框架结构近场、远场地震非线性动力分析

本算例采用ANSYS经典模块来做分析，C30混凝土框架梁结构，框架结构模型为6层，其中首层层高为3.9m，其它层层高为3.3m。楼板厚度为0.1m。模型竖直向上为Z轴正方向。

框架结构的截面属性及材料参数见下表1。

表1  框架结构截面属性及材料参数

柱截面 （mm×mm）	X边跨梁截面 （mm×mm）	X中间跨梁截面 （mm×mm）	Y梁截面 （mm×mm）	板厚 （mm）	弹模 （Pa）	密度kg/m3
500×500	250×500	250×400	250×450	100	29.6E10	2450	0.2

框架结构有限元模型

定义混凝土本构曲线

自重下的位移变形云图

自重下的应力云图

从上述图片中可以看出，结构在自重作用下框架结构顶部中间位置产生向下的变形比较大，并且随着高度的变化位移也成规律性变化，位移变化与框架结构高度近似成正比。其中结构最大变形为2.353mm。

第5阶模态振型分布云图

第7阶模态振型分布云图

第10阶模态振型分布云图

模态分析主要目的是为测得结构的固有频率、周期和振型，之后用于计算瑞雷阻尼系数。

远场、近场地震结果分析

近场地震作用下选取特征点加速度最值对比/m/S2

最值	节点650	节点530	节点410	节点290	节点170	节点32
最大值	5.907	5.475	4.657	3.472	2.391	1.182
最小值	-4.946	-4.518	-3.798	-2.813	-1.760	-0.956

 

远场地震作用下选取特征点加速度最值对比/m/S2

最值	节点650	节点530	节点410	节点290	节点170	节点32
最大值	4.14596	3.63658	3.2745	2.8727	2.3499	1.26615
最小值	-3.6055	-3.690	-3.6656	-3.2505	-2.42285	-1.34764

 

可以看出，相同峰值加速度工况下，无论是位移还是加速度放大效应，近场地震波作用下框架结构顶部节点的放大效应要大于远场地震波，所以，在地震时程分析过程中，不能忽略近场地震波的放大作用。