[发明专利]一种复杂水工建筑物局部结构自振频率计算方法

权利要求书

1.一种复杂水工建筑物局部结构自振频率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、创建水工建筑物的三维CAD模型；

S2、对待求解的局部结构赋予材料属性，并将其余结构的弹性模量和泊松比按实际参数赋值，但密度值赋为0；

S3、将三维CAD模型通过四面体单元或六面体单元划分为若干有限元网格；

所述有限元网格的尺寸小于等于待求解局部结构截面尺寸的1/3；

S4、为三维CAD模型施加粘弹性边界条件；

S5、通过有限元法计算局部结构的第一阶自振频率f₁；

S6、选择与已赋密度结构相邻部位的有限元网格，并按该部位的实际密度赋值；

S7、通过有限元法计算步骤S6条件下局部结构的第一阶自振频率f₂；

S8、当第一阶自振频率f₁与第一阶自振频率f₂的相对误差大于阈值时，返回步骤S6，否则进入步骤S9；

S9、将第一阶自振频率f₂作为该局部结构的自振频率。

2.根据权利要求1所述的复杂水工建筑物局部结构自振频率计算方法，其特征在于，所述第一阶自振频率的计算公式为：

|[K]-ω²[M]|＝0 (1)

上式中，[K]为刚度矩阵，[M]为质量矩阵，ω为圆频率，f表示第一阶自振频率。

3.根据权利要求1所述的复杂水工建筑物局部结构自振频率计算方法，其特征在于，所述步骤S4中粘弹性边界条件的抗力系数K_b和阻尼系数C_b的计算公式为：

C_b＝ρc_s (4)

在上式中，G为地基剪切模量，r_b为波源到计算点的距离，ρ为地基变模，c_s为剪切波速或压缩波速。

4.根据权利要求1所述的复杂水工建筑物局部结构自振频率计算方法，其特征在于，所述材料属性包括密度、泊松比和弹性模量。

5.根据权利要求1所述的复杂水工建筑物局部结构自振频率计算方法，其特征在于，所述阈值为5％。