基于ANSYS的高层钢结构抗震及稳定性分析共3篇
ANSYS在高层抗震分析中的应用
由于在使用谱分 析方 法时 , 必须 满足上 文 的一些 假定 , 这就使得计算结 果与 实际结构 有一 定 的误 差 。特别 是对 一 些大跨度柔性结构 , 使用反应 谱 7
[ 作者 简介 ] 薛冲 (9 7 ) 男 , 读研 究生, 究方 向 18 , 在 研
对于高层 建筑这种 多 自由度体 系要对其 进行 动力结 构 分析必须知道其 固有周期 和振型 , 模态分析 的 目的就是 获得 结构 的这两个震 动特 性。因此模 态分 析是对 结构进 行动 力 分析 必不 可少 的一 步。此外 , 知道结构 的 自振 周期还 可以防 止共振现 象的发生 。 无阻尼多 自由度线性体 系的 自由度振 动方程 为 :
() 2 结构 的基础是刚性 的, 所有支承处地震动完全相 同 ; () 3 结构物最不利地震反应为其最大地震反应 ; () 4 地震过程是平稳随机的 。
式中: J _ V为结构轴力 ; W为竖 向荷载 ; H为结构 高度 ; q为 水平荷 载 ; “为水平位移 。 所 以对 于高层建筑而言 , 结构设 计 主要 以水 平荷 载 ( 风 荷 载和地震作用) 为控制依据 , 文主要 考虑结 构 的地震 作 本 作用 , 对风荷载不做分析 。
展 。它 的发展缓解 了城市人 口集 中化 、 用地 紧张和商业化竞
争 日趋激烈等社会压力 。经过 10多年 的发展 , 层建筑正 0 高 向着层 数 、 高度不 断增加 , 结构体 系 日趋 复杂 、 多用途 、 功 多 能, 钢和钢 一钢筋混凝 土材料不断应 用的方向发展 。 A S S 为一种大型通用有 限元分 析软件 已经成 为世 NY 作
知谱时 , 求解方程 ( ) 2 就是对结构进行相应 的谱分析 。
在使用反应谱理论时 , 结构必须满足一些基本假定 J :
基于ANSYS的高层建筑结构抗风抗震分析
] 0 × . (/ 0 7 一 . 0 2 4 )6 7 6 3 5 0× 0
l一0 7 0 3 ( 4 00 ×7 0 .2 /5 ). 7 6
.
风荷载公式采用 G 模式输入 较方便。 UI 瞬态动力学分 析又称时 间历 程分析 , 于计算结构在 随时间 用
表 1
效的 , 任何非线性 行为都将被忽略并作 为线性处理 。 2模 态分析 中必须指定材料 的弹性模 量和密度。 )
2 2 模 态提 取 方 法的选择 .
欠粱
内 J 眶架 鬃
本例采用 S bpc 法提取前 5阶模态 , u sae 质量矩阵采用 一致 质 量矩 阵。模态分析采用扩展模 态法 , 例只扩展 5阶 。表 2列 出 本 了结 构的前 5阶频率 。
维普资讯
第3 3卷 第 3 2期 2007 年 11月
山 西 建 筑
SHANXI ARCHI TEC TURE
V0 . 3 No. 2 13 3
N v 2 0 o . 07
・7 ・ 3
文章编号 :096 2 (0 7 3 —0 30 10 —8 5 2 0 )20 7 —2
弹性模量 / a P 3 2 e0 5 l 3 2 e0 ,5 1 3 2 e0 .5 1
3 2 e0 5 1
ck= o
0
。
本结构取 风振 系数 =1 基本 风压 0 0 / , ; =7 0 N m2 本建筑 重现期为 5 , 0年 基本 风压应 取规定数值 的 1 1 ; . 倍 风荷载 体形 系
基 于 A S S的高层 建 筑 结 构 抗 风 抗 震 分 析 NY
管 鹏
摘 要: 运用 A YS程序对某 高层框架结构进行 了建模 、 NS 模态分析 、 风荷载分析 及地震分 析 , 解决 了时程分析 中阻尼计 算和 自重施加 问题 , 工程技 术人 员具有 一定 的参考 价值 。 对 关键词 : NS , 限元, A YS 有 高层建筑结构 , 模态分析 , 时程分析 中图分类号 : U3 2 T 1 文献标识码 : A
浅谈ansys在高层钢筋混凝土房屋抗震设计中的应用
选择结构体系 , 必须注意经济指标 。多高层房屋一般用钢量大 , 造 价高 , 因而要尽量选择 轻质高强和多功能 的建筑材料 , 减轻 自重 , 降低
造价 。 22结 构 布 置 _
结构体系确定后, 构布置应密切结合建筑设计进行 , 结 使建筑物具 有 良好的体型 , 使结构受力构件得到合理的组合 , 结构体系受力性能与 技术经济指标能否做 到先进合理 , 与结构布置密切相关 。 多高层 钢筋混凝土结构房屋结构布置的基本原则是 :1结 构平面 () 应力求 简单 , 结构 的主要抗侧力构件应对称 均匀布置 , 尽量使结构 的刚 心与质心重合 , 避免地震时引起结构扭转及局部应 力集中 ;2 结构的 () 竖向布置 , 应使其质量 沿高度方向均匀分布 , 避免结构 刚度 突变 , 并应 尽可能降低建筑物 的重心 , 以利结构的整体稳定性 ;3 合 理地设 置变 () 形缝 ;4 加强楼屋盖的整 体性;5 尽可 能做到技术先进 。框架结构柱 () ()
31 . 计算模型的建立
.
