实干、实践、积累、思考、创新。
最近采用YJK转模型到midas Gen,发现两个软件的地震力结果对不上,且差异较大,最后发现是阻尼模型参数设置有问题,而且可能存在一些bug,在此做个记录。
对比模型:
对比模型如下,下部4层材料为混凝土,上部6层为钢结构。其中YJK采用的是2.03版,midas Gen测试的是2020版。
两个软件模型的质量和周期结果一致,周期结果对比如下图所示。
具体模型:
在此基础上,进行了两大组模型对比测算,具体如下表所示:
编号 | 模型 | 备注 |
1 | YJK 5%振型阻尼 | 阻尼比统一5% |
2 | Gen 5%振型阻尼(不修改阻尼比) | 采用单条5%阻尼反应谱曲线,不勾选修改阻尼比 |
3 | Gen 5%振型阻尼(修改阻尼比) | 采用单条5%阻尼反应谱曲线,勾选修改阻尼比 |
1 | YJK 材料阻尼(砼5%钢2%) | 采用应变能阻尼,分别定义钢材和混凝土的材料阻尼 |
2 | Gen 材料阻尼(无组阻尼)(修改阻尼比) | 采用单条5%阻尼反应谱曲线,不定义组阻尼,勾选修改阻尼比 |
3 | Gen 材料阻尼(材料组阻尼)(修改阻尼比) | 采用单条5%阻尼反应谱曲线,定义材料组阻尼,勾选修改阻尼比 |
4 | Gen 材料阻尼(材料组阻尼)(多阻尼比曲线) | 采用多个阻尼比反应谱曲线,定义材料组阻尼 |
5 | Gen 材料阻尼(结构组阻尼)(多阻尼比曲线) | 采用多个阻尼比反应谱曲线,定义结构组阻尼 |
其中第一组模型两个软件统一采用5%振型阻尼比,第二组模型统一采用模态应变能阻尼模型,混凝土材料5%阻尼比,钢材2%阻尼比。
另外GEN模型中提到的“修改阻尼比”、“多个阻尼比反应谱曲线”、“组阻尼”等相关的定义如下图所示:
计算结果:
不同模型的地震剪力计算结果如下表所示
编号 | 模型 | X地震基底剪力 | Y地震基底剪力 | X误差 | Y误差 |
1 | YJK 5%振型阻尼 | 280.2 | 302 | 0.00% | 0.00% |
2 | Gen 5%振型阻尼(不修改阻尼比) | 273.85 | 295.0896 | -2.27% | -2.29% |
3 | Gen 5%振型阻尼(修改阻尼比) | 273.75 | 294.993 | -2.30% | -2.32% |
1 | YJK 材料阻尼(砼5%钢2%) | 301.3 | 323.7 | 0.00% | 0.00% |
2 | Gen 材料阻尼(无组阻尼)(修改阻尼比) | 450.9197 | 487.97 | 49.66% | 50.75% |
3 | Gen 材料阻尼(材料组阻尼)(修改阻尼比) | 300.489684 | 322.131 | -0.27% | -0.48% |
4 | Gen 材料阻尼(材料组阻尼)(多阻尼比曲线) | 294.62 | 316.43 | -2.22% | -2.25% |
5 | Gen 材料阻尼(结构组阻尼)(多阻尼比曲线) | 294.62 | 316.43 | -2.22% | -2.25% |
采用应变能阻尼模型时,YJK及midas Gen计算的各阶振型的阻尼比如下表所示。
YJK模型 | Gen模型 | (GEN-YJK)/YJK | ||||
振型号 | 周期 | 扭转系数(Z) | 阻尼比 | 周期 | 阻尼比 | 阻尼比误差 |
1 | 1.0537 | 0 | 0.037 | 1.04937 | 0.03732 | 0.87% |
2 | 0.9568 | 0 | 0.038 | 0.9528 | 0.03819 | 0.51% |
3 | 0.7644 | 1 | 0.033 | 0.75851 | 0.03811 | 15.47% |
4 | 0.3059 | 0 | 0.031 | 0.30086 | 0.03103 | 0.08% |
5 | 0.285 | 0 | 0.031 | 0.28032 | 0.03141 | 1.31% |
6 | 0.2395 | 1 | 0.031 | 0.2342 | 0.03138 | 1.22% |
7 | 0.146 | 0 | 0.032 | 0.14555 | 0.03194 | -0.20% |
8 | 0.1387 | 0 | 0.032 | 0.1384 | 0.03184 | -0.50% |
9 | 0.1193 | 1 | 0.031 | 0.11877 | 0.03144 | 1.41% |
