我国地震频繁发生,甚至发生过非常严重的地震,这与我国的地理位置和地质条件有关,我国位于世界两大地震带――环太平洋地震带与欧亚地震带之间,导致我国震灾十分严重。不管是1976年的唐山大地震,还是近年来的汶川地震和玉树地震对,不仅死伤人数还是财产损失都十分的严重,其中,对建筑物造成的损害尤为严重,很多地方的民房倒塌率达到八成以上。但当前的科技水平尚无法预测地震的到来,可以预见在未来很长一段时间地震还是无法提前准确的预测到。对于地震,我们更应该做的是提高建筑抗震等级、做好防御。
1。3 有限元法理论
随着计算机在数值计算方面应用越来越广泛,很多过去单靠力学方法无法解决的问题一个一个被解决,而有限元法又是数值分析当中应用最广发展最快的一个方法。它是由做飞机结构分析时用到的矩阵分析法衍生出来,现在使用已经越来越普遍,应用范围也越来越广,不仅仅用于各种力学分析,在电磁、大气研究甚至医学等领域都得到应用。
有限元法是用来求解微分方程组或积分方程组数值解的数值技术。[ ]有限元法的基本思想:先把一个原来是连续的系统剖分成有限个单元,且它们相互连接在有限个节点上,再对每个单元由分块近似的思想,从而将一个无限自由度的问题转化为有限自由度的问题。然后再利用力学中的有关原理,根据单元间的几何关系,引入边界条件,导出一组代数方程来求解这些节点值,求出这些节点值就得到节点位移,然后得到所要求的变量。
1。4 ANSYS软件介绍
ANSYS有限元软件是一个软件包,随着不断的发展和收购,功能越来越强大,内设多个模块。ANSYS应用范围十分广泛,通常被应用于机械制造、土木工程、水利航天等领域。[ ]软件本身功能也是十分强大,其基于系统与嵌入式软件的创新在每个领域都在持续的创新。ANSYS软件还可以与许多软件进行连接,进行数据的分享,模型的导入等等,让该软件的使用更具效率。
ANSYS软件主要包括三个部分:前处理模块,分析计算模块和后处理模块前处理模块提供了强大的实体建模及网格划分工具,用户可以方便地构造有限元模型。分析计算模块包括结构分析、动力学分析、电磁场分析、压电分析等等,可模拟多种物理介质的相互作用。后处理模块包括通用后处理模块POST1和时间历程后处理模块POST26。[ ]可将计算结果以彩色等值线、矢量显示、云图显示、立体显示、透明及半透明显示等图形方式显示出来,也可将位移、应力、应变等结果以列表或者曲线形式显示出来。论文网
1。5 论文主要内容
1、根据实际图纸以及相关的建筑规范在ANSYS中进行建模,这是有限元计算分析过程中非常重要的环节,是进行后续一系列分析的基础。为方便建模和后续分析,适当的对次要部分进行简化和忽略。考虑本文对框架办公楼的分析是在弹性范围内,选取BEAM188和SHELL181单元来模拟柱、梁和板。在该模型中考虑楼梯对结构抗震的影响,所以并未忽略,而是将楼梯梁,楼梯休息平台和楼梯段按实际尺寸来建模。
2、进行了模态分析,得到结构的固有频率和前十阶振型。为接下来的地震响应谱分析做了准备。
3、最后是分析结构在地震波下的响应,输入地震加速度反应谱,求出建筑结构的应力和应变情况,对许相关部分进行比较分析,为检验抗震性能提供依据。
2。 工程概况
2。1 建筑结构说明