[分享]阵型出现局部振动怎么办？-YJK
作者：YJK技术支持部
一、局部振动现象
用户在进行反应谱计算后，有时软件会出现局部振动提示，其中左侧列出存在局部振动的振型号，右侧列出指定振型中存在局部振动的楼层位置。双击振型号后软件会显示该振型的位移动画，用户可以从变形动画判断局部振动的原因。
YJK使用能量集中程度判断局部振动。对每个振型，程序都会计算各楼层在该振型下的能量，当该楼层能量占总能量的百分比超过一定限值时，软件认定此楼层存在局部振动。
出现局部振动时，用户应根据实际情况判断是否要对其进行处理。常见以下2种情况：
低阶振型存在局部振动（一般为前9阶）
振型从整体层面反映结构的相对刚度，局部振动一定是模型中刚度较弱的地方。低阶振型出现局部振动，说明局部振动处的结构布置不合理，应该分析原因并做相应调整。这种不合理可能是建模错误导致的（构件没连上、设置多余铰接等），也可能是局部构件刚度较弱导致的。
高阶振型存在局部振动
正常结构的低阶振型均是以整体平动、转动（大跨度结构还有竖向振动）为主，高阶振型可能会激发结构薄弱部位的局部振动。出现个别几个高阶局部振动，一般不影响整体计算，用户可不做处理。
存在局部振动的振型一般只提供很少的有效质量系数，这种振型较多时会使用户计算大量振型来满足有效质量系数的要求。这时用户不能盲目增加振型数来满足要求，而是要分析局部振动成因，检查模型并调整结构布置，使结构使用较少振型就能满足有效质量系数的要求。
二、局部振动处理实例
1．局部振动发生在第1阶振型预示建模错误
此工程为一个6层框架结构，计算后提示局部振动，且发生在第1阶振型。
查看振型文本发现第1阶振型几乎没有提供平动/转动有效质量系数，表明模型存在问题。
返回建模模块检查，发现5层一根梁与柱未连接，形成很长的悬臂梁，产生刚度薄弱处，引起局部振动。
将此处的梁与柱相连后计算，软件不再提示局部振动，且振型计算正常（第1阶提供了74.88%的X向质量参与系数）。
结论：第1阶振型存在局部振动时，一定是建模错误所致，应检查构件是否正确连接。
2．前几阶振型均为局部振动的计算结果不能用
此工程为一个带有大跨度空间桁架的结构，计算后前几阶振型均包含局部振动。
查看振型文本发现前17阶振型均没有提供平动/转动有效质量系数，表明模型存在问题。
返回建模模块发现局部振动处，梁存在过多多余节点。计算振型时这些节点上均分配有质量，引起梁的局部振动。
将梁上的多余节点去掉后计算,前几阶振型不再是局部振动，且振型计算正常。
结论：前几阶振型均为局部振动时，可能是构件上存在过多多余节点所致，应去掉多余节点后计算。
3．局部振动发生在前几阶时模型常有缺陷
此工程为一个4层框架结构，第4层为门刚结构。计算后提示第4层存在局部振动。
查看振型文本发现前第3~21阶振型几乎没有提供平动/转动有效质量系数，表明模型存在问题。
只有4层的框架结构，计算80阶振型，X、Y向有效质量系数不到30%。
返回建模模块去掉梁上多余节点，并将第4层楼板厚度改为20mm后计算，前几阶振型不再是局部振动，且只计算了前9阶振型就使X、Y向有效质量系数达到90%以上。
结论：低阶振型存在局部振动，且前几阶振型未能提供较大的有效质量系数时，应检查构件是否存在多余节点，同时注意楼板是否提供足够的面内刚度。
4．薄弱结构导致局部振动，应保证足够的有效质量系数 此工程为一个21层框剪结构，主楼旁边还有一个6层小框架。计算后提示6层小框架存在局部振动。
查看振型文本发现存在局部振动的振型几乎没有提供平动/转动有效质量系数，总的质量参与系数未达到要求。由于6层小框架相对于主楼而言刚度很弱，因此在低阶振型就激发出小框架部分的振动。计算主楼时最好将小框架删除，忽略小框架的影响。如果主楼计算要考虑小框架的影响，则需要适当增加计算振型数，使有效质量系数满足要求。
增加计算振型数到63个，X、Y向有效质量系数才满足要求。
结论：多塔结构计算应注意增加振型数保证有效质量系数满足要求；若局部振动由刚度很弱的小结构（一般为烟道、凉亭等次要结构）引起的，则建议计算主楼时删除这些产生局部振动的小结构，这样使用较少振型数就能满足有效质量系数的要求。
5．个别高阶振型存在局部振动时可忽略
此工程为一个带空间网架的3层框架结构，计算后提示第16、17阶振型存在局部振动。
查看振型文本发现该结构只计算了前21阶振型就使X、Y向有效质量系数满足要求，这里的高阶局部振动可以忽略。
结论：高阶振型产生局部振动时，此局部振动部位已经存在较大刚度，若通过较少的振型数就能满足有效质量系数，则此高阶振型可以忽略。
三、结论
振型从整体层面反映结构的相对刚度，随着振型阶数的增加，周期越来越小，说明振型对应的刚度越来越大。若振型存在局部振动，则产生局部振动的部位一定是模型中刚度相对较弱的地方。正常结构的前几阶振型（低阶振型）一般是整体结构的平动、扭转，且提供较大的有效质量系数。若结构在低阶振型就出现局部振动（甚至第1阶就出现），则模型一定有问题。此时应检查模型中的构件是否正常连接、是否存在多余节点、是否设置多余铰接、是否设置正常厚度的楼板、构件截面是否过小等。若结构在个别高阶振型出现局部振动，如果使用较少振型就能满足有效质量系数的要求，则可以忽略这一提示。
由于局部振动部位的质量只占总质量的很小一部分，因此局部振动的振型几乎不能提供有效质量系数，导致用户计算大量振型（其中包括很多“无用”振型）来满足有效质量系数的要求。当用户计算大量振型（例如40阶以上），仍不能满足有效质量系数的要求时，就要考虑结构本身是否存在薄弱部位。此时用户可以查看发生局部振动的振型，找到刚度薄弱处对其进行加强。
总之，局部振动提示是一种有效手段来检查结构的薄弱部位，无论是否提示局部振动，用户计算地震作用时均应保证有效质量系数满足90%的要求，否则地震作用偏小，计算结果不可用
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