10 | 0.0833 | 0 | 0.032 | 0.08286 | 0.03107 | -2.90% |
11 | 0.0808 | 0 | 0.032 | 0.08036 | 0.03115 | -2.66% |
12 | 0.0708 | 1 | 0.032 | 0.07008 | 0.03146 | -1.68% |
13 | 0.0549 | 0 | 0.032 | 0.05444 | 0.03214 | 0.43% |
14 | 0.0539 | 0 | 0.031 | 0.05342 | 0.03204 | 3.35% |
15 | 0.0476 | 1 | 0.031 | 0.04708 | 0.03205 | 3.39% |
基本结论:
(1)两软件统一采用振型阻尼时,结果基本一致。当采用应变能阻尼时,Gen的计算结果与具体测试有关,不合理测试参数会导致部分结果异常。
(2)gen里面如果采用应变能阻尼,为确保结果正确,需要定义“组阻尼” Group Damping,组阻尼可以基于材料阻尼来定义,也可以通过结构组来定义,也可以两者混合定义。
(3)gen里面若采用应变能阻尼,但没定义“组阻尼”,且勾选了“修改阻尼比”,计算结果异常。
(4)不建议采用只定义一个5%阻尼比的谱,通过“修改阻尼比”考虑其他阻尼比的方法,建议定义多个阻尼比反应谱曲线族,让软件通过插值方式获得不同阻尼比的反应谱值。
(5)统一采用材料阻尼时,YJK与GEN模型第三阶扭转振型的阻尼比计算结果异较大,其他振型的阻尼比计算结果基本一致,具体原因暂未搞清楚。
- 相关博文 ( Related Topics)
[01]. Midas Gen 多塔模型多塔定义的注意事项
[02]. [Midas]Midas Gen 提示”刚性连接节点XXX上重复输入相同自由度”错误
[03]. [结构分析]Midas Gen 风洞荷载的施加
[04]. [工具][Program][Midas]Midas Gen 位移角处理软件
[05]. [Midas]Midas Gen 提示”刚性连接节点XXX上重复输入相同自由度”错误
[06]. [Midas]Midas Gen风荷载施加出现风荷载“偏离楼板刚心的现象”
[07]. [Midas]Midas Gen带后缀Tk和Lk的风荷载工况
[08]. [软件][Midas] Midas Gen 刚性连接主从节点约束测试
[09]. [结构分析][Midas Gen] 主从约束问题笔记
[10]. [Midas Gen] [结构分析] Midas Gen 重复单元
[11]. [Midas Gen][结构分析] 带加劲肋钢板有限元分析
[12]. [ABAQUS][FEM][Midas] Modal Analysis of Steel Box Beam [钢箱梁的模态分析]
[13]. [ABAQUS][FEM][Midas] Buckling Analysis of Steel Box Beam [钢箱梁的特征值屈曲分析]
[15]. [Midas Gen][ABAQUS][Midas2Abaqus] Tut-1: 3-D Simple 2–Bay Frame [ Midas Gen tut-1: 单层两跨三维框架]
[16]. [Midas Gen][ABAQUS][Midas2Abaqus] Tut-2: Plant Structure[ Midas Gen tut-2: 厂房结构]
[17]. [Midas Gen][ABAQUS][Midas2Abaqus] Tut-4: Hammerhead Pier [ Midas Gen tut-4: 锤头桥墩]
[18]. [Midas Gen][ABAQUS][Midas2Abaqus] Tut-3: Web-opening Detail Analysis [ Midas Gen tut-3: 腹板开洞梁截面详细分析]
[23]. [优化][ABAQUS][Midas2Abaqus] Topology Optimization of a short cantilever beam by Abaqus [短悬臂梁拓扑优化分析算例]
[27]. [编程][Midas][模型转换] midas Gen节点处理工具(如何避免盈建科斜杆丢失)
[28]. [FEM][Abaqus][Midas][分析][工具] Midas2Abaqus模型转换工具
