ANSYS框架問(wèn)題計(jì)算實(shí)例

1、實(shí)用文案PAGE 標(biāo)準(zhǔn)文檔 半框架問(wèn)題及梁板復(fù)捌合計(jì)算背首先要選擇分析所奧用的單元類型。在愛(ài)本次分析中，我們愛(ài)將用到在土木工程疤中最常用的兩種單氨元：三維梁?jiǎn)蔚K元擺Beam 188隘 版和三維殼單元矮 Shell 6扳3吧。一般結(jié)構(gòu)中梁柱八可以用梁?jiǎn)卧M盎，而剪力墻和樓板爸則可以用殼單元模擺擬八。盎ANSY耙S艾提供了多種梁?jiǎn)卧茫涞K中鞍Beam 18癌8按單元的好處是可以扳很方便的定義各種罷土木工程常用構(gòu)件俺截面形式，并可以埃很方便的俺在熬GU愛(ài)I盎截面中顯示出來(lái)，敖因此比較受歡迎。盎首先案在奧ANSY背S骯提供的上百個(gè)單元阿中按類別選擇梁?jiǎn)伟嗽疊eam 188哎以及殼單翱元般Shel

2、l 63瓣定義完單元類型后柏，下面就要定義單奧元的一些幾何屬性笆。我們首先來(lái)定義班殼單元。進(jìn)懊入愛(ài)ANSY啊S主菜單的第二項(xiàng)阿，拔Real Con挨stant爸s辦，選哎擇礙Add/Edit按/Delete,按 凹進(jìn)入實(shí)參數(shù)定義窗般口，選般擇靶Ad班d骯按鈕添加實(shí)參數(shù)，案并指定該實(shí)參數(shù)跋和版Shell 63拌 捌單元相關(guān)。艾在實(shí)參數(shù)窗口中輸斑入殼單元的厚度，案在本算例中，殼單般元用作樓板，厚度礙為靶150m拔m翱。需要說(shuō)明的是，俺在有限元軟件中，伴一般都不限制參數(shù)跋的單位制，使用者頒需要根據(jù)具體問(wèn)題案選擇統(tǒng)一的單位制傲。比如對(duì)于本問(wèn)題半采用的就敗是N-m隘m按單位制。皚選擇材料窗口皚中稗Mat

3、erial拜 骯菜單，選叭擇敖New Mate罷ria跋l白，材料編號(hào)癌為拌2斑，輸入混凝土的彈斑性模量和泊松比，懊分別擺為芭3010唉3敖N/mm暗2案和耙0.捌2半。擺下面進(jìn)瓣入礙ANSY八S翱的主菜單的第四個(gè)礙選項(xiàng)，輸入截面信襖息。我們要定義的捌梁?jiǎn)卧孛鏋楣ぷ职嵝徒孛?。首先定義扒柱子，設(shè)定截面編叭號(hào)啊(ID拌)岸為凹1矮，截面類型選擇為班工形，按圖中提示奧參數(shù)依次輸入翼緣拔寬度，腹板高度，辦翼緣厚度和腹板厚板度。需要注意的是襖，佰ANSY扮S耙這里還要求輸入梁澳單元軸線在截面上稗的位置。對(duì)于柱子岸，我們?cè)O(shè)定軸線在敗梁截面中心，即選吧擇靶Offset t阿o奧 奧“霸Centroi盎d矮

4、”皚完成截面信息定義吧后就可以開始建模跋操作。首先我們通版過(guò)拌ANSY安S白主菜扳單佰Preproce皚ssor-Mo唉deling-把Create-扮Keypoin岸t柏選擇建立關(guān)鍵點(diǎn)。藹需要說(shuō)明的是笆，奧ANSY八S熬建模幾何拓?fù)潢P(guān)系嚴(yán)格遵守點(diǎn)骯(Keypoin白t鞍)扳芭線癌(Line耙)稗邦面俺(Area凹)壩挨體胺(Volumn般)百這樣的規(guī)律，所以挨我們先從點(diǎn)開始建霸立模型。隘選擇點(diǎn)的輸入方式耙為當(dāng)前坐標(biāo)藹系凹(In Acti瓣ve CS愛(ài))俺，第一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的百編號(hào)邦為拔1啊，坐百標(biāo)板0佰，埃0爸，半0百。班下面我們要生翱成板X懊方向的柱網(wǎng)。胺在伴ANSY班S癌主菜單中選擇復(fù)制昂（

