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[概念] 模态分析关键点笔记

写在前文

本文关于SAP2000与Etabs的模态分析关键点进行总结笔记。

特征值法关键点

1、采用特征值法时,内核的计算方法采用的是 子空间迭代法

2、采用特征值法时,需要采用静力修正的方法,对模态分析的高频成分进行弥补,进而使得结构准确性更高。

3、特征值法求解的是结构固有属性模态,而Ritz向量法求的是通过荷载引导的模态,并不是固有属性。

4、特征值法中,频率偏移截断频率是为了结构的求某一区间的频率段,以频率偏移(中心)为原点,以截断频率(半径)为区间进行计算,如:频率偏移(中心)为10Hz,截断频率(半径)为6Hz,结果将会求解出4Hz~16Hz区间的结果。该方法通常用在非定常系统,比如飞行器分析。

5、模态分析中,质量参与系数达到90%不能完全说明结构的模态叠加可阐述结构的动力特性。

通常在楼层荷载分布均匀的情况下(如地震作用,风荷载)的基底剪力才能和直接积分法算的近似。如果是特殊荷载(如某点的集中力作用),则无法等效,模态叠加可能失真。

此时应该关注的是静力参与系数动力参与系数

Ritz向量法关键点

1、Ritz向量法的第一向量是用于静力修正的,其后面的向量才计入动力效应。

2、对于结构计算中,最终的结果应该关注静力参与系数动力参与系数

其中静力参与系数要大于95%,通常是100%。

动力参与系数的Ux、Uy、Uz、Dead、LL要大于95%,通常不需要去寻找Rx、Ry、Rz的模态,除非使用了旋转型的单元。而在减隔震结构中,Link通常只需要计算1~2次即可,不需要达到95%,但注意的是,需要进行静力修正来弥补误差,否则极易丢失模型的高频成分。

3、荷载作用于无质量的自由度上会产生不正常的Ritz向量,导致提示警告,因此可以对Link定义一个极小的重量和极小的转动惯量。

4、采用Ritz向量法计算时候,需要注意循环次数,如Dead、Live这类的工况只需要计算1~2次就行,不重要的荷载可减少集成次数,让计算资源更多倾向于我们需要的结果。

5、采在采用Ritz向量方法时,质量源的定义与阻尼器的布置方式需要匹配,由于阻尼器通常是三向受力。因此不可勾选"仅包含侧向质量",也应考虑竖向质量影响。且楼层质量需要分布在各阻尼器处,不可勾选"楼层横向集中质量"。

概念为先,机理为本!

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