案例6 - 高层建筑谐响应分析

1.案例介绍

高层建筑指的是在城市或其他地区中相对较高的建筑物，这些建筑通常被用作商业、住宅、办公或混合用途。高层建筑的设计和建造需要考虑到一系列因素，包括结构稳定性、抗震性能、消防安全、供水与排水、电气系统等。
对高层建筑进行谐响应分析可以评估建筑结构在不同频率下的振动响应，有助于设计师优化结构设计，减少共振现象的发生，提高建筑结构的稳定性和安全性。还可以用于评估建筑结构在不同频率下的振动情况，有助于设计师减少建筑物内部的共振现象，提高建筑物的舒适度，避免因振动引起的不良影响。

2.流程介绍

• 前处理与求解设置
  • 学习如何导入几何，自动生成网格
  • 学习如何导入模型网格
  • 学习如何设置模型与材料相关选项
  • 学习如何求解计算
• 后处理结果分析展示
  • 兴趣点结果
  • 结果云图

步骤一：导入网格

进入谐响应分析模块，点击“网格”，“类型”选择“上传网格”，点击“上传网格”，本案例网格名为building_MED。如下图所示：

步骤二：兴趣点

点击“兴趣点”后的“+”，通过坐标，选择一个兴趣点。

步骤三：接触设置

本案例无接触

步骤四：单元设置

单元设置主要目的是设置单元类型，在响应谱分析模块中，单元类型可以设置为三维完全积分单元与三维缩减积分单元两种；网格类型可分为一阶网格与二阶网格两种。当单元设置为手动时，可对子模型进行单元设置。设置如下图所示：

步骤五：材料设置

直接点击“材料”，对模型赋予全局材料。

步骤六：边界条件与载荷

点击“边界条件与荷载”后的“+”，选择“固定支撑”，施加位置为底面bottom；

再次添加边界荷载“基础激励”，在X向以及Z向设置加速度为5米每平方秒，“相位角”为60度。

步骤七：求解器设置

采用默认设置

步骤八：时间步&资源

点击“时间步&资源”，在“激励频率”处选择“频率列表”，“起始频率”为100，“结束频率”为500，“频率步进”为50，“计算核数”为16核，“最大计算时间”3600s。

步骤九：结果配置&计算

1）物理场 物理场添加如下图所示：其中包含系统默认设为物理场，非默认的物理场需要点击“物理场”后的“+”进行选择添加。

2）兴趣点结果提取 激活兴趣点开关，并选择相应的物理量及其分量。

3）点击“仿真计算”，开始计算，直至提示成功即可。操作如下图所示：

步骤十：结果展示

点击“仿真计算”前“+”，可以看见两种计算结果。

1）兴趣点结果提取

2）结果云图

总位移：

总应力（将最大值调至5次方级）：

等效应力（将最大值调至4次方级）：