载工况可以在RF-/DYNAM Pro-Natural Vibrations中通过“刚度修改”选项作为初始状态导入。 建议创建多个自然振动工况(NVC)来估计在受拉杆件失效时模型的频率如何变化。

图片 03 - DYNAM Pro中的选项“刚度修改”

图片 04 - 比较节点形状(不考虑(左)和考虑拉杆)(右)

在附加模块RF-/DYNAM Pro中考虑响应谱分析-等效荷载

然后可以将在第一步中定义的NVC分配给动态荷载工况(DLC),以便在等效荷载的帮助下进行反应谱分析。 在DLC 1中,在线性系统上计算了振型,因此考虑了所有杆件。 但是在RFEM或RSTAB中,受拉杆在导出的荷载工况中起作用。 为了避免在不同的结构体系上进行计算并产生冲突,导出的荷载工况也必须在线性体系上计算。 如果要进行完全线性计算,则必须禁用这些荷载工况的非线性。

图片 05 - 选项'对此荷载工况禁用非线性'

在DLC 2中导入了NVC,其中受拉杆件失效。 因此,等效荷载是基于与确定内力和变形的系统相同的系统。

在情况2和3中不建议在结果组合中叠加(即考虑受拉杆件),因为各个模态贡献通过二次叠加进行组合,因此符号丢失。 因此在受拉杆件中再次产生压力。 对于每个方向具有一个主模态形状的结构,可以使用选项“使用主模态签名结果”。 因此,将保留主导模态形状的符号。

评估结果

结构的固有振动的固有频率值不同,但是方向和形状相似。 通过禁用受拉杆件,结构变得更加柔软,并且由于较低的刚度,频率也更小。 在这两种情况下,第一振型都是主要的(有效等效质量系数约为80%)。

响应谱分析的结果也有很大的不同。 评估基于第一个振型,即在创建的荷载工况内。 如果比较受拉杆件中的轴向力,很明显考虑受拉杆件时轴向力会大大增加。 这是由于受压构件的破坏引起的,这种破坏在第一种情况下是有影响的,并且有助于稳定。

图片 06 - 比较受拉杆件中的轴向力:不考虑(左)和考虑非线性(右)

但是,如果忽略了非线性,那么总的地震作用力会更大,因此是安全的。 您可以在表格“ 4.0结果-摘要”中查看。 在RFEM中也可以使用结果梁。 因此,如果您只想分析总的地震作用力(例如与其他水平作用的比较),那么忽略受拉杆件是安全的。

图片 07 - 比较地震总力:不考虑(左)和考虑非线性(右)

如果考虑受拉杆件,那么应该手动进行结果评估并且不能将其归纳。 建议使用Excel工具手动叠加各个荷载工况的力。 如果分析的是非对称结构,则需要分析预变形的正负方向。

关键词

动力学 地震 反应谱 拉杆 类型

参考

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