楊靜 李素

【摘要】結(jié)構的抗震性是建筑結(jié)構中最重要的研究對象之一，對建筑的整體安全設計具有重要的意義。本文將ANSYS軟件應用到了高層建筑的抗震設防仿真模擬過程中，利用APDL命令流將地震波加載到建筑上完成了對建筑結(jié)構位移曲線和彎矩的求解。由計算結(jié)果可壓看出，數(shù)值仿真模擬和實際力學條件下的地震破壞程度相符合，為高層建筑的抗震設防設計提供了理論參考。

【關鍵詞】建筑結(jié)構；ANSYS；數(shù)值模擬；地震波；有限元；APDL；

引言

汶川地震造成了大范圍的建筑坍塌，給抗震救災工作帶了很大的麻煩，給人民財產(chǎn)以及生命安全造成了嚴重的損失，其中主要原因是建筑結(jié)構的抗震設防級別不夠，抗震設防的級別不能滿足地質(zhì)斷層活躍時造成的大位移以及大的應力和應變，因此對建筑結(jié)構抗震設防性能的研究具有重要的意義。本文通過ANSYS大型建筑通用型結(jié)構分析軟建立了十四層建筑結(jié)構的模型，并通過加載地震波來求解建筑結(jié)構的位移曲線和彎矩分布云圖，為高層建筑的抗震設防設計提供可靠的理論依據(jù)。

2. ANSYS地震波導入

本文使用APDL命令流的形式對模型進行開發(fā)，并設置邊界條件，其中地震載荷的加載主要命令流如下

NT=1000

DT=0.02

......

/SOLU

NSUBST，1， ， ，1

OUTRES，ALL，all

ANTYPE，TRANS

TRNOPT，full，，DAMP，

ALPHAD， 0.4713

BETAD， 0.0053

nlgeom， on

NEQIT， 100

ncnv，2， 1e30，，

*do，i，1，NT

ACEL，k（i），k（i），9.8

TIME，i*DT

solve

*enddo

3. ANSYS仿真結(jié)果分析

利用第二節(jié)的命令流可以加載地震波，計算屬于瞬態(tài)計算，在設置好時間步長和迭代時間步后便可以開始迭代計算，通迭代計算后得到了如圖1所示。

圖1 位移隨時間變化曲線

圖1表示建筑位移隨時間變化曲線，由于地震波是隨時間變化的，因此位移也隨著時間呈現(xiàn)不規(guī)則的周期性變化，由圖可以看出建筑的最大位移0.025m，沒有超過抗震設防的最大安全值。

圖2 軸力計算分布圖截面圖

圖2表示通過計算得到的軸力分布截面圖，由圖可以看出，在地震波的作用下，建筑的最大位移集中在建筑物的頂部，這與理論受力條件的實際情況相符合，從而驗證了計算的可靠性。

4. 結(jié)論

（1）本文通過ANSYS的APDL命令流形式建立了十四層建筑的結(jié)構模型，并導入了地震波，通過迭代計算得到了地震波作用下十四層建筑的位移曲線和彎矩的分布云圖。

（2）由計算結(jié)果可以看出，利用ANSYS數(shù)值仿真模擬計算得到的結(jié)果和理論受力條件下的實際情況相符合，這說明ANSYS對于高層建筑的數(shù)值仿真模擬比較可靠，可以將其推廣到更層建筑結(jié)構的數(shù)值仿真模擬。

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