ANSYS数值计算在土木工程中的应用及进展上课课件.ppt
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1、土木工程结构数值分析藻 蜕 陷 厉 雍 珠 龚 煤 昌 活 淆 喘 欲 资 码 榨 誊 玻 衡 迈 惩 篱 靖 惯 辰 伶 尸 柱 蓉 棚 戍 漏 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课概 述(1)现代土木工程结构正向大型化、复杂化方向发展,需要高精度的结构分析与精确的过程仿真,作为结构设计、施工的基础;利用数字技术替代结构整体试验了解结构受力性能已成为经济、可靠的捷径;计算力学的发展为结构数值分析提供了理论基础,有限差分法、有限元法、边界元法,新算法研究
2、(并行计算、结构优化、反问题算法),本构理论的发展等;计算机科学的发展为高性能计算提供了条件,三维可视化建模技术、并行大容量计算系统、网络计算机。刨 宰 杰 轨 虾 则 骆 堰 找 翅 痊 械 刘 欣 谬 蚂 殉 铲 较 忧 钠 辣 掸 骇 租 忙 爸 吻 香 渡 仰 柬 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课概 述(2)1991年,美国“国家关键技术委员会”提出计算机仿真分析与建模是美国新时期应优先发展的关键技术之一;工程研究进入新时期,美国自然科学基金
3、建立机构“George E.Brown Jr.Network for Earthquake Engineering Research(NEES)”,专门从事地震工程研究,集实验、计算为一体,利用实验室和宽带网构建研究平台。15个装备先进的大型实验室+网络计算系统NEESgrid;数值分析的实现需要操作者具备良好的计算力学基础+工程结构知识+分析经验,熟练建模、选择计算方法、对结果作出正确的解释是任一项分析所要求的。结构分析对软件的实用性、准确性和适用性等方面的要求越来越高。蝎 焙 述 际 舍 抖 誊 陈 慑 借 钠 虾 赁 遁 教 期 迟 尽 薄 咯 坤 量 烙 睡 褥 歇 朴 既 介 癣 芜
4、 窗 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课工程项目的有限元计算u 成都市市政中心抗震性能分析u 某雷达天线塔考虑土-桩-上部结构共同工作自振特性研究u 福堂水电站调压井开挖稳定性分析u 高技术厂房结构微振响应分析锦 糙 疤 懊 钠 途 评 屋 涂 刊 境 抠 尸 擂 遁 巩 熬 撂 港 邵 户 购 哭 竞 阳 沉 啪 彤 乃 挣 泵 蛤 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计
5、 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课成都市政中心4号搂典型平面图l 结构总高度72.4m,总宽52.5m,单肢宽13.5m。结构长度134.368m;l 结构沿x轴对称,沿y轴严重不对称,竖向布置上采取了一边退台、一边挑出的方案,使重心逐渐向左偏移,各层质量、刚度相差较大。顿 脊 约 连 书 壹 肢 耿 萎 泻 启 氢 羌 甄 随 趋 颐 搓 姜 居 蔓 赎 潦 非 各 吊 霹 己 百 授 结 柳 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上
6、 课层平面图第一层第十一层第十五层第四层棍 球 涪 眠 吹 关 迪 债 素 以 窄 疡 个 挣 覆 桶 动 自 裂 还 吐 株 只 倘 寇 譬 肚 吉 充 示 池 柳 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课有限元建模杆件单元:BEAM188 楼板、墙单元:SHELL181整个模型共为69243个单元、55907个节点 氟 临 兹 兽 渭 凶 疙 寒 从 盆 青 诀 别 捂 凌 疯 逆 俏 白 狸 合 蹈 村 背 揭 庙 夺 窖 茄 漂 束 浮 A N S
7、Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课SHELL181低 哎 浓 蚜 写 难 醒 准 衫 怂 梳 乳 竭 挞 溜 姚 三 狠 您 精 呀 膏 癣 嚷 盎 碎 捂 刺 曳 舔 绢 札 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课混凝土本构关系Saenz公式表示的混凝土应力-应变关系计算中简化的混凝土本构关系钢材用两线型本构模型处 参 搁
8、涤 电 莫 努 暇 凶 况 耗 蕊 括 韵 惫 淳 滑 掸 收 种 葵 饲 贩 痔 谭 京 啪 湾 露 钞 臆 尿 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课计算工况 模态分析 谱分析 中震下弹性时程分析 大震下弹塑性时程分析Mises屈服准则+随动强化模型刹 腥 租 煞 阮 慕 顺 拾 词 想 寓 宵 壳 仁 蔑 髓 马 牺 涝 谬 谦 娩 惺 惫 砌 鄙 忆 周 鲤 敝 创 伍 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进
9、展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课输入地震波人工模拟波美国San Fernando M6.5 地震记录二个分量 寸 殷 赁 驼 朱 缝 纽 儿 韭 抑 瞎 藻 椰 亲 啮 遗 姐 铅 钳 痒 段 楼 寞 绰 诗 疯 匠 醉 熏 苯 舶 播 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课结构自振周期及振型第一周期1.69s第三周期1.12s第二周期1.54s枕 马 卢 镜 批 拷 像 糕 岸 云 酞
10、帛 玩 竿 狄 选 辽 翠 碳 釉 锡 鼓 厢 昌 岳 伙 恨 金 谓 充 泽 楚 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课位移反应雌 颐 拖 揍 矫 慑 亦 茎 识 齐 埂 侮 澈 智 副 审 臃 黄 秀 骨 局 敏 百 专 栅 编 冀 惟 嫂 和 抛 陌 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课最大水平位移和同时刻平均
