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· 工程结构·
基于 ANSY S的高层框架结构地震响应分析
母恩喜,陈
(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 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。
【关键词】框架结构; ANSYS; APDL; 地震波; 地震响应; 时程分析
【中图分类号】 TU35211 + 2 【文献标识码】 A
目前框架结构仍然是最常见的结构形式,对其进行研究和翘曲,同时也支持大转动和大应变等非线性,而且可以直
分析还有一定的现实意义。现在广泛应用的专业结构设计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
软件,采用了过多的假定,计算结果往往误差偏大。对于一梁结构。定义时需要三个节点,定位节点与主节点应位于同
些重要的建筑,可能会有严重的危害,这已经引起了设计人一个平面内,以确定梁的截面主轴方向。与其他的梁单元相
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比,BEAM188有更强的非线性分析能力,而且有强大的横截
算分析。ANSYS作为大型通用有限元软件,已经在很多领域面定义功能,能够自由定义各种截面。常用的命令有:
广泛应用了,但对于结构设计的一线人员用得还不多。本文 SECTYPE———定义梁截面的 ID 号,截面形状以及截面
就尝试用 ANSYS对常见的高层框架混凝土结构进行分析。网格加密水平;
SECDATA———指定横截面的类型以及参数;
1 工程概况
PUSSOL———输出梁单元横截面的计算结果。
本文计算的为一框架- 筒体结构,层高 3 m ,总 18层,结 212 有限元建模
构总高度 54 m,其平面布置如图 1,结构模型参数见表 1。对于比较规则的结构采用 ANSYS自带的 APDL 语言,用
命令流建模十分方便,而且便于修改和移植,运算速度也比
较快。本文用的主要命令流为:
/p rep7
et, 1, beam 188 ! 梁单元类型
et, 2, she ll63 ! 筒体,楼板及外墙单元类型
mp , ex, 1, 3125e10 ! C40混凝土
mp ,p rxy, 1, 012 ! 泊松比
图 1 结构平面示意 mp , dens, 1, 2700 ! 密度
sectype, 1, beam, rect ! 框架柱截面定义
表 1 结构模型参数
secda ta, 111, 111
构件截面尺寸(m ) 混凝土强度等级弹性模量 E (MPa)
k, 5000, 22, 8, 72 ! 设置 beam 188单元节点的方向
框架柱 111 ×111 C40 3125 ×104
3 do, i, 1, 1021, 60 ! 生成模型
外环梁 014 ×016 C40 3125 ×104
内框架梁 015 ×018 C40 3125 ×104 l, i, i + 60
次梁 013 ×015 C40 3125 ×104 3 enddo———
筒体墙肢 013 C40 3125 ×104 建