全 部 落 地
抗 震 墙
10 4
10 2
l0 0
6 0
部分框支 筒体 框架—核芯筒
10 2 10 5
l0 0 10 4
8 0 1o o 7 0
筒中筒
多 层 板 柱— 抗 震 墙
lO 8
4 0
l0 5
3 5
10 2
3 0
构的布置基本要求 , 采用典型 的大型有限元软件对框架结构进行 了抗震验算 , 丰富了框 架结构的设计 内容 。 [ 关键词 ] 高层钢筋混凝土结构 框架结构 ass ny
1前 言 .
移 时 , 采 取 有 效 的 抗 滑 移措 施 。 应
ANSYS分析报告
ANSYS分析报告引言:1.问题描述:在这个分析中,我们将研究一个承重结构的稳定性。
该结构由一根钢杆和两个支撑点组成,其中一端支撑固定,另一端加有外部力。
我们的目标是确定结构在受力情况下的位移和应力分布,并评估结构的稳定性。
2.建模与加载条件:我们使用ANSYS软件对该结构进行三维建模,并为其设置了适当的边界条件和加载条件。
钢杆的材料参数和几何尺寸通过实验测定获得。
加载条件设为一端受到垂直向下的力,同时另一端固定。
我们采用静态结构分析模块进行分析。
3.结果与分析:经过ANSYS分析,我们获得了结构的位移和应力分布情况。
在受力情况下,钢杆的位移主要集中在受力一侧,而另一侧的位移较小。
应力分布也呈现相似的趋势,受力一侧的应力较大,而另一侧的应力较小。
这是由于外部力对结构的影响导致结构发生变形。
4.结构稳定性评估:在评估结构的稳定性时,我们对结构进行了稳定性分析。
通过计算结构的临界载荷,我们可以确定结构在受力情况下的稳定性。
根据计算结果,结构的临界载荷大于所施加的外部力,说明结构是稳定的,不会发生失稳现象。
5.敏感性分析:为了进一步评估结构的性能,我们进行了敏感性分析。
通过改变结构的材料参数和几何尺寸,我们得到了不同条件下结构的位移和应力分布。
根据敏感性分析结果,我们发现结构的位移和应力对材料的弹性模量和截面尺寸非常敏感。
较高的弹性模量和更大的截面尺寸会使结构更加稳定。
结论:通过ANSYS软件进行的分析,我们得到了结构在受力情况下的位移和应力分布,并评估了结构的稳定性。
我们发现外部力对结构的位移和应力分布有明显的影响,但结构仍然保持稳定。
此外,结构的性能对材料参数和几何尺寸非常敏感。
综合分析结果,我们可以优化结构设计,以提高结构的稳定性和性能。
以上是对ANSYS分析报告的一个简单写作示例,可以根据实际情况进行适当调整和修改。
基于ANSYS的高层框架结构地震响应分析
基于ANS Y S的高层框架结构地震响应分析母恩喜,陈国平(西南科技大学,四川绵阳611002) 【摘 要】 运用大型通用有限元软件ANSYS,采用其自带的APD L语言进行三维框架结构建模,对一18层框架混凝土结构进行了抗震性能的计算分析,包括模态分析,时程分析,以及结构在地震作用下的变形和随地震波的内力响应情况等。
【关键词】 框架结构; ANSYS; APD L; 地震波; 地震响应; 时程分析 【中图分类号】 T U35211+2 【文献标识码】 A 目前框架结构仍然是最常见的结构形式,对其进行研究分析还有一定的现实意义。
现在广泛应用的专业结构设计软件,采用了过多的假定,计算结果往往误差偏大。
对于一些重要的建筑,可能会有严重的危害,这已经引起了设计人员广泛的关注,有些重要的建筑会要求用有限元软件进行计算分析。
ANSY S作为大型通用有限元软件,已经在很多领域广泛应用了,但对于结构设计的一线人员用得还不多。
本文就尝试用ANSYS对常见的高层框架混凝土结构进行分析。
1 工程概况 本文计算的为一框架-筒体结构,层高3m,总18层,结构总高度54m,其平面布置如图1,结构模型参数见表1。
图1 结构平面示意表1 结构模型参数构件截面尺寸(m)混凝土强度等级弹性模量E(MPa)框架柱111×111C403125×104外环梁014×016C403125×104内框架梁015×018C403125×104次梁013×015C403125×104筒体墙肢013C403125×104楼层面板012C303100×104外围墙体012C303100×1042 有限元建模及模态分析211 单元介绍梁柱选用BE AM188,墙、板选用SHE LL63。
BE A M188:该单元是建立在Ti m oshenk o梁分析理论基础上的,计入了剪切效应和大变形效应,故可以考虑剪切变形和翘曲,同时也支持大转动和大应变等非线性,而且可以直接显示梁截面上的应力和变形,适合于从细长到中等粗短的梁结构。
基于ANSYSWorkbench的楼房地震响应分析(附源文件)
基于ANSYSWorkbench的楼房地震响应分析(附源⽂件)依据上篇⽂章关于振动⽅⾯的科普,⼯作中遇到的往往是实际模型在地震中的计算,根据计算结果可以判别出该研究对象是否安全,在地震情况下是否可以正常⼯作,亦或者可以根据计算的受⼒分布图,推断出研究对象损坏的部件分布位置,或者说是容易损坏的⼯作零件。
本⽂将根据楼层在仿真地震中的计算提供ANSYS仿真思路,由于实际接触以及实际响应谱更为复杂,本⽂以⼀栋楼房在地震谱中的响应谱分析为例旨在说明ANSYS在地震以及预防地震⽅⾯可以提供的帮助。
振动问题都应计算研究对象的固有频率,与之前⽂章相类似的,本⽂应以modal模块起步,在modal模块的solution中,右击solution,选中transfer data to new并选择response spectrum。
