第七章 地震作用分析

    4）合并模态分析求解。

    设置分析类型。在菜单Main Menu中选择Solution→Analysis Type→New Analysis命令，弹出New Analysis对话框，选中Spectrum按钮，单击“OK”按钮。

    按平方和方根法进行组合。在菜单Main Menu中选择Solution→Load Step Opts→Spectrum→SinglePoint→Mode Combine命令，弹出Mode Combination Methods对话框，如图7-22所示。在Mode Combination Method下拉列表中选择SRSS，在SIGNIF Significant threshold文本框中输入0.1，在LABEL Type of output下拉列表中选择Displacement，单击“OK”按钮。

    图7-22 “合并模态求解设置”对话框

    合并模态分析求解。在菜单Main Menu中选择Solution→Solve→Current LS命令，弹出/STATUS Command和Solve Current Load Step对话框。检查信息无误后，单击“OK”按钮开始求解计算。求解结束后，弹出Solution is done！提示框，单击“Close”按钮关闭。

    保存求解结果。在菜单Utility Menu中选择File→Save as命令，弹出Save DataBase对话框，在Save Database to下面的文本框中输入文件名Dam-combination.db，单击“OK”按钮。

    （8）后处理

    对坝体进行了静力分析和动力分析，通过对重力坝静力有限元分析，可以知道坝体在静力载荷作用下的位移场和应力场，从而了解坝体的安全性能。通过对重力坝抗震性能有限元分析，可以了解大坝在地震载荷作用下的动力响应特性，从而评价大坝在地震载荷作用下的安全性能。

    1）静力分析求解结果。

    读入静力分析求解结果数据。在菜单Utility Menu中选择File→Resume from命令，弹出Resume Database对话框，选中刚才保存的Dam-static.db，单击“OK”按钮。

    绘制坝体变形图。在菜单Main Menu中选择General Postproc→Plot Results→Deformed Shape命令，弹出Plot Deformed Shape对话框，如图7-23所示。选中Def+undeformed选项，单击“OK”按钮，得到坝体变形图，如图7-24所示。

    图7-23 “绘制变形图”对话框

    图7-24 坝体变形图

    显示坝体合位移云图。在菜单Main Menu中选择General Postproc→Plot Results→Contour Plot→Nodal Solu命令，弹出Contour Nodal Solution Data对话框，在Item to be contoured列表框中选择Nodal Solution→DOF Solution→Displacement vector sum，单击“OK“按钮，ANSYS窗口将显示如图7-25所示的坝体合位移等值线图。

    图7-25 坝体合位移等值线图

    显示坝体有效应力云图。在Item to be contoured列表框中选择Nodal Solution→Stress→Von Mises stress选项，单击“OK”按钮，ANSYS窗口将显示如图7-26所示的坝体有效应力等值线图。

    图7-26 坝体有效应力等值线图

    2）抗震性能分析求解结果

    绘制坝体振型图。

    读入模态分析求解结果数据。在菜单Utility Menu中选择File→Resume from命令，弹出Resume Database对话框，选中保存的Dam-modal.db，单击“OK”按钮。

    绘制坝体第1阶振型。在菜单Main Menu中选择General Postproc→Read Results→First set命令，读入第1阶数据。在菜单Main Menu中选择General Postproc→Plot Results→Deformed Shape命令，弹出Plot Deformed Shape对话框，选中Def+undeformed选项，单击“OK”按钮，得到坝体第1阶振型，如图7-27所示。

    图7-27 坝体第1阶振型图

    绘制坝体第2阶振型。在菜单Main Menu中选择General Postproc→Read Results→Next set命令，读入第2阶数据。在菜单Main Menu中选择General Postproc→Plot Results→Deformed Shape命令，弹出Plot Deformed Shape对话框，选中Def+undeformed，单击“OK”按钮，得到坝体第2阶振型，如图7-28所示。

    图7-28 坝体第2阶振型图

    重复以上步骤，直到观察完所有的阶次振型为止。

    绘制坝体位移云图。

    读入抗震性能分析最终求解结果数据：在菜单Utility Menu中选择File→Resume from命令，弹出Resume Database对话框，选中保存的Dam-comination.db，单击“OK”按钮。

    绘制合并模态求解后的坝体位移云图：因为响应谱分析是在频域内进行的，对于结构动力特性依赖于频率而变化，因此在模态分析后要进行模态合并求解，才能得到坝体结构真实的总体效应。合并模态求解后，得到坝体在各阶频率的真实位移云图。

    在菜单Main Menu中选择General Postproc→Read Results→First set命令，读入第1阶数据。在菜单Main Menu中选择General Postproc→Plot Results→Contour Plot→Nodal Solu命令，弹出Contour Nodal Solution Data对话框，在Item to be contoured列表框中选择Nodal Solution→DOF Solution→Displacement vector sum选项，单击“OK”按钮，得到坝体第1阶合位移等值线图，如图7-29所示。

    图7-29 坝体第1阶合位移等值线图

    在菜单Main Menu中选择General Postproc→Read Results→Next Set命令，读入第2阶数据。在菜单Main Menu中选择General Postproc→Plot Results→Contour Plot→Nodal Solu命令，弹出Contour Nodal Solution Data对话框，在Item to be contoured列表框中选择Nodal Solution→DOF Solution→Displacement vector sum，单击“OK”按钮，得到坝体第2阶合位移等值线图，如图7-30所示。

    图7-30 坝体第2阶合位移等值线图