问题描述:
对某高层建筑结构进行消能减震分析,局部的阻尼器布置如下图所示:
拟采用FNA法进行时程分析,故模态分析采用李兹向量法。然而,程序却在运行模态分析的过程中输出大量的警告信息,如下所示。请问,该警告信息的含义是什么?能否忽略该警告信息?如果不能忽略,如何才避免该警告信息呢?
解答:
首先,以上警告信息表明:由于起始的荷载向量作用于无质量的自由度上,故程序可能会得到无效或错误的李兹模态进而影响后续的动力分析结果。该警告信息应当引起用户的注意并尽量避免,否则后续的时程分析将无法考虑某些阻尼器,也就无法准确捕捉结构的消能减震效果。
事实上,出现以上警告信息的原因在于:质量源的定义与阻尼器的布置方式不相匹配。对于题目中的消能减震分析,在运行李兹向量法的模态分析中,起始的荷载向量必须包含连接单元的轴向荷载。不过,由于计算模型中的很多阻尼器并非水平布置(如题目中所示的K1和K3),故阻尼器的轴向荷载在竖直方向上必然存在非零分量。而质量源定义如以下左图所示,由于勾选“仅包含侧向质量”选项,程序将忽略结构在竖直方向的质量。如此一来,自然会出现类似“作用在无质量自由度上的荷载向量”的警告信息。
然而,即使取消“仅包含侧向质量”选项,也只能避免K3类的警告信息。程序仍然会输出关于K1类阻尼器的警告信息,这又与“楼层处横向集中质量”选项有关。由于勾选“楼层处横向集中质量”选项,程序将忽略K1左端节点(也是两个斜撑的顶点)的横向质量。这是因为该节点距离楼层标高处尚有一定距离(0.2m),故程序在向楼层处做横向质量集中时将该节点的质量视为零。
综上,对于本模型所示的阻尼器布置方式,只有同时取消以上两个选项(如以上右图所示)方可有效避免程序警告。当然,如果阻尼器的两个端点均落在相邻的楼层标高处,即使勾选“楼层处横向集中质量”也不会导致程序警告。更进一步讲,如果阻尼器均位于各个楼层标高的水平面内,即使同时勾选以上两个选项也不会导致程序警告。总而言之,如前文所述:质量源的定义应当与连接单元的布置方式相匹配!建议用户在运行分析前细心检查连接单元的布置方式以及质量源定义的相关选项。