由于笔者是在inventor中建模分析,这⾥稍有不同,也不再赘述。
建模mesh等步骤在此因不是重点,笔者不再赘述,本⽂将附带源⽂件,感兴趣的朋友可以⾃⾏前往下载。
由于上篇⽂章选择20阶固有频率,导致计算⽂件较⼤,⼤约有500MB,这⾥为节约时间,仅选取10阶固有频率。
固定楼房4⽀柱底部,计算得出楼房10阶固有频率,其计算结果如下。
mode Frequency(Hz)136.446236.483361.7354167.555167.646175.497178.598179.799181.0710244.95第⼀阶模态第⼆阶模态第三阶模态在响应谱中插⼊RS Displacement,选取相关条件,设定振动⽅向为Z⽅向,插⼊⾃定义响应谱数据,点击solve即可计算出相关结果,按照实际⼯程中需求,可以得出等效应⼒,形变等等数据。
综上所述,本⽂以⼀栋楼房的振动为例,计算出楼房所受等效应⼒等参数,⽽由于实际⼯程中振动⽅向更趋向于三个不同⽅向,即x,y,z轴三个⽅向,所以应该需要添加不同⽅向的响应谱并进⾏计算分析。
ANSYS稳定性分析
4、扩展解
– 若用户想要观察屈曲模态形状,则不管采用何种 方法提取的特征值,都必须对解作展开。对于子 空间迭代法(这时应用完全系统矩阵),用户可简 单地认为此步是将屈曲模态形状写入结果文件。
注意事项
– 必须存在从特征值屈曲分析得到的模态文件 (Jobname.MODE)。 – 数据库必须包含与求解时相同的模型
特征值(线性)屈曲分析步骤
1、建立模型; 2、获得静力解; 3、获得特征值屈曲解; 4、展开解; 5、观察结果。
1、建立模型
– 定义作业名和分析标题,进入 PREP7 定义单元类型、单元 实常数、材料性质、模型几何实体。与其它大多数分析类似。
注意:
– 只允许线性行为。如果定义了非线性单元,则将按线性单元 对待。。 – 必须定义材料的弹性模量EX(或某种形式的刚度)。材料性质 可以是线性、各向同性或各向异性,恒值或与温度相关。非 线性性质即使定义了也将被忽略。
特征值屈曲分析算例
问题: 计算一个底部嵌固,顶部自由的 钢柱(截面尺寸10mm×10mm)在顶 部受一个集中力时的临界屈曲力?
1. 启动 ANSYS. 以交互模式进入ANSYS,工作文件名为buckling. 2. 创建基本模型 a. Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Create > Keypoints > In Active CS... b. 输入关键点编号 1. c. 输入x,y,z坐标 0,0,0.
– 非线性屈曲分析 – 特征值(线性)屈曲分析
两种屈曲分析方法的区别
非线性屈曲分析
– 用逐渐增加载荷的非线性静力分析技术来求得使结构开始变得 不稳定时的临界载荷。比线性屈曲分析更精确
特征值屈曲分析
ANSYS软件在高层建筑地震反应分析中的应用
第4卷第3期2004年9月 兰州石化职业技术学院学报Journal of Lanzhou Petrochemical College of TechnologyVol.4No.3Sep.,2004 文章编号:1671-4067(2004)03-0030-03ANS YS软件在高层建筑地震反应分析中的应用李君宏1,黄 莺2(1.甘肃建筑职业技术学院教务处,甘肃兰州730050;2.西安建筑科技大学土木学院,陕西西安710055)摘 要:ANSYS是融结构、热、电磁、声学于一体的大型通用有限元软件。
通过ANSYS的APDL语言的二次开发技术,得出高层建筑的各层最大层间位移及层间位移角包络图,为结构设计提供了依据。
关键词:ANSYS;高层建筑;地震反应谱中图分类号:TU9731212 文献标识码:A1 ANSYS软件介绍 ANSYS软件是融结构、热、电磁、声学于一体的大型通用软件。
与其它有限元软件一样包括三个部分:前处理模块、分析模块、后处理模块。
前处理模块提供了一个强大的实体建模和网格划分工具,用户可以方便的构造有限元模型;分析计算模块包括结构分析(可进行线性分析、一般非线性分析和高度非线性分析)、流体力学分析、电磁场分析、声场分析及多物理耦合分析,可模拟多种介质的相互作用,具有灵敏度分析及优化分析能力;后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示等图形方式显示出来,也可以将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。
作者通过ANSYS的APDL语言二次开发,编写适用高层建筑中地震反应的反应谱分析的命令流,得出高层建筑的各层最大层间位移及层间位移角值[1]。
2 实例分析2.1 几何模型 本文在进行地震反应分析时,采用的是平面杆系模型,为了简化计算,假定基础底面为完全刚性, 收稿日期:2004-05-10作者简介:李君宏(1966-),男,甘肃宁县人,讲师.不考虑其对上部结构的影响,钢筋混凝土梁截面的尺寸取350×600mm,柱截面取600×600mm;几何模型尺寸如图1所示。
基于ANSYS的高层框架结构地震响应分析
基于ANSYS的高层框架结构地震响应分析
母恩喜;陈国平
【期刊名称】《四川建筑》
【年(卷),期】2008(028)006
【摘要】运用大型通用有限元软件ANSYS,采用其自带的APDL语言进行三维框架结构建模,对一18层框架混凝土结构进行了抗震性能的计算分析,包括模态分析,时程分析,以及结构在地震作用下的变形和随地震波的内力响应情况等.
