高层框架结构三维仿真.pdf

太原理工人学硕十研究t学位论文y788皇15高层框架结构的三维仿真摘要本论文通过有限元分析软件ANsYS对某工程进行了结构静力分析、模态分析、地震加速度反应谱分析和动力时间历程分析。在对结构进行时程分析时,考虑结构一土共同作用,并与不考虑结构一土共同作用时的分析结果进行了比较。本工程的结构形式为框架一筒体混凝土结构,总高度54m,18层,层高3m。对这样的结构采用ANSYS软件进行有限元分析,其结果除了为实际工程的设计和施工提供数据和结论外,其方法对于同类型结构的分析也具有一定的参考意义。本论文主要由以下几部分组成:(J)在对结构进行一定的简化之后,建立了符合实际情况的静力模型和动力模型。(2)通过对静力模型在风荷载和重力荷载作用下的计算,得到了结构在静力作用下的内力和变形。(3)在对动力模型进行模态分析后,得到了结构的自振特性以及结构在各个方向的主振型。』+矽}究生学付论文(4)结合模态分析的结果对结构进行了地震加速度反应谱分析,得到,结构的抗震特性。(5)对结构进行了时程分析,得出结构在地震波作用下的动力响应。(6)考虑结构一土共同作用,对结构进行了时程分析,得出结构在地震波作用下的动力响应。通过上述分析比较后可得到以下结论:(1)此结构刚度比较均匀,扭转效应对结构的影响很小。(2)把基础和上部结构作为两个独立结构单元进行计算的常规方法,忽视了两者相瓦影响和相互作用,因而计算结果不尽合理,基础内力往往偏大;尤其在层数多、荷载多的高层建筑中,不合理现象更为明显。本文对本工程进行结构一土共同作用机理分析表明,基础刚度选择必须结合建筑物的要求、结构型式等因素加以综合考虑。一般来讲,在结构物共同作用整体分析中,由于模型的节点、单元数目较大,计算结果所占硬盘空间较大,尤其在地基参与作用后,情况颇为突出,须在计算方法上做适当的处理。关键词:高层建筑,有限元法,ANsYS,时程分析,结构一土共同作用II太原理J:。BSTRACTInthisthesis,staticanalysis,modalanalysis,elerateresponsespectmmanalysisaIlddynamictime-hiStoryanalysisofanengineeringprojectarecarriedoutbyANSYs(FEMsof船are、.’)l,arddataandresultsfordesigIlandconstmction,:,建筑幕墙己成为建筑外围护结构的支柱产品,由于其加工精度高、质量好、材料多元化、造型多样化,对建筑物有很好的装饰效果,各种性能包括抗风压性能、水密性能、气密性能等优越,起到了很好的装饰、围护作用,而为越来越多的建筑师和业主所熟悉而广泛地采用。我国建筑幕墙(采光顶)工业从1978年开始起步,经过20多年发展,特别是90年代的高速发展,到21世纪初,我国建筑幕墙的年产量、总拥有量、生产厂家、生产能力均居世界首位。2001年我国生产(使用)了约750万m2(其中点式约50万m2)建筑幕墙(采光顶),当年幕墙(采光顶)产量(使用量)占世界总量8000万m2的一半左右。在建筑幕墙(采光项)大发展的同时,相关产业如玻璃、硅酮密封胶、铝合金建筑型材等也同步发展,不仅在数量上满足了幕墙(采光顶)的需要,而且这些行业的产品质量也与世界先进水平相近,有些甚至超过了世界先进水平。这就为建筑幕墙(采光顶)的发展提供了坚实的基础。我国在生产和使用大规模幕墙的过程中,积累了丰富的经验,在建造幕墙的过程中,进行了大量的科学查堕堡±叁。兰:堡主竖壅圭=】ifom),thereforeforsionaleffectsar