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《ANSYS數(shù)值計(jì)算在土木工程中的應(yīng)用及最新進(jìn)展》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、四川大學(xué)土木工程結(jié)構(gòu)計(jì)算研究所 在結(jié)構(gòu)數(shù)值分析方面的最新工作熊峰博士四川大學(xué)土木工程系教授概述背景正在進(jìn)行的項(xiàng)目今后開展的工作結(jié)論背景（1）現(xiàn)代土木工程結(jié)構(gòu)正向大型化、復(fù)雜化方向發(fā)展，需要高精度的結(jié)構(gòu)分析與精確的過(guò)程仿真，作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工的基礎(chǔ)；利用數(shù)字技術(shù)替代結(jié)構(gòu)整體試驗(yàn)了解結(jié)構(gòu)受力性能已成為經(jīng)濟(jì)、可靠的捷徑；計(jì)算力學(xué)的發(fā)展為結(jié)構(gòu)數(shù)值分析提供了理論基礎(chǔ)，有限差分法、有限元法、邊界元法…，新算法研究（并行計(jì)算、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、反問(wèn)題算法），本構(gòu)理論的發(fā)展等；計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展為高性能計(jì)算提供了條件，三維可視化建模技術(shù)、并行大容量計(jì)算系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)。背景（2）1991年，
2、美國(guó)“國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)委員會(huì)”提出計(jì)算機(jī)仿真分析與建模是美國(guó)新時(shí)期應(yīng)優(yōu)先發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一；工程研究進(jìn)入新時(shí)期，美國(guó)自然科學(xué)基金建立機(jī)構(gòu)“GeorgeE.BrownJr.NetworkforEarthquakeEngineeringResearch(NEES)”，專門從事地震工程研究，集實(shí)驗(yàn)、計(jì)算為一體，利用實(shí)驗(yàn)室和寬帶網(wǎng)構(gòu)建研究平臺(tái)。15個(gè)裝備先進(jìn)的大型實(shí)驗(yàn)室+網(wǎng)絡(luò)計(jì)算系統(tǒng)NEESgrid；數(shù)值分析的實(shí)現(xiàn)需要操作者具備良好的計(jì)算力學(xué)基礎(chǔ)+工程結(jié)構(gòu)知識(shí)+分析經(jīng)驗(yàn)，熟練建模、選擇計(jì)算方法、對(duì)結(jié)果作出正確的解釋是任一項(xiàng)分析所要求的。結(jié)構(gòu)分析對(duì)軟件的實(shí)用性、準(zhǔn)確性和適用性等方
3、面的要求越來(lái)越高。正在進(jìn)行的項(xiàng)目成都市市政中心抗震性能分析某雷達(dá)天線塔考慮土-樁-上部結(jié)構(gòu)共同工作自振特性研究福堂水電站調(diào)壓井開挖穩(wěn)定性分析高技術(shù)廠房結(jié)構(gòu)微振響應(yīng)分析成都市政中心4號(hào)摟典型平面圖結(jié)構(gòu)總高度72.4m，總寬52.5m，單肢寬13.5m。結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度134.368m；結(jié)構(gòu)沿x軸對(duì)稱，沿y軸嚴(yán)重不對(duì)稱，豎向布置上采取了一邊退臺(tái)、一邊挑出的方案，使重心逐漸向左偏移，各層質(zhì)量、剛度相差較大。層平面圖第一層第十一層第十五層第四層有限元建模桿件單元：BEAM188樓板、墻單元：SHELL181整個(gè)模型共為69243個(gè)單元、55907個(gè)節(jié)點(diǎn)SHELL181混凝土本構(gòu)關(guān)系
4、Saenz公式表示的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系計(jì)算中簡(jiǎn)化的混凝土本構(gòu)關(guān)系鋼材用兩線型本構(gòu)模型計(jì)算工況模態(tài)分析譜分析中震下彈性時(shí)程分析大震下彈塑性時(shí)程分析Mises屈服準(zhǔn)則+隨動(dòng)強(qiáng)化模型輸入地震波人工模擬波美國(guó)SanFernandoM6.5地震記錄二個(gè)分量結(jié)構(gòu)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位移反應(yīng)最大水平位移和同時(shí)刻平均位移比值樓層A1波TH1波TH3波Umax(mm)U0Umax/U0Umax(mm)U0Umax/U0Umax(mm)U0Umax/U013.081.621.913.842.001.923.701.951.90320.1
5、10.91.8424.413.61.8023.513.21.78431.717.41.8238.023.61.6137.121.41.73659.833.11.8171.045.11.5770.041.01.71775.841.21.8989.455.41.6188.650.61.751012965.71.9715584.61.8415178.21.931216789.31.872031171.741931021.8814205120.01.702491521.632341391.6815223140.01.592711761.542541611.57層間位移變形形
6、式：頭部彎剪型，尾部彎曲型剪力墻應(yīng)力反應(yīng)柱內(nèi)力反應(yīng)樓層1區(qū)2區(qū)3區(qū)V（kN）V/fcAV（kN）V/fcAV（kN）V/fcA15260.0174780.0273560.02622810.0091350.0082800.02034500.0144460.02610930.07944100.0134460.0267980.05854470.0146050.0353720.035TH1波作用下柱最大剪力及剪壓比柱等效應(yīng)力樓板應(yīng)力反應(yīng)大震下位移反應(yīng)4號(hào)樓抗震性能分析結(jié)論該結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性能，中震作用下，結(jié)構(gòu)基本處于彈性狀態(tài)，大震作用下，有足夠的抵御變形的能力，保證不倒
7、塌。中震作用下，結(jié)構(gòu)變形呈彎剪型，無(wú)位移薄弱層。剪力墻承擔(dān)了85%的總剪力，說(shuō)明剪力墻布置合理。結(jié)構(gòu)左端剪力墻形成的筒體為薄弱區(qū)域，在中震作用下，局部達(dá)到屈服狀態(tài)，應(yīng)予以加強(qiáng)。柱剪壓比能滿足規(guī)范規(guī)定的小震下的限值，表明柱的抗剪承載力較高。軸壓比均不大于0.7，應(yīng)力分析表明，柱未見屈服。梁在圓弧端部和與連廊連接的部位出現(xiàn)明顯的軸力，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按偏壓（拉）構(gòu)件計(jì)算雷達(dá)天線塔考慮土-樁-上部結(jié)構(gòu)共同工作自振特性研究某雷達(dá)天線塔，高9m，半徑3.2m,采用人工挖孔擴(kuò)底灌注樁基，共8根樁，樁徑1m，承臺(tái)厚1.3m，位于較軟弱的地基上。因工藝要求需要了解結(jié)構(gòu)的自振頻率有限元模
