ANSYS瞬态分析计算结果处理

详细介绍了ansys瞬态动力学分析,并带有实例。

第四章

瞬态动力分析

详细介绍了ansys瞬态动力学分析,并带有实例。

第四章：瞬态动力分析 第四章：第一节： 第一节：瞬态动力分析的定义和目的 第二节： 第二节：瞬态分析状态的基本术语和概念 第三节： 第三节：在ANSYS中如何进行瞬态分析 中如何进行瞬态分析 第四节：瞬态分析实例 第四节：

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瞬态分析

第一节：定义和目的 第一节：什么是瞬态动力分析? 什么是瞬态动力分析 它是确定随时间变化载荷(例如爆炸)作用下 它是确定随时间变化载荷(例如爆炸) 结构响应的技术； 结构响应的技术； 输入数据： 输入数据： – 作为时间函数的载荷 输出数据： 输出数据： – 随时间变化的位移和其它的导出量，如：应 随时间变化的位移和其它的导出量， 力和应变。 力和应变。

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瞬态分析

定义和目的(接上页) 接上页)瞬态动力分析可以应用在以下设计中： 瞬态动力分析可以应用在以下设计中： 承受各种冲击载荷的结构，如：汽车中的门和缓 承受各种冲击载荷的结构， 冲器、建筑框架以及悬挂系统等； 冲器、建筑框架以及悬挂系统等； 承受各种

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第四章

瞬态动力分析

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第四章：瞬态动力分析 第四章：第一节： 第一节：瞬态动力分析的定义和目的 第二节： 第二节：瞬态分析状态的基本术语和概念 第三节： 第三节：在ANSYS中如何进行瞬态分析 中如何进行瞬态分析 第四节：瞬态分析实例 第四节：

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瞬态分析

第一节：定义和目的 第一节：什么是瞬态动力分析? 什么是瞬态动力分析 它是确定随时间变化载荷(例如爆炸)作用下 它是确定随时间变化载荷(例如爆炸) 结构响应的技术； 结构响应的技术； 输入数据： 输入数据： – 作为时间函数的载荷 输出数据： 输出数据： – 随时间变化的位移和其它的导出量，如：应 随时间变化的位移和其它的导出量， 力和应变。 力和应变。

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瞬态分析

定义和目的(接上页) 接上页)瞬态动力分析可以应用在以下设计中： 瞬态动力分析可以应用在以下设计中： 承受各种冲击载荷的结构，如：汽车中的门和缓 承受各种冲击载荷的结构， 冲器、建筑框架以及悬挂系统等； 冲器、建筑框架以及悬挂系统等； 承受各种

LGJ-240/30

s275.96

VItm40

1、比载g132.74952892g231.71908972g364.46861864g428.01594887g511.07986665g643.097854g7

65.413808

项目最低温应力113.68比载32.74952892

温度-20g/应力0.28808523

顺序号A

3、临界档距

LAB-0.1238LAC-6840LBC

-6153.624

A977.8859675166.0354881

d

tn

1072.5316441006.1006534156.202789784.893391122.7634451857.4250354278.966234

最大比载（g7覆冰有风）113.6865.41380767

-50.575420546

C

-1.29469E-07-3206.43459-0.11864647

B227.7393453

21.6

-20

年平均温度

71.0532.74952892

100.460936368

B

956260.96542.13321052

51865.20938破坏应力

284.2

Vm

25

977.88597166.03549

227.73935

2、控制条件应力

有效档距为：166.035和227.