【总页数】2页(P109-110)
【作者】母恩喜;陈国平
【作者单位】西南科技大学,四川绵阳,611002;西南科技大学,四川绵阳,611002【正文语种】中文
【中图分类】TU352.1
【相关文献】
1.基于 ANSYS的回字形结构地震响应分析
2.基于ansys的多跨下承式拱桥地震响应分析
3.基于ANSYS的钢筋混凝土筒仓动力特性及地震响应分析
4.基于ANSYS 平台的非岩性地基条件下核岛厂房结构三维地震响应分析
5.基于ANSYS有限元仿真的混凝土连续梁桥地震响应分析
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ANSYS软件在高层建筑地震反应分析中的应用
ANSYS软件在高层建筑地震反应分析中的应用一、概要随着全球地震灾害的频发,高层建筑在地震作用下的安全性受到了广泛关注。
地震反应分析是评估高层建筑在地震作用下结构响应及损坏情况的关键技术手段。
ANSYS软件作为一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件,在高层建筑地震反应分析中发挥着重要作用。
1. 抗震设计的重要性随着全球地震活动的增加,高层建筑在其生命周期中的抗震性能显得尤为重要。
高层建筑由于其特殊的结构形式和高度,往往成为地震作用下的关键受力构件。
如果在地震作用下发生倒塌,将造成巨大的人员伤亡和财产损失。
抗震设计的核心目标是确保建筑物在可能发生的地震中能够保持足够的稳定性和完整性,从而保护人员安全并减少财产损失。
ANSYS 软件作为一种强大的有限元分析工具,在高层建筑地震反应分析中发挥着至关重要的作用。
通过ANSYS,工程师们可以模拟和分析建筑物在地震作用下的动态行为,包括应力和变形分布、结构的失效模式以及能量耗散等。
这有助于设计师在建筑设计阶段就识别出潜在的薄弱环节,并采取相应的加固措施来提高建筑的抗震性能。
ANSYS还可以用于验证设计的合理性,通过与其他软件或实验结果的对比,确保建筑物在实际地震中的表现符合预期。
这对于保证高层建筑在地震中的安全性至关重要。
抗震设计是高层建筑安全性的重要保障。
ANSYS软件的应用使得这一过程更加高效、准确,为设计师提供了强有力的工具来应对地震带来的挑战。
2. 高层建筑地震反应分析的挑战随着城市化的加速和土地资源的紧张,高层建筑越来越多。
高层建筑在地震作用下的地震反应分析是一个复杂且具有挑战性的问题。
在地震作用下,高层建筑会受到水平、竖向和扭转等多种振动模态的影响,使得地震反应分析变得非常复杂。
高层建筑结构的耦合作用使得地震反应分析更加困难。
高层建筑结构中,各构件之间存在复杂的相互作用,如梁柱、梁墙、墙柱等。
这些相互作用使得地震力在建筑物内的传递变得复杂,难以准确模拟实际的地震反应。
ANSYS高层建筑主体结构地震响应分析及优化
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ ANSYS高层建筑主体结构地震响应分析及优化摘要现代高层结构的规模越来越大,高度越来越高,其抗震设计也越来越重要。
国内外不少学者都正致力于研究高层结构在地震响应、弹塑性时程分析等方面的新理论和新方法。
本文结合南京某36层高层住宅楼的工程背景,运用SATWE软件分析结构基本周期和多遇地震下的弹性反应,运用EPDA软件分析结构罕遇地震下的弹塑性反应。
结果表明:(1)减小墙厚和减少墙体布置可以调整原结构方案偏小的基本周期,保证结构整体刚度的合理性。
(2)本结构在多遇地震下的层间位移角满足规范要求,且ANSYS与PKPM 在周期和弹性时程分析方面的计算结果符合的很好。
(3)本结构在罕遇地震下的层间位移角满足规范要求,且通过对有害位移角等曲线的判断第6、7层为薄弱层,通过塑性铰出现顺序判断东北和西南两户的客厅短梁为薄弱构件,为结构设计提供了有益的参考。
1 / 31关键词高层结构地震响应时程分析薄弱层塑性铰10196毕业设计说明书(论文)外文摘要TitleArchitectural and Structure Design of One High-rise ResidentialBuilding (36-storey) in Nanjing - Analysis and Optimizationof the Main Structure Earthquake ResponseAbstractThe modern high-rise structures are becoming larger, higher and the seismic design is also becoming more important. Domestic and foreign scholars are working on the new theories and methods in seismic response, nonlinear time history analysis of high-rise structures. In this paper, according to the engineering background of a 36-storey high-rise residential building in Nanjing, the---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------author uses SATWE and EPDA to analysis the period and response under multi earthquake and rare earthquake. The results showed that:(1)to reduce the thickness of the wall and the wall layout could adjust the low fundamental period of the original structure so as to ensure the rationality of overall stiffness of the structure.(2)the angle of floor displacement in the multi earthquake meet regulatory requirements, and the elastic time history analysis results of ANSYS and PKPM agree well.