案例10 - 混凝土拱坝响应谱分析

1.案例介绍

混凝土拱坝是一种常见的水利工程结构，用于蓄水、防洪和发电等目的。它是由混凝土建造而成的曲线形状坝体，通常横跨在河流上，通过坝体的弯曲结构承受水压力，并将水体阻挡在坝体上游形成水库。
响应谱分析可以模拟不同地震波对混凝土拱坝的作用，通过计算拱坝结构在地震中的动态响应，评估其抗震能力和稳定性，有助于发现拱坝结构的薄弱环节，提出相应的加固改进方案；还可以评估其在不同载荷下的反应情况，确定可能存在的破坏模式，并为设计和改进提供指导和依据，有助于不断优化设计，提高拱坝结构的稳定性和可靠性。

案例介绍

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
- 统计表格
- 兴趣点结果
- 结果云图

步骤一：导入网格

进入响应谱分析模块，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dam_MED。如下图所示：

步骤一：导入网格

图2.1导入网格

步骤二：兴趣点

点击“兴趣点”后的“+”，通过坐标，选择两个兴趣点。

步骤二：兴趣点

图2.2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：

步骤四：单元设置

图2.3单元设置

步骤五：材料设置

点击“材料”，设置对应的参数数值，将模型赋予整体的材料属性。

步骤五：材料设置

图2.4材料设置

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；

步骤六：边界条件设置

图2.5边界条件与载荷

步骤七：求解器设置

点击“求解器”前“+”，弹出“前置模态分析设置”和“响应谱分析设置”。

1）前置模态分析设置

“提取模态阶数”设为10，其余选项使用默认设置

步骤七：前置模态分析设置

图2.6前置模态分析设置

2）响应谱分析设置

“分析类型”选择“一致”，“响应谱类型”选择“加速度”，勾选“X向响应谱”和“Y向响应谱”，设置“放缩系数”均为10。点击下方“+ 响应谱”，弹出“响应谱1”的设置页面，对其设置“阻尼比”为0.01，“响应谱数据”在表格中编辑。“模态阻尼比”用表格给出，打开“质量修正”开关，“模态合成方法类型”选择“平方根相加法”，“方向合成方法”选择“平方根求和法”。

步骤七：响应谱分析设置