5、瓣P(guān)reproce俺ssor-Mo懊deling-搬Cop挨y扮）。復(fù)制的對(duì)象愛(ài)為佰Keypoint拜s稗，從彈出菜單中選靶擇剛才建立的關(guān)鍵擺點(diǎn)。把這時(shí)屏幕顯示如下霸，由于關(guān)鍵霸點(diǎn)稗5岸（挨即白5000000m礙m叭位置的點(diǎn)）距離太鞍遠(yuǎn)，我們看不清其絆他關(guān)鍵點(diǎn)，所以我盎們選瓣擇板Pan-Zoom柏-Rotat胺e皚按鈕，盎用拌Pan-Zoom拔-Rotat板e(cuò)敖提供壩的骯Box Zoo暗m功能放大原點(diǎn)附近岸的區(qū)域。壩下一步將把柱網(wǎng)關(guān)霸鍵艾點(diǎn)皚1-瓣4扒向上阿（搬Z癌軸方向）復(fù)澳制吧3000m靶m澳，生成柱子頂部。翱同樣選擇復(fù)制關(guān)鍵按點(diǎn)，這時(shí)也可以暗用伴Bo壩x暗工具來(lái)選擇關(guān)鍵點(diǎn)懊。癌輸入復(fù)制的

6、距離，安為熬Z俺方盎向拔3000m扮m按。埃復(fù)制完成后點(diǎn)頒擊奧Pan-Zoom暗-Rotat骯e奧窗口中拜的背Is罷o叭按鈕，就可以看到擺三維空間中這些關(guān)俺鍵點(diǎn)的布置。啊建立完關(guān)鍵點(diǎn)后下啊一步就要建立線。壩選隘擇藹Creat氨e艾菜單中柏的皚Line笆s般選項(xiàng)，輸入線的形昂式為直線。點(diǎn)選相傲應(yīng)關(guān)鍵點(diǎn)，生成直骯線。白將剛才生成的柱網(wǎng)骯關(guān)鍵點(diǎn)相連，得柏到巴4敖根柱子軸線如圖斑復(fù)制這些軸線，選阿擇扮Copy-Li安ne胺s阿，選擇剛才生成的拌柱子扳進(jìn)敗入巴Copy Lin般e盎s把窗口，輸入復(fù)制骯成白3爸份，間愛(ài)距靶4000m挨m藹。爸得到柱子布置如圖艾。鞍同樣方法，選埃擇啊ANSY辦S敗主菜辦單耙

7、Preproce版ssor-Mo傲deling-背 Create-罷 Lines-板 Lines-疤 Straig癌ht Lines拌 哀將柱頂相連生成梁白同樣，梁?jiǎn)卧残枰\要定位關(guān)鍵點(diǎn)，將盎位于原點(diǎn)處的關(guān)鍵叭點(diǎn)芭1挨復(fù)制疤到霸Z背軸佰3000000m搬m澳處。半最后生成樓板，進(jìn)癌入霸ANSY骯S把頂部菜敖單辦Plot-Li擺ne巴s佰，選霸擇艾ANSY矮S礙菜單盎中藹Create-翱Areas-A辦rbitrary安-By Lin疤e叭s辦，即通過(guò)線來(lái)生成啊樓板（相應(yīng)的幾何八形體為面）。愛(ài)選擇相應(yīng)的直線，哀建立面霸建立完樓板后，幾唉何建模工作完成，擺下面需要給剛才建氨立的幾何體賦予物芭理屬性

8、。首先設(shè)定爸梁柱單元。進(jìn)版入版Meshin案g岸菜單，選笆擇挨Mesh Att罷ributio板n疤，選定所有表示柱埃子的直線。翱設(shè)定其材料屬性傲為啊1拌（鋼材），因?yàn)閯偘绮艣](méi)有設(shè)定和梁?jiǎn)伟吭嚓P(guān)的實(shí)參數(shù)，班所以可以任意選擇背，單元類型巴為佰Beam18扒8搬。截面類型為般1把。這里尤其需要注霸意的是，要輸入截癌面方向控制關(guān)鍵點(diǎn)唉。啊我們知道，空間梁扳單元除了軸線方向把以外，還需要一個(gè)矮矢量來(lái)定義其截面爸彎曲的主軸方向八。扳ANSY挨S爸中邦對(duì)Beam 18瓣8捌采用疤了扒“瓣截面方向控制翱點(diǎn)佰”埃的方法來(lái)定義截面盎主軸方向，即：除扒了輸入單元的兩個(gè)胺端點(diǎn)以外，還需要啊輸入一個(gè)附加的節(jié)拔點(diǎn)或者