(3)the angle of floor displacement in the rare earthquake meet regulatory requirements, and hazardous displacement angle curve analysis showed that the 6,7 layer are weak layers, the two short beam of the northeast and southwest parlor are weak components according to the appearance order of plastic hinges, all of these are useful references for the structural design.近十多年来,国内外高层建筑发展的很快,层数日益增多,高度日益增高,体型越来越复杂,体系越来越3 / 31新颖,新材料的应用也日益增多。
高层钢结构抗震性能分析
高层钢结构抗震性能分析摘要:高层钢结构建筑具有施工速度快、工业化程度高、综合技术经济指标好、抗震性能优越等特点,钢结构用于高层建筑,具有得天独厚的技术优势,也是我国当前的产业政策。
本文介绍了目前高层钢结构建筑采用的几种典型的结构体系,总结了各结构体系的受力特点及应用;以典型的钢结构建筑为例,对其分别采用钢框架结构体系、钢框架-支撑结构体系、钢框架-剪力墙结构体系、钢框架结构体系,利用大型有限元软件ANSYS分析了各种结构体系所具有的抗震性能,得到了一些有益的结论。
关键词:高层建筑;钢结构;抗震性能0 引言近几年,我国的建筑产业化发展速度十分迅猛,发展方向突破传统的户型、材料和结构体系呈多元化趋势,关于建筑行业发展的讨论也是百家争鸣、各具特色。
作为建筑领域的新兴力量,钢结构住宅的发展和讨论也越来越被业界和学界所重视。
而我国属于一个地震多发的国家,建筑灾害成为地震灾害中最具破坏和杀伤力的灾害,这更加强了全国从事钢结构设计和研究的同仁们对于普通住宅建筑抗震的思考。
1高层建筑钢结构的体系在钢结构建筑中用的较多的结构体系有框架结构、框架- 中心支撑结构和框架- 偏心支撑结构等。
纯框架结构延性好,抗震性能好,但由于抗侧刚度较差,不宜用于层数太高的建筑。
框架- 中心支撑结构抗侧刚度大,适用层数较多的建筑,但由于支撑构件的滞回性能较差,耗散的地震能量有限,抗震性能不如纯框架。
框架- 偏心支撑结构可通过偏心连梁的剪切屈服,耗散地震能量,同时又能保证支撑不丧失整体稳定,抗震性能优于框架- 中心支撑结构。
采用能与钢框架抗侧刚度相匹配的内藏钢板剪力墙和带竖缝剪力墙代替支撑,可构成框架- 抗震墙板结构,其抗震性能优于框架- 中心支撑结构。
当房屋刚度更高时,可采用沿建筑周边设置密柱深梁框架构成的框筒结构。
框筒结构抗侧刚度大,并具有较好的抗震性能。
2 钢结构建筑的抗震结构不同的结构形式,抗震性能明显不同。
混凝土结构的房屋受压较好,但不抗拉力,两种力的差距达10倍。
利用ANSYS分析钢结构框架组合梁与柱连接节点抗震性能
利用ANSYS分析钢结构框架组合梁与柱连接节点抗震性能苏迪石永久清华大学土木工程系,北京,100084[ 摘要 ] 本文运用ANSYS对不同构造型式和影响参数的钢结构框架组合梁与柱连接节点进行了非线性有限元分析,研究了节点构造参数对节点应力分布、塑性区分布、极限承载力以及焊接孔末端应力集中的影响,着重分析了混凝土组合作用对于节点力学性能的贡献。
经过分析比较,合理的模型可以得到令人满意的结果。
[ 关键词]梁柱节点组合作用有限元非线性分析 ANSYSThe Analysis for Seismic Behavior of Beam-to-Column Connection in Steel Structures with ANSYSSu Di Shi YongjiuDepartment of Civil Engineering, Tsinghua University. Beijing 100084, China[ Abstract ] ANSYS is applied on non-linear FEA analysis of the composite beam-to-column connections with various constructional details and parameters of steel structures in thepaper. The stress distribution of the connections and the plastic district distribution under theeffect of the constructional variations are investigated. Also the connection strength andstress concentration at the end of the weld access hole are included. And this paper givesgreat emphasis on the distribution to the mechanical properties of the connections by thecomposite effect of the concrete and the steel reinforcement. The analysis shows thatsatisfactory results could be attained from rational models.[ Keyword ] beam-to-column connection; composite effect; finite element; non-linear analysis;ANSYS1 前言钢框架梁柱节点的抗震性能研究自美国Northridge 和日本Kobe 地震以后,得到了各国结构工程界的广泛重视。
基于ANSYS的钢筋混凝土结构有限元分析研究
基于ANSYS的钢筋混凝土结构有限元分析研究钢筋混凝土结构是当今建筑结构中最常见的一种结构形式,其具有良好的承载能力、抗震性能和耐久性。
在设计和施工过程中,通过有限元分析工具可以对钢筋混凝土结构进行详细的工程分析和模拟,分析结构的受力性能、应力分布等关键参数,为结构设计和优化提供科学依据。