根据规范所得,植筋表格计算式

植筋拉拔试验拉拔力拉拔力(kN) 序号 钢筋级别 钢筋规格 钢筋截面积(mm2) 拉拔力(kN) 钢筋截面积(

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

235 235 235 235 335 335 335 335 335 335 335 335 335 335 335 335 400 400 400 400 400 400 400 400 400

A6.5 A8 A10 A12 B8 B10 B12 B14 B16 B18 B20 B22 B25 B28 B32 B30 C8 C10 C12 C14 C16 C18 C20 C22 C25

10.5625 16 25 36 16 25 36 49 64 81 100 121 156.25 196 256 225 16 25 36 49 64 81 100 121 156.25

7.02 10.63 16.61 23.92 15.16 23.68 34.10 46.41 60.62 76.72 94.72 114.61 148.00 185.65 242.48 213.12 18.10

根据SATWE计算结果手工配筋

一、SATWE梁的计算结果的含义：

1、 加密区和非加密区箍筋都是按用户输入的箍筋间距计算的，并按沿梁全长箍筋的面积配

筋率要求控制。

若输入的箍筋间距为加密区间距，则加密区的箍筋计算结果可直接参考使用，如果非加 密区与加密区的箍筋间距不同，则应按非加密区箍筋间距对计算结果进行换算；

1） 用户输入的箍筋间距信息在SATWE参数设置框中

2） 沿梁全长箍筋的面积配筋率要求，见《混规》11．3．9 梁端设置的第一个

箍筋距框架节点边缘不应大于50mm。非加密区的箍筋间距不宜大于加密区箍筋间距的2倍。沿梁全长箍筋的面积配筋率ρsv应符合下列规定：

3） 如何进行换算？

保持总的配箍率不变，当加密区间距为100，非加密区间距为200，则应对非加密区箍筋面积进行换算，假设换算前后面积分别为ASV1、ASV2，间距分别为S1、S2，则有：ASV1/ S1= ASV2/ S2.

2、算例

下面的梁为百盛米厂第三层右边数过来第四根边梁。

该梁有关信息如下：

截面参数 (m) B*H = 0.250*0.600

保护层厚度 (mm) Cov = 30.0

箍筋间距 (mm) SS =

高层建筑结构计算程序SATEWE的计算结果分析

维普资讯

5 6

第3 2卷第 1 5期 20 0 6年 8月

山西建筑 S HANXI ARCH I CTURE TE

V0 _2 NO 1 l3 . 5 Au 2 0 g. 06

文章编号：096 2 (0 6 1.0 60 10—8 5 2 0 )50 5—2

高层建筑结构计算程序 S E AT WE的计算结果分析李勤摘要：据设计经验， S WE空间组合结构有限元分析软件的计算结果与有关规程的条款内容进行分析对照并做根对 AT了总结，以对结构设计人员确定计算结果有所帮助。可 关键词：高层建筑，结构分析，计算结果，出文件输中图分类号： U9 3 T 7文献标识码： A

重以致引随着经济的高速发展，我国高层建筑发展迅速，A WE是专或水平地震作用下，力荷载产生的二阶效应不至过大， ST门为多、高层建筑结构分析与设计而研制的空间组合结构有限元起结构的失稳倒塌。输出结果如不满足《高规》强制性条款 5 4 4 . .应也就是提高结构的刚分析软件，用于各种体型复杂的高层混凝土框架、剪、力条的规定，调整并增大结构的侧向刚度，适框剪刚重比)。另外，对于是否应考虑重力二阶效墙、简体等结构，随着软件的广

SATWE软件计算结果分析

一、位移比

规范条文：

新高规3.4.5规定：结构平面布置应减少扭转的影响。在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍；B级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构及本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。

基本概念：位移比包含两项内容

（1）楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值； （2）楼层竖向构件的最大层间位移与平均层间位移的比值；

计算位移比仅考虑墙顶，柱顶等竖向构件上节点的最大位移，不考虑其他节点的位移。位移比可以用结构刚心与质心的相对位置（偏心率）表示，二者相距较远的结构在地震作用下扭转效应较大，位移比是控制结构整体抗扭特性和平面不规则性的重要指标。 钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度应区分为A级和B级： A级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑最大适用高度