9、關(guān)鍵點(diǎn)。這罷個(gè)附加節(jié)點(diǎn)或者關(guān)八鍵點(diǎn)和梁?jiǎn)卧钠饓问脊?jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)矢敗量，這個(gè)矢量就是岸梁?jiǎn)卧姆ň€方向扮。因此，在前面建版模工作中，我們稗在頒X版方向很遠(yuǎn)的地方建霸立一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，目案的就是讓柱子的主捌軸方向笆和襖X鞍軸方向一致。捌在靶plo辦t俺菜單中選擇繪制關(guān)鍵點(diǎn)。得到關(guān)鍵點(diǎn)佰分布如圖拌選擇剛才建立的昂在擺X暗方向很遠(yuǎn)的關(guān)鍵點(diǎn)凹，作為柱子的方向扳控制點(diǎn)。癌再搬到疤Plo艾t爸菜單中選擇繪愛(ài)制挨Line瓣s擺，瓣同樣選擇代表梁的襖直線癌設(shè)定梁的屬性，與瓣柱子一樣，只是截安面屬性編號(hào)安為拌2斑。班基于同樣原因，選班擇搬Z盎方向很遠(yuǎn)的那個(gè)關(guān)敗鍵點(diǎn)作為梁的方向胺控制點(diǎn)，即梁的主隘軸方向絆是笆Z板軸方向

10、。伴最后，給所有的面啊設(shè)定屬性，其材料哎屬性為啊2敖（混凝土），實(shí)參斑數(shù)矮為辦1哀，單元類型爸為鞍Shell 6氨3鞍。由于截面屬性和爸殼單元無(wú)關(guān)，所以芭可以任意輸入。伴完成幾何體的屬性按賦值后就可以進(jìn)行熬網(wǎng)格劃分。選挨擇澳Meshtoo唉l凹工具。扳首先要設(shè)定有限元癌網(wǎng)格劃分的密度。擺一般可以通隘過(guò)伴L(zhǎng)ine矮s皚的分段數(shù)來(lái)控制。凹選版擇熬Meshtoo百l愛(ài)窗口澳的百Lines-S敖e氨t傲按鈕。然后選擇所按有代表柱子的線。翱給線設(shè)定網(wǎng)格密度隘的方法有兩種，一拌種是設(shè)定分段數(shù)，八一種是設(shè)定每段的頒長(zhǎng)度。對(duì)于柱子，敗我們?cè)O(shè)定其分段數(shù)矮為哀5岸。得到下圖搬而對(duì)于代表梁?jiǎn)卧O的直線，我們?cè)O(shè)定稗其

11、分段方式為分段氨得到單元的最大長(zhǎng)奧度拜為敖2000m岸m傲。昂得到最后的分段情況如圖。愛(ài)下面開始劃分網(wǎng)格，首先對(duì)線進(jìn)行網(wǎng)扮格劃分，選邦擇霸mes艾h的對(duì)象唉為絆Line吧s翱，選擇所有的線，盎劃分得到有限元分凹析所用的單元半但是這些單元看不藹出其形狀和方向啊。澳ANSY稗S唉提供了很好的前處八理人機(jī)界面。通過(guò)芭選擇菜爸單巴Plot Ctr叭l-Style稗-Size a礙nd Shap皚e俺菜單選項(xiàng)稗設(shè)懊定班Display 佰of eleme翱nt絆 熬為扮 ON拌ANSY百S拜就會(huì)繪出相應(yīng)單元唉的空間形狀和位置矮。骯將梁柱結(jié)點(diǎn)附近單半元放大昂再次按在芭Meshtool啊s挨中選擇網(wǎng)格劃分對(duì)昂

12、象八為埃Are瓣a按，選中所有的面進(jìn)翱行網(wǎng)格劃分，得到樓板單元如圖靶前面提到，對(duì)于梁背單元，我們定義其八截面的時(shí)候設(shè)定截八面白的安Offse八t斑為板(0,500敗)柏即為其頂面，這和埃實(shí)際結(jié)構(gòu)中梁頂面盎位于樓板以下的情班況是一致的。如果八將截面耙的斑Offse埃t吧和柱子一樣設(shè)定皚為擺“阿Centroid耙”鞍，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，梁和澳樓板的相對(duì)位置發(fā)板生了變化，如圖所板示。案下面開始輸入荷載芭和支座條件，首先敖輸入支座。選班擇般ANSY隘S白菜單中拜的澳Define L半oad-App盎ly-Stru跋ctural-辦Displace傲ment-On矮 Keypoin吧t敖s般選項(xiàng)，選擇所有的把柱腳關(guān)鍵點(diǎn)。昂設(shè)定這些關(guān)鍵點(diǎn)的阿位移全部被約束住敗(叭All DOF)得到荷載表示如圖柏添加完荷載和支座把條件