ANSYS是一种基于有限元法的工程仿真分析软件,广泛应用于工程领域。
在钢筋混凝土结构有限元分析中,ANSYS可以模拟和计算结构在不同荷载和边界条件下的响应,从而评估结构的稳定性和安全性。
首先,在有限元分析中,需要构建一个准确的结构模型。
首先,根据实际结构图纸,使用计算机辅助设计软件绘制出结构的几何模型,并导入到ANSYS软件中。
然后,根据结构的材料特性和截面形状,定义合适的材料模型和单元类型,并进行网格划分。
钢筋混凝土结构常使用梁单元和壳单元进行分析建模,其中梁单元用于模拟梁、柱等构件,壳单元用于模拟板、墙等构件。
其次,进行结构的加载和分析。
在ANSYS中,可以设置各种静力或动力加载条件,例如自重、活载、风荷载、地震荷载等。
对于钢筋混凝土结构,还需要考虑材料的非线性特性,例如混凝土和钢筋的应力-应变关系,以及混凝土的损伤模型和破坏准则等。
在加载过程中,ANSYS会通过有限元方法对结构的应力分布、位移响应、变形情况等进行计算和分析。
根据计算结果,可以获取结构在不同加载情况下的应力应变分布图、位移云图等。
最后,进行结构的评估和优化。
通过有限元分析,可以评估结构在设计荷载下的整体稳定性和安全性,包括关键构件的承载能力、变形情况等。
如果结构不满足要求,可以通过修改材料参数、截面尺寸等优化结构设计,再次进行分析。
由于ANSYS具有强大的计算能力和灵活的模拟功能,可以对不同设计方案进行比较,从而找到最优的结构方案。
总之,基于ANSYS的钢筋混凝土结构有限元分析研究可以提供结构设计和优化的科学依据,增强结构的安全性和经济性。
ansys分析钢结构稳定问题
ANSYS软件分析轴压和压弯构件的稳定性问题摘要:轴心受压杆件和压弯杆件广泛应用于工程中,本文通过ansys软件对该两种杆件进行分析,对于轴心受压杆件,运用beam189、solid95、shell65单元,进行弹性稳定分析和非线性分析,得到其屈曲荷载和变形情况;对于压弯杆件,在集中荷载和分布荷载的条件下,运用beam3单元进行非线性分析,得到其最大弯矩值,通过和理论值相比较,验证其正确性。
关键词:ANSYS;轴心受压杆件;压弯杆件;非线性分析Abstract:Axial strut pieces and bending rods are widely used in engineering. This paper, using ANSYS software, analyzes the two rods. For Centrally Compressed Members, this paper using beam189, solid95, shell65 unit, carries out elastic stability analysis and nonlinear analysis, getting the buckling load and deformation. For the bending rod under conditions of concentrated loads and distributed loads, nonlinear analysis was conducted using beam3 unit, getting its greatest moment, and was compared to theoretical value to verify its correctness.Keywords: ANSYS;Centrally Compressed Members; the bending rod member; nonlinear analysis钢材具有高强度、质轻、力学性能良好的优点,是制造结构物的一种极好的建筑材料,所以广泛运用于工程实例中,它和钢筋混凝土结构相比,对于充任相同受力功能的构件,具有截面轮廓尺寸小、构件细长和构件柔薄的特点。
工程力学毕业设计:基于ansys钢结构在地震波激励下的动态分析
本科毕业论文题目: 基于ansys 钢结构在地震波激励下的动态分析学 院:理学院 专 业:工程力学 学 号: 201007152012 学生姓名:卢超超 指导教师:龚相超 日 期:二〇一四年六月摘要在建筑结构中,钢结构具有抗震性能高、工业化生产程度高、施工周期短、节能环保、便于运输、施工速度快、延展性好等优点,特别是钢结构建筑所具有的延展性可以衰减地震波,减少地震对建筑的破坏性。
近些年来,地质灾害频发,地震引起的结构倒塌破坏越来越引起人们的关注。
本文在理论分析的基础上,通过室内实验和数值模拟,主要进行了以下几个方面的工作:本论文以刚架结构为研究对象,对结构建立不同的简化模型,和不同的方法研究其在地震波激励下的动态响应分析。
通过模态分析,得到钢结构水平振动的前十个振型和相应的固有频率。
在输入地震波的情况下,采用瞬态动力学分析技术,确定了结构的动力响应。
通过ansys软件进行仿真分析,同理论分析进行比较,从而对结构在地震分析中的一些常规方法有一个全面的理解。
关键词: 钢结构;地震波;动力响应;瞬态分析AbstractIn building structure, steel structure has high shock resistant performance, high degree of the industrialization, the construction period is short, energy saving and environmental protection advantages, convenient transportation, fast construction speed, good ductility, especially the ductility of steel structure can reduce the attenuation of seismic waves, destructive earthquakes on buildings. In recent years, geological disasters, collapse caused people's concern more and more structure caused by the earthquake.In this paper, on the basis of theoretical analysis, through the indoor