抗震设防烈度 结构体系 非抗震设计 6度 7度 8度 9度 0.20g 0.30g 70 60 50 40 35 ------- 框架

150 130 1

§3.1瞬态动力学分析的定义

瞬态动力学分析（亦称时间历程分析）是用于确定承受任意的随时间变化载荷结构的动力学响应的一种方法。可以用瞬态动力学分析确定结构在稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下的随时间变化的位移、应变、应力及力。载荷和时间的相关性使得惯性力和阻尼作用比较重要。如果惯性力和阻尼作用不重要，就可以用静力学分析代替瞬态分析。 瞬态动力学的基本运动方程是：

其中：

[M] =质量矩阵 [C] =阻尼矩阵 [K] =刚度矩阵 { }=节点加速度向量

{ }=节点速度向量 {u} =节点位移向量

在任意给定的时间 ，这些方程可看作是一系列考虑了惯性力（[M]{ }）和阻尼力（[C]{ }）的静力学平衡方程。ANSYS程序使用Newmark时间积分方法在离散的时间点上求解这些方程。两个连续时间点间的时间增量称为积分时间步长（integration time step）。

§3.2学习瞬态动力学的预备工作

瞬态动力学分析比静力学分析更复杂，因为按“工程”时间计算，瞬态动力学分析通常要占用更多的计算机资源和更多的人力。可以先做一些预备工作以理解问题的物理意义，从而节省大量资源。例如，可以做以下预备工作：

1.首先分析一个较简单模型。

§3.1瞬态动力学分析的定义

瞬态动力学分析（亦称时间历程分析）是用于确定承受任意的随时间变化载荷结构的动力学响应的一种方法。可以用瞬态动力学分析确定结构在稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下的随时间变化的位移、应变、应力及力。载荷和时间的相关性使得惯性力和阻尼作用比较重要。如果惯性力和阻尼作用不重要，就可以用静力学分析代替瞬态分析。

瞬态动力学的基本运动方程是：

其中：

[M] =质量矩阵

[C] =阻尼矩阵

[K] =刚度矩阵

{}=节点加速度向量

{}=节点速度向量

{u} =节点位移向量

在任意给定的时间，这些方程可看作是一系列考虑了惯性力（[M]{}）和

阻尼力（[C]{}）的静力学平衡方程。ANSYS程序使用Newmark时间积分方法在离散的时间点上求解这些方程。两个连续时间点间的时间增量称为积分时间步长（integration time step）。

§3.2学习瞬态动力学的预备工作

瞬态动力学分析比静力学分析更复杂，因为按“工程”时间计算，瞬态动力学分析通常要占用更多的计算机资源和更多的人力。可以先做一些预备工作以理解问题的物理意义，从而节省大量资源。例如，可以做以下预备工作：

1.首先分析一个较简单模型。创建梁、质量体和弹簧组成的模型，以最小的

问题描述：土特性：c＝30KPa，摩擦角为25，剪胀角20，用莫尔库伦模型，垂直挖了

11m，位移有多大？

基坑深11m，宽度为40m，取平面应变单元计算。并因为对称取一半计算。 分三次挖土，第一次2m，第二次4m，第三次5m，不设任何支撑和挡土结构。

1、根据朗肯主动土压力概念结合莫尔库仑原理知识，对基坑的临界深度手算结果如下：

z0?2c/(?Ka)=2*30/(19.11*tan(45-25/2))=4.9m 亦即，基坑开挖近5m处时土体即处于临界状态。

2、由于各软件收敛准则（如容许误差等）有异，而且土体在开挖5m左右时已经达到破坏，因此比较最终计算状态意义并不大。

3、鉴于以上原因，我们将plaxis与abaqus在开挖第一步、第二步（开挖深度为6m，较接近于手算临界深度）的结果分别进行了比较，结果如下图所示。

由下图对比结果可以看出，plaxis与abaqus在开挖的这两个阶段，不论是从位移大小，还是从变形规律方面吻合得都很好。

此外，虽然由于容差等差别，最终计算的位移abaqus要比plaxis大很多（实际上，土体达到破坏后的计算结果值并没有现实价值，只是给出一个破坏趋势可以作为参考；而且有限元分析中利用的是插值元函数，计算精度