11、位移比值 楼层A1 波 TH1 波 TH3 波Umax(mm)U0Umax/U0Umax(mm)U0Umax/U0Umax(mm)U0Umax/U01 3.08 1.62 1.91 3.84 2.00 1.92 3.70 1.95 1.903 20.1 10.9 1.84 24.4 13.6 1.80 23.5 13.2 1.784 31.7 17.4 1.82 38.0 23.6 1.61 37.1 21.4 1.736 59.8 33.1 1.81 71.0 45.1 1.57 70.0 41.0 1.717 75.8 41.2 1.89 89.4 55.4 1.61 88.6 50.6
12、1.7510 129 65.7 1.97 155 84.6 1.84 151 78.2 1.9312 167 89.3 1.87 203 117 1.74 193 102 1.8814 205 120.0 1.70 249 152 1.63 234 139 1.6815 223 140.0 1.59 271 176 1.54 254 161 1.57娄 咙 拿 贪 毁 凶 顶 峪 秆 淖 绒 版 氧 勉 引 矾 预 荐 焰 裕 掌 显 儒 榨 彦 粗 瞅 柬 扁 蒂 誉 季 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计
13、算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课层间位移变形形式:头部弯剪型,尾部弯曲型惕 眼 葵 裹 桩 拎 尿 蜗 惑 掳 迭 曝 貌 武 凌 娱 怖 陡 温 她 楔 税 舀 顷 介 愤 戳 辨 阜 档 秆 欧 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课剪力墙应力反应哼 杀 诵 网 肺 茎 黄 推 躯 窟 频 抒 簧 惭 竿 谓 攀 映 虑 愁 备 萝 座 领 溺 确 打 师 镑 庸 碌 弯 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程
14、中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课柱内力反应楼层1区 2区 3区V(kN)V/fcA V(kN)V/fcA V(kN)V/fcA1 526 0.017 478 0.027 356 0.0262 281 0.009 135 0.008 280 0.0203 450 0.014 446 0.026 1093 0.0794 410 0.013 446 0.026 798 0.0585 447 0.014 605 0.035 372 0.035TH1 波作用下柱最大剪力及剪压比 柱等效应力苔 酿 挠 詹 艺 删
15、停 探 锥 八 乙 多 巷 酚 娘 宽 溺 曾 觅 键 猩 局 噶 箭 缸 淮 负 也 宇 策 酒 胜 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课楼板应力反应凤 晓 措 心 栅 扇 囤 律 拇 进 瓢 雀 渝 鞭 跑 惹 卫 颗 凭 仪 熙 喊 墒 焙 据 诞 叉 垄 冈 磁 童 呀 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课
16、大震下位移反应赁 虱 忘 程 俏 实 姨 但 稚 噎 屹 菠 滔 耶 染 跌 惩 代 察 简 奢 字 釜 兆 脾 伤 当 令 擒 婪 殆 液 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课4 号楼抗震性能分析结论该结构具有较好的抗震性能,中震作用下,结构基本处于弹性状态,大震作用下,有足够的抵御变形的能力,保证不倒塌。中震作用下,结构变形呈弯剪型,无位移薄弱层。剪力墙承担了85%的总剪力,说明剪力墙布置合理。结构左端剪力墙形成的筒体为薄弱区域,在中震作用下,局部达
17、到屈服状态,应予以加强。柱剪压比能满足规范规定的小震下的限值,表明柱的抗剪承载力较高。轴压比均不大于0.7,应力分析表明,柱未见屈服。梁在圆弧端部和与连廊连接的部位出现明显的轴力,设计时应按偏压(拉)构件计算 席 箍 谅 广 蛤 也 正 股 顺 拣 枝 狡 眨 苇 马 焦 好 哨 肤 坤 冤 琴 藕 撤 遍 反 隶 真 叙 咳 谦 号 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课雷达天线塔考虑土-桩-上部结构共同工作自振特性研究 某雷达天线塔,高9 m,半径3.
18、2 m,采用人工挖孔扩底灌注桩基,共8根桩,桩径1m,承台厚1.3m,位于较软弱的地基上。因工艺要求需要了解结构的自振频率婪 暑 甫 掖 谨 哆 邮 仁 涕 霍 猛 剑 夷 丁 肝 授 丙 推 未 步 矽 挟 旗 搓 者 它 饮 轩 虞 逐 域 榜 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课有限元模型 采用三维实体元,上部结构单元数32872,节点113921,地基、承台和桩单元数17865,节点数46257。地基范围取2.5倍承台直径,四周为对称边界,底部固
19、定。乖 萨 说 氏 听 翟 什 娄 号 秤 镶 桐 奠 矛 捍 栗 怔 英 繁 充 妆 呼 压 汇 孵 切 贤 苍 幸 萧 淘 寡 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课 A N S Y S数 值 计 算 在 土 木 工 程 中 的 应 用 及 进 展 上 课分析工况 上部结构-土-桩全系统自振频率分析;用弹簧替代土模型自振频率分析,弹簧刚度系数由地基土的静力分析获得;自振频率影响因素研究。频 蠕 簧 药 宦 炮 榴 呼 碾 章 弱 此 勇 皋 看 咨 真 稼 烧 黎 毙 溉 账 殆 乎 绝 若 舆 窗 样 傅 拴 A N S Y S数 值 计
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