experiment and numerical simulation, the main work is summarized as follows: in this thesis, the rigid frame as the research object, a simplified model of the structure is different, and different methods to study the seismic wave dynamic response analysis. Through the modal analysis, get the horizontal vibration of steel structure of the first ten frequencies and corresponding natural. In the input earthquake waves, the transient dynamics analysis, the dynamic response of the structure. The simulation analysis by ANSYS software, with the theoretical analysis, in order to have a comprehensive understanding of some conventional methods in seismic analysis of structure.Key words: Steel structure; Seismic wave; Dynamic response; Transient analysis目录1 绪论 (1)1.1 研究的目的及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 存在的问题和不足 (1)1.4 主要研究内容 (2)2 基本理论 (2)2.1 模态分析 (2)2.1.1 模态分析定义与目的 (2)2.1.2 模态分析基础理论 (2)2.1.3 模态提取方法.............................................................. 错误!未定义书签。
基于ANSYS框架结构地震荷载分析
高层建筑体系的发展 钢筋混凝土有限元分析 高层建筑结构的分析软件 有限单元法理论 结构计算方法的发展 本论文主要内容
一、高层建筑发展概况
1:工业革命后建筑技术成就
18世纪末至19世纪末,欧洲和美国的工业革命带来了生产力的发展与 经济的繁荣。这时期,城市化发展迅速,城市人口高速增长。钢结构的 发展和电梯的出现则促成了多层建筑的大量建造。
Beam4单元特点:
1. 两单元长度和横截面积均不能为零。如果没有大的剪切变形,它 的惯性矩可以为零。
2. 在梁单元中,对于惯性矩的计算,横截面可以是任意形状。但是 ,应力计算时取界面低端到中性轴的距离为相对应的界面高度 的一半。单元高度仅仅在弯曲计算和热应力分析时才会使用
3. 温度梯度在高度方向和长度方向一般都认为是线性的 4. 如果刚度矩阵一致,注意比例,因为这是计算单元应力的依据,
➢ 对于建筑结构,自身重量是最直接也是首先需要考虑 的荷载形式。下面内容就是主要计算结构在自重作用 下的位移分布和应力分布。
图3-1 位移约束
图3-2 模型的竖向位移分布
图3-3 模型的等效应力分布
➢ 在自重作用下,梁、板、柱和剪力墙均产生了不同 程度的位移。随着高度的变化位移也成规律性变化。 由于底部支座的约束作用,可将最下部结构视为固 定端,位移为零。如图所示3-2所示,最大位移的数 量级较小,可将其忽略,近似为零。因此可得出结 论结构顶层位移最大,高度的变化与位移近似成正 比。
4.1.3结构抗震分析计算方法
(一)通过查阅规范,得到长春市抗震设防烈度为7度,加
速度0.1g。ma=x0.08,ξ=0.5,则 =0.012, =1,γ2 =0.9,
➢ 板所产生的应力明显比梁要小的多,且跨度越小板 应力越小。柱与剪力墙的应力与高度近似成反比; 整体结构的应力最大值发生在二层顶梁处。
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基于ANSYS的高层钢结构抗震及稳定
性分析共3篇
基于ANSYS的高层钢结构抗震及稳定性分析1
基于ANSYS的高层钢结构抗震及稳定性分析
随着城市化进程的不断加快,建筑高度和层数不断增加,高层建筑的结构安全问题越来越受到人们的关注。
而地震是高层建筑结构安全的关键因素之一,抗震设计成为高层建筑结构设计的重点之一。
而对于钢结构而言,钢材的高强度、可塑性好、适应性强等特点,使得钢结构成为高层建筑结构的重要选择。
本文将以基于ANSYS的高层钢结构为对象,探讨其抗震及稳定性分析。
1. 建立高层钢结构有限元模型
在进行高层钢结构的抗震及稳定性分析前,需要先通过ANSYS 等有限元软件建立高层钢结构的有限元模型。
建立模型需要考虑高层钢结构的结构特点和工程实际情况,确定结构参数、节点分布及约束情况。
2. 高层钢结构抗震分析
地震对高层建筑结构的影响主要体现在地震作用下建筑结构内部产生的地震应力和滞回曲线等。
因此,在进行高层钢结构的抗震分析时,需要考虑其受到的地震作用,分析结构内力和变
形等参数。
首先,需要进行地震作用下钢结构模型的动力特性分析。
在这一步中,可以使用ANSYS中的模态分析功能,以得到结构在不同模态下的自然频率和振型。
其次,根据钢结构在地震作用下的动力特性,进行地震反应谱法抗力设计。
地震反应谱是描述结构在不同频率下受到地震作用时的反应的一种方法,可以分析结构受到的地震作用下的最大位移、加速度和力等参数。
对于高层钢结构,可以通过ANSYS中的响应谱分析功能进行计算。
最后,通过引入钢结构弹塑性性能纳入分析中,能够更加精准地分析高层钢结构在地震作用下的受力性能。
3. 高层钢结构稳定性分析
高层钢结构的稳定性是结构设计或构件设计中必须考虑的重要问题。
高层钢结构结构体系复杂,其极限状态的稳定性较低。
在进行高层钢结构的稳定性分析时,需对结构进行屈曲分析,以了解梁和柱在地震作用下的稳定性。
在进行屈曲分析时,需要先得到高层钢结构构件的稳定系数。
计算稳定系数主要包括两种方法:固定端支承系数法和简支承系数法。
在计算稳定系数后,可以通过在ANSYS中模拟实际情况中的加载进行计算,得到梁和柱的屈曲荷载、稳定系数等参数。
