工程力学毕业设计

《工程力学毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程力学毕业设计（27页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、本科毕业论文题目：基于ansys钢结构在地震波激励下的动态分析学 院:理学院专 业:工程力学学 号:201007152012学生姓名:卢超超指导教师:龚相超日 期:二一四年六月武汉科技大学本科毕业论文摘 要在建筑结构中，钢结构具有抗震性能高、工业化生产程度高、施工周期短、节能环保、便于运输、施工速度快、延展性好等优点，特别是钢结构建筑所具有的延展性可以衰减地震波， 减少地震对建筑的破坏性。近些年来，地质灾害频发，地震引起的结构倒塌破坏越来越引起人们的关注。本文在理论分析的基础上，通过室内实验和数值模拟，主要进行了以下几个方面的工作: 本论文以刚架结构为研究对象，对结构建立不同的简化模型，和不同

2、的方法研究其在地震波激励下的动态响应分析。通过模态分析，得到钢结构水平振动的前十个振型和相应的固有频率。在输入地震波的情况下，采用瞬态动力学分析技术，确定了结构的动力响应。通过ansys软件进行仿真分析，同理论分析进行比较，从而对结构在地震分析中的一些常规方法有一个全面的理解。关键词: 钢结构；地震波； 动力响应； 瞬态分析I武汉科技大学本科毕业论文AbstractIn building structure, steel structure has high shock resistant performance, high degree of the industrialization, t

3、he construction period is short, energy saving and environmental protection advantages, convenient transportation, fast construction speed, good ductility, especially the ductility of steel structure can reduce the attenuation of seismic waves, destructive earthquakes on buildings. In recent years,

4、geological disasters, collapse caused people's concern more and more structure caused by the earthquake. In this paper, on the basis of theoretical analysis, through the indoor experiment and numerical simulation, the main work is summarized as follows: in this thesis, the rigid frame as the res

5、earch object, a simplified model of the structure is different, and different methods to study the seismic wave dynamic response analysis. Through the modal analysis, get the horizontal vibration of steel structure of the first ten frequencies and corresponding natural. In the input earthquake waves

6、, the transient dynamics analysis, the dynamic response of the structure. The simulation analysis by ANSYS software, with the theoretical analysis, in order to have a comprehensive understanding of some conventional methods in seismic analysis of structure.Key words: Steel structure; Seismic wave; D

7、ynamic response; Transient analysis22武汉科技大学本科毕业论文目录1 绪论11.1 研究的目的及意义11.2 国内外研究现状11.3 存在的问题和不足11.4 主要研究内容22 基本理论22.1 模态分析22.1.1 模态分析定义与目的22.1.2 模态分析基础理论22.1.3 模态提取方法32.1.4 模态叠加方法42.1.5 模态分析步骤42.2 瞬态动力分析52.2.1 瞬态分析定义与目的52.2.2 瞬态分析理论52.2.3 瞬态分析步骤63 钢结构模型的模态分析63.1 建立有限元模型63.1.1 模型数据介绍63.1.2 单元选择与介绍73.1.

8、3 建立模型93.2 钢结构的模态分析103.3 分析与结论124 钢结构模型的瞬态分析124.1 引言124.2 荷载介绍124.3 求时程曲线134.4 瞬态分析最大响应154.5 结构响应结果175 分析与结论185.1 数据分析185.2 结论19参考文献20致 谢22武汉科技大学本科毕业论文1 绪论1.1 研究的目的及意义随着我国经济的进一步发展和建筑技术的逐渐进步，钢结构也越来越广泛的应用于建筑当中，其中在建筑结构中，钢结构具有良好抗震性，并且工业化生产程度较高，钢结构施工周期较短，并且具体节能环保、延展性好等优点，特别对于钢结构建筑具有的延展性可以对地震波产生衰减作用，减少地震对

9、钢结构建筑的破坏。基于钢结构建筑的突出优点，美国、韩国等国的钢结构建筑已占到总量的50左右。日本是多地震的国家， 钢结构建筑在日本的占有率更是达到了65左右。据日本阪神地震后资料显示，钢结构建筑在地震中的受损率远低于混凝土结构建筑。无独有偶，四川汶川地震，同样是钢结构建筑的绵阳体育馆也未受到损坏，且成为安置灾民的主要地点。 在进行钢结构的抗震设计时，应从历次震害中吸取教训，除了在强度和刚度上提高结构的抗力外，还要从如何增大钢结构在往复荷载作用下的塑性变形能力和耗能能力，以及减小地震作用方面等全面考虑，做到既经济、又可靠。1.2 国内外研究现状我国现行的结构抗震设计，是以承载力为基础的设计，通常

10、取结构的动应力特别是动拉应力为抗震设计时的控制指标；但历次震害表明，结构破坏、倒塌的主要原因是变形过大，超过了结构能承受的变形能力，因此在20 世纪90 年代，美国学者提出了基于位移的抗震设计以结构的变形作为抗震设计时的控制指标，要求结构的变形值要满足在地震作用 下的变形要求。国际上公认的结构抗震设计原则是“小震不坏，大震不倒”。为防止高层钢结构建筑在罕遇地震作用下严重破坏（如产生较大层间残余变形）或倒塌，需进行结构地震反应分析，验算结构的极限变形。而进行结构弹塑性地震反应计算需解决的关键问题是，结构构件的恢复力模型和整体结构的弹塑性分析模型。实际地震地面运动总是多维的。由于结构刚度偏心或质量

11、偏心及扭转地面运动的影响，建筑结构的真实地震反应通常表现为平扭祸合振动形式。多维地震作用和平扭祸合振动，均使得高层建筑钢结构的地震反应呈空间形态。高层建筑钢结构空间弹塑地震反应分析，是国际上工程结构抗震研究领域难度很大的前沿课题。1.3 存在的问题和不足 综上所述，研究地震波激励下钢结构的动态分析是很有必要的，但当前的分析研究还存在以下不足： 通过数值模拟的方法对地震波激励钢结构的动态响应进行分析研究，精度虽然高，但在求解的过程中涉及到的结构的本构关系、边界条件、阻尼等等其它许多参数使得计算过程复杂，困难较多。因此，如何快速简捷且精确的解决问题，是一个需要进一步加强研究的问题。在研究