基于ANSYS的框架结构风荷载分析..

一、高层建筑结构的通用软件 1. SAP程序系统 2. ADINA程序 3. FEM程序 二、高层建筑结构分析的专用软件 1. STABS软件系列 2. TBSA程序系统 3. SATWE软件 三、本文应用软件ANSYS特点 适用范围广泛 对于土木工程领域，几乎所有的结构和荷载工况都 可以用来建模和分析并进行大规模的计算。

有限元法是随着电子计算机的发展而发展起来的一种 有效的数值方法，它的创立和应用在工程分析中具有 重要的意义。在国外，有限元法在}o年代中起源于航 空工程中飞机结构的矩阵分析，60年代初，许多数学 和力学工作者参加了有限元法的研究，搞清了它的理 论基础，使有限元法得到了很大的发展，被推广用来 求解弹性力学的平面应力问题。在我国，60年代初， 著名数学家冯康教授和他的研究组提出了一种以变分 原理为基础的三角形剖分的近似法，为偏微分方程求 得了近似解，并在严密的数学基础上证明了它的收敛 性、稳定性和误差估计。这个方法就是人们熟知的有 限元法 。有限元法的出现，是数值分析方法研究领域 内重大突破性的进展，从结构分析发展到非结构分析， 从静力计算到动力计算，从弹性问题到弹塑性问题， 几乎在所有的连续介质和场问题中都得到了应用。
Shell63单元特点： 1.壳单元的面积不能为零。 2.不允许单元厚度为零或者在角点减小为零的情况。 3.在壳单元组合中，只要每个单元不超过15度，可很好的产 生一个曲边壳面。 对结构进行分析: 1.对结构进行静力分析即非抗震分析，包括恒载、风荷载、 验算变形等等； 2.对结构进行动力分析即抗震分析，包括在每个节点分别 施加力、抗震分析等。
一、钢筋混凝土有限元分析的意义 钢筋混凝土结构是现代工程建设中，应用最广泛 的结构之一。长期以来，钢筋混凝土结构的分析主要 依靠试验和经验公式，而且主要是针对杆件结构。对 于复杂的混凝土结构主要采用模型试验，或弹性理论 进行分析，对某些结构则用极限平衡理论求的其极限 承载能力。 二、主要用途 用于重大结构，如核电站的安全壳、海上采油平台等。 既可以检验设计，又可以优化设计；既具有经济价值， 又具有研究价值。 用于结构或构件的全过程分析，对结构或构件的性能 及其实际的极限荷载有更深入、正确的了解，能揭示 出结构的薄弱环节，能对其可靠性做出正确的评价。
图1.2 剪力墙结构体系
4.筒体结构体系 剪力墙在平面内围合成箱形，形成一个竖向布置 的空间刚度很大的薄壁筒体；也可加密框架的柱距， 并加强梁的刚度，形成空间整体受力的框筒等，从而 形成具有很好的抗风和抗震性能的筒体结构体系，如 图1.4所示。
图1.4 筒体结构体系
一、手工计算 框架结构体系、剪力墙结构体系、框剪结构体系均 有不同的计算方法。 二、矩阵位移法 包括协同工作分、空间结构分析两种。 三、弹力方法解微分方程 解析解方法方程和半解析解法方程两种。 四、多种单元组合的有限单元法 基本原理：将高层建筑结构离散弹性力学的平面 单元、墙、板元和杆元的组合结构，组成未知数更多的 大型方程求解，从而得到更细致更精确的应力分布。

Beam4单元特点：
1.两单元长度和横截面积均不能为零。如果没有大的剪切变形 ，它的惯性矩可以为零。 2.在梁单元中，对于惯性矩的计算，横截面可以是任意形状。 但是，应力计算时取界面低端到中性轴的距离为相对应的 界面高度的一半。单元高度仅仅在弯曲计算和热应力分析 时才会使用 3.温度梯度在高度方向和长度方向一般都认为是线性的 4.如果刚度矩阵一致，注意比例，因为这是计算单元应力的依 据，如果人为地放大或缩小了横截面属性，应力计算和相 应的应力强化矩阵都将是错误的。 5.在回转仪模型分析中，改变初始位移值对计算影响很大，会 导致真实或虚构特征值存在潜在的错误。 6.该单元不能采用阻尼材料特性。 7.只允许使用应力强化和大变形这两个非线性特性。
功能齐全 建模方法简便 ANSYS软件主要有三种建模方法：实体建模法、直 接生成法和利用CAD系统创建模型。 结构开放 ANSYS通过模块与CAD等系统直接相连，模块使用 均采用人机对话方式，使用方便。 图形功能强大 算法先进 针对不同有限元模型的大小和特点，ANSYS软件提 供不同的解方程方法，以供使用者选择。
基于ANSYS的框架结构风荷载分析
高层建筑体系的发展 结构计算方法的发展 高层建筑结构的分析软件 有限单元法理论 钢筋混凝土有限元分析 本论文主要内容
一、高层建筑发展概况 我国高层建筑的发展与国外类似，经过一段从低到高， 从单一到复杂的发展阶段。1977年广州白云宾馆的建 造，使我国高层建筑的高度突破了100m（33层），此 后广州花园酒店、北京饭店、南京金陵饭店以及广州 白天鹅宾馆等相继出现。深圳、珠海特区的建设，从 一开始就给人们以全新的概念和面貌，高层建筑在这 些新兴城市几乎成了主调，深圳国贸中心大厦的建设 （50层、160m）是它的代表作。直到现今，世界各地 高层，超高层层出不穷，例如：中国台北101大楼， 2004年建成，共101层，楼高509米。马来西亚吉隆坡 双子塔，高452米，88层，1998年完工，是目前世界上 最高的双子楼。
三、高层建筑结构体系 1.框架结构体系 常用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由横梁和柱 通过节点构成承载结构，如图1.1所示。 2.剪力墙结构体系 常用于钢筋混凝土结构中，由墙体承受全部水平 作用和竖向荷载，如图1.2所示。 3.框剪结构体系 是把框架和剪力墙两种结构共同组合在一起形成 的高层建筑给我们的思考 今天随着用地面积的高度缩减，多层、小高层、高层、 超高层，一定是未来城市建筑的一个可持续性发展方 向。随着自然生态环境的复杂变迁、和寰球气候条件 的不断改变，不可预知的突发事件也时有发生，这些 不可抗力的外来因素，就建筑的安全性而言，它将是 建筑科学技术今天要解决和必将面对的问题。今天我 们的高层建筑，大多数是难以应对突发事件和自然灾 害的。当然我的这一说法一定会引起官方和业内人士 的非议，但是；我说的并不是建筑技术的问题，而是 建筑安全的技术干预、和建筑安全的预警机制。建筑 安全问题，不是简单一个技术问题，一个没有公共安 全意识的社会是不会和谐的，是不会应对灾难的，也 不会有发展前途的！