4. 结论
通过以上分析,可以得出高层钢结构的抗震和稳定性分析结果,进一步完善钢结构设计,提高其结构安全。
除了针对高层钢结构的抗震和稳定性分析,还应关注结构的防火问题、疲劳寿命、抗风等方面,以全面提升高层钢结构的安全性和可靠性。
在高层建筑结构设计中,钢结构已成为重要的选型之一,其可靠性和安全性深受建筑师和业主的青睐。
而高层钢结构的抗震及稳定性分析则是提高结构安全性的重要工作之一。
通过ANSYS等有限元软件建立高层钢结构的有限元模型,进行抗震
分析和稳定性分析,将能够得出针对高层钢结构的优化方案,全面提升钢结构的安全性和可靠性
综上所述,高层钢结构的抗震和稳定性分析是建筑结构设计中必不可少的重要环节。
通过采用ANSYS等有限元软件建立高层钢结构的有限元模型,进行抗震分析和稳定性分析,可以得到针对高层钢结构的优化方案,全面提升其安全性和可靠性。
除此之外,还应关注结构的防火问题、疲劳寿命、抗风等方面,以确保高层钢结构的安全运行。
高层钢结构的广泛应用,必将为现代城市建设提供更加坚固和可靠的支撑
基于ANSYS的高层钢结构抗震及稳定性分析2
随着经济的发展,高层建筑的数量不断增加,因此高层钢结构的抗震及稳定性分析显得尤为重要。
本文将介绍一种基于ANSYS的高层钢结构抗震及稳定性分析方法。
首先,介绍一下ANSYS软件。
ANSYS是一款功能强大的工程仿
真软件,可以模拟各种工程问题,如结构分析、流体力学、热传导等。
ANSYS软件的使用不仅可以提高工作效率,还可以大
大降低工程设计的成本和风险。
高层钢结构的抗震分析是指在地震荷载作用下,评估高层钢结构的稳定性和抗震能力。
首先需要建立高层钢结构的有限元模型,包括所有钢构件的尺寸、材料性能以及支座位置等信息。
然后确定地震波的参数,建立地震荷载模型,并将其作用于有限元模型上,从而得到结构的响应。
在进行高层钢结构抗震分析时,需要考虑许多因素,如结构柔性、耐久性、层间刚度等。
其中最重要的因素是结构的初始刚度矩阵。
初始刚度矩阵是指在结构未受到外力时,结构受到单元内应力的影响所形成的初始状态下的结构刚度矩阵。
该矩阵可以反映结构的初始刚度性质,对结构的抗震分析至关重要。
在分析完高层钢结构的抗震能力之后,我们还需要对其稳定性进行分析。
稳定性是指在外界荷载作用下,结构是否能保持其原有的几何形态和材料性质不变。
如果结构不能保持其稳定性,就容易出现倒塌现象。
对于高层钢结构而言,稳定性的分析尤为重要,因为钢结构在受到剪力、挠度等荷载作用下容易失稳。
在高层钢结构的稳定性分析中,最重要的是确定结构的临界荷载和应变路径。
临界荷载是指结构突然失稳的最小荷载,应变路径是指在结构失稳之前,各构件所受应变的路径。
在确定这两个参数后,我们就可以通过建立稳定性模型,并利用ANSYS
软件进行计算,从而得到结构的稳定性参数。
综上所述,本文介绍了一种基于ANSYS的高层钢结构抗震及稳定性分析方法。
该方法可以使工程师更加直观地了解结构的响应和稳定性情况,从而更好地进行钢结构的设计和优化。
但需要注意的是,本文仅是一种基础的理论介绍,实际分析中还需要考虑很多其他因素,因此需要工程师具备一定的专业知识和经验才能进行准确分析
通过本文的介绍,我们可以发现,高层钢结构的抗震及稳定性分析是非常重要的。
采用基于ANSYS的分析方法,可以更加直观地了解结构的响应和稳定性情况,从而更好地进行钢结构的设计和优化。
由于钢结构在受到剪力、挠度等荷载作用下容易失稳,因此在实际工程设计中需要更加注意结构的稳定性。
总之,本文介绍的分析方法可以为高层钢结构的设计和施工提供重要的参考,帮助工程师更好地进行实际操作
基于ANSYS的高层钢结构抗震及稳定性分析3
基于ANSYS的高层钢结构抗震及稳定性分析
随着科技的不断发展,越来越多的高层建筑开始采用钢结构。
钢结构具有自重轻、构件较小、施工周期短等优点,广泛应用于高层建筑中。
然而,高层钢结构在面临自然灾害或外部力作用时,容易出现抗震不足或失稳现象。
因此,在设计高层钢结构时,需要进行抗震及稳定性分析以保证结构的安全性。
本文将介绍如何基于ANSYS进行高层钢结构的抗震及稳定性分析。
一、ANSYS简介
ANSYS是一款功能强大的有限元分析软件,可以完成复杂结构的强度、稳定性、振动、热力学、电磁场等各种分析。
通过ANSYS软件,可以在计算机上进行模拟实验,预测结构在受力作用下的性能,避免试验过程中的安全问题和成本问题。
ANSYS软件可以模拟不同的物理环境,包括静力学、动力学、热力学、电磁场等,可以模拟不同的材料特性,包括线性、非线性、金属、复合材料等。
ANSYS软件可以帮助工程师进行结构力学分析、流体力学分析、声学分析、热力学分析、电子分析等。
二、高层钢结构的抗震分析
在进行高层钢结构的抗震分析前,需要首先确定结构的受力状态和最不利的载荷组合。
然后,可以通过ANSYS软件进行有限元分析,预测结构在地震等自然灾害中的受力情况。
在进行有限元分析时,需要根据具体的结构特点进行网格划分。
由于钢结构具有较好的刚度和强度,因此,在进行有限元分析时应特别注意材料的非线性特性。
在有限元分析结束后,根据分析结果进行优化设计,确保结构能够承受地震等自然灾害的作用。
三、高层钢结构的稳定性分析
钢结构在高温、大变形或隆起等极端条件下容易失稳,因此,在进行高层钢结构的设计时需要进行稳定性分析。
稳定性分析包括局部稳定性和整体稳定性。
局部稳定性主要考虑构件的弯曲和局部屈曲,而整体稳定性主要考虑结构的整体屈曲。
在进
行稳定性分析时,需要确定构件的长度、截面形状、荷载情况等参数,并进行有限元分析。
在有限元分析时,需要注意材料的非线性特性和刚度变化问题。
根据分析结果进行优化设计,确保结构的稳定性。
四、结论
高层钢结构在设计时需要进行抗震及稳定性分析以确保结构的安全性。
通过ANSYS软件,可以进行高层钢结构的有限元分析,预测结构在受力作用下的性能,并进行优化设计。
在进行有限元分析时,需要注意材料的非线性特性和刚度变化问题。
在进行稳定性分析时,需要注意构件的弯曲和局部屈曲、整体屈曲等因素。
通过对高层钢结构的抗震及稳定性分析,可以保证结构的安全性,为高层建筑的设计提供参考
高层钢结构具有较好的刚度和强度,在进行设计时需要考虑抗震及稳定性分析以确保结构的安全性。
通过ANSYS软件进行有限元分析,可以预测结构在受力作用下的性能,并进行优化设计。
稳定性分析需要注意构件的弯曲和局部屈曲、整体屈曲等因素。
通过对高层钢结构的抗震及稳定性分析,可以保证结构的安全性,为高层建筑的设计提供可靠参考。