STKO助力OpenSEES系列：结构模态分析以及动力特性（MDOF与等效SDOF验证）

文/心尘轩

网站/STKO OpenSees Software (asdeasoft.net)

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一、模型案例信息

文字描述：

结构模型为6层5跨的平面框架结构（这种框架形式多见于结构抗震设计理论的学术文章），跨度为4m, 层高为3m, 约束平面外的平动自由度以防止面外变形，为简化建模过程，模型中的所有梁柱截面均采用400*400*20mm的空心箱型截面，每个节点赋予点质量10t以考虑荷载和自重，底部为固定约束可见下图。详细的建模过程可以参见相应的视频教程。

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二、振型形状对比

下图给出了abaqus 和STKO 结构在第一和第二振型形状的对比，结果表明两个软件几乎一致，且呈图均具有美观欣赏性。

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三、结构动力特性对比

两个软件对比的结构主要动力特性，其中包括：特征值，圆频率，模态有效质量，模态参与系数，如下系列表所示。根据对比结果可知，两个软件分析的结果几乎一致。由有效模态质量表格可知，第一阶有效模态占总质量为83%，所以对于这样的6层结构，我们可以说他的结构动力行为由其一阶模态控制，如果考虑高阶模态影响，则前两阶模态足以较精确地表达结构的动力响应。