[29]. [FEM][Midas][Abaqus][Midas2Abaqus] 钢柱屈曲分析 (Buckling Analysis of Steel Column)
[30]. [FEM][Midas][Abaqus][Midas2Abaqus] 圆柱壳失稳(经典特征值曲屈问题) (Buckling Analysis of a Cylinder in Abaqus)
[32]. [FEM][Midas][Abaqus][Midas2Abaqus] 平面框架屈曲分析(经典例题)(Buckling Analysis of Plane Steel Frame)
[34]. [FEM][Midas][Abaqus][Midas2Abaqus] 钢梁的静力非线性分析 (Nonlinear Static Analysis of Steel Beam)
[35]. [Midas] midas Gen 中的质量与自重
[36]. [Midas][ETABS] 框架时程分析对比(ETABS vs. midas Gen)
[37]. [midas2Abaqus][Abaqus] Abaqus框架直接积分地震响应时程分析(midas2Abaqus测试算例)
[38]. [midas2Abaqus][Abaqus] Abaqus框架地震响应模态动力时程分析(modal dynamic analysis with abaqus)(midas2Abaqus测试算例)
[39]. [midas2Abaqus][Abaqus] Abaqus 地震加速度时程加载方式 (midas2Abaqus测试算例)
[40]. [midas2Abaqus][Abaqus] 金属棒应力波的传播分析(Stress Wave Propagation in a Steel Bar )(midas2Abaqus应用案例)
[41]. [midas2Abaqus][Abaqus] Abaqus 接触算例1 (Contact Example 1)(midas2Abaqus应用案例)
[42]. [midas2Abaqus][Abaqus][有限元] Tensile Test Analysis by Abaqus (Abaqus拉伸试验分析)(midas2Abaqus应用案例)
[47]. [midas2Abaqus][结构分析][abaqus] 钢塔架倒塌分析 (Steel Tower Collapse Analysis)
[48]. [midas2Abaqus][结构分析][abaqus] 施工模拟加载分析 (Construction Simulation Analysis by Abaqus)
[50]. [FEM][Midas Gen] 四边简支板的受压屈曲分析(Compress Buckling Analysis of a Simply Supported Plate)(有限元及弹性力学解)
[51]. [FEM][SteelStructures] 有侧移与无侧移框架的屈曲模态 (Buckling Modes of Frames with and without Sidesway)
[53]. [FEM][SteelStruct] 工字钢梁均布荷载下曲屈模态 (Buckling modes of I-Shape beams under uniform load)
[54]. [规范][FEM][SteelStruct] 阶形柱的计算长度(Effective Length of stepped column)
[55]. [钢结构][稳定][FEM] 箱型截面压杆的弹性曲屈系数 (Buckling Coefficient of Box-section Column under Axial Compression)
[56]. [Midas Gen][软件] 温度效应分析简单算例测算
[58]. [笔记][软件] YJK转midas Gen模型注意事项
[59]. [软件][笔记] midas Gen 模态应变能阻尼模型参数测试 [Modal strain energy proportional damping model in midas Gen]
- 微信公众号 ( Wechat Subscription)
欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号