基于ansys的l形异形柱动力学模态分析

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1、基于ANSYS的L形异形柱动力学模态分析：本文以一根L形异形梁为基本模型，使用ANSYS有限元进行结构的模态相关分析，对其固有频率以及模态振型与普通混凝土柱进行分析比较，找出其基本特点，为结构设计提供相关参考。　　关键词：异形柱模态分析　　一、引言　　异形柱是指柱的截面形式为L形、T形、十字形，并且截面各肢高与肢厚之比不大于4的柱。　　异形柱出现的契机是由于在普通的结构体系中，易出现矩形柱凸出于墙面，墙角处出现柱边角，使得房屋空间的有效利用面积减小，且不利用家具的摆放。而且在基于剪力墙的定位一定时那么用户重新分割房屋空间就会产生不便利，同时造价又会提高。异形柱的板腹与翼缘的厚度

2、等于填充墙或者剪力墙的厚度，则室内便不会出现柱角，从而使房屋平整，布置灵活，在增加房屋空间有效使用面积5%～8%的同时，还可以有效的改善房屋的舒适度与灵活可变性。　　但是，不可避免的，异形柱由于截面形式的原因，导致其受力比较复杂，计算机抗震验算也较为繁琐，《混凝土异形柱技术规程》（JGJ149—2006）中对于异形柱结构在工程中的使用做了比较详细和严格的规定。　　二、有限元模型的建立　　文中L形异形柱根据《混凝土异形柱技术规程》（JGJ149—2006）中相关规程设定需要进行分析的构件，有限元分析时，梁单元采用Solid65单元，钢筋单元采用Link8单元，相关参数：混凝土Ec

3、=1.9E4N/mm2,泊松比0.2；钢筋Es=2.0E5N/mm2,泊松比0.3。异形柱采用两端固结。异形柱宽取为240mm，肢高与肢厚之比为2.7。　　三、模态分析　　通过ANSYS动力分析中的模态分析，对其固有频率进行分析为异形梁各个阵型及普通梁各阵型所对应的频率。　　异形柱已经出现了绕Z轴的扭转，这是由于结构本身不规则致使结构的质量中心与刚度中心不重合所造成的结果，第二以及第三振型图也同样反映了异形柱绕Z轴的扭转，因此异形柱结构的主阵型都是绕Z轴方向的扭转阵型。　　从上述分析可知，对于异形柱，在地震动作用下，异形柱结构易容易出现扭转失稳现象，因此，异形柱结构规范对于异形

4、柱的肢高和肢厚之比、结构的最大高度以及轴压比有着比普通混凝土柱严格的规定，以防止异形柱结构出现扭转失稳。　　四、结论　　从上述进行的ANSYS模态分析，并与普通混凝土柱做了比较以及所分析的阵型图上可知，对于异形柱结构由于结构的复杂性，导致其容易在地震等灾害中易因产生扭转效应和传力路径的突然中断等原因是结构遭受严重的震害，因此对于异形柱结构要在结构的不规则中尽量使结构的纵向和横向柱X的轴线处在同一直线上并拉通，即要在不规则中尽量使规则、均匀，这样才可以保证异形柱结构的质量和降低由于结构的不规则带来的不利影响。