李佳坤　蘇超

摘? ? 要：目前在科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，利用更加先進(jìn)的軟件技術(shù)分析，鋼筋混凝土多層，框架結(jié)構(gòu)的情況，并且與目前國(guó)內(nèi)的軟件來進(jìn)行分析比對(duì)，結(jié)果表明采用ANSYS對(duì)鋼筋混凝土的架構(gòu)，作用有著很好的幫助。

關(guān)鍵詞：ANSYS;土木工程;應(yīng)用

1? 引言

工程設(shè)計(jì)是工程建設(shè)過程當(dāng)中十分重要的組成部分，設(shè)計(jì)需要根據(jù)相關(guān)的規(guī)范進(jìn)行，也就需要一些相關(guān)的力學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行幫助，在目前各種技術(shù)發(fā)展如此迅速的今天強(qiáng)大的軟件已經(jīng)成為目前工程設(shè)計(jì)的一個(gè)必要的手段，目前我國(guó)現(xiàn)有的工程建設(shè)企業(yè)很多家每年約完成的工作量上，一些設(shè)計(jì)和企業(yè)都需要有關(guān)的軟件來完成，目前我國(guó)在高校當(dāng)中，土木工程以及水利課程等等專業(yè)的碩士生博士生以及其他各種學(xué)校都需要由軟件來進(jìn)行完成研究和學(xué)習(xí)，比如我國(guó)的中科院水科院以及鐵道研究院等研究機(jī)構(gòu)也需要有相關(guān)的軟件來進(jìn)行支持。

2? ANSYS軟件的主要特色

該軟件在性能價(jià)格比以及數(shù)據(jù)和圖形交換性等等其他的方面與其他大型軟件分析相比，都是目前最先進(jìn)的一種軟件，唯一的一個(gè)不足就是它的價(jià)格要略高于其他的軟件，數(shù)據(jù)與圖形交換性方面要優(yōu)于其他的軟件，在18個(gè)單元庫當(dāng)中，它缺少接觸單元和7單元等等，在8個(gè)資料庫當(dāng)中，它的其他材料10分的充足，在15個(gè)求解器當(dāng)中，它的含量也是10分的高在進(jìn)行具體的分析和隨機(jī)振動(dòng)上，能夠求出更多的結(jié)構(gòu)分析模型，中國(guó)國(guó)家大劇院的經(jīng)理分析只有10萬個(gè)自由度，可以看出該機(jī)器的強(qiáng)大，這才能夠模擬復(fù)雜結(jié)構(gòu)的機(jī)器可以分析各種各樣的技術(shù)，并且對(duì)所有的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行處理。通過關(guān)鍵詞的分析能夠?qū)崿F(xiàn)很復(fù)雜的仿真技術(shù)，在目前的數(shù)據(jù)庫當(dāng)中以關(guān)鍵詞分搜索，目前有關(guān)于該技術(shù)的論文有上千多篇，0集中在工程結(jié)構(gòu)計(jì)算方面占了很大的比例，其中形成了很多的技術(shù)和理論的文章，在清華同方數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，該論文的數(shù)量也10分的廣泛，由此可見該技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)工程界學(xué)界當(dāng)中，它的文件個(gè)數(shù)也10分的龐大，由此可見該技術(shù)文件文件和文件夾的數(shù)目之多，并且該技術(shù)可以用于結(jié)構(gòu)分析，電磁場(chǎng)分析和流體動(dòng)力學(xué)分析等各種各樣的領(lǐng)域，形成了三個(gè)主要的體系，在航天航空以及汽車，造船，鐵道和機(jī)械制造方面都有著很廣泛的應(yīng)用，廣泛的應(yīng)用于設(shè)計(jì)科研和高校等部門，在各個(gè)領(lǐng)域的拓展能力已經(jīng)起到了一種十分重要的作用和地位。大多數(shù)的建筑物都需要利用該軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對(duì)靜力和動(dòng)力的分析，對(duì)地震反應(yīng)分析工程可靠程度的分析，以及工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)構(gòu)的分析，二次開發(fā)的工作已經(jīng)得到了很好的發(fā)展，該工具是一個(gè)很好的二次開發(fā)工具，目前很多企業(yè)都在進(jìn)行使用，很多高校也都在對(duì)該技術(shù)的二次開發(fā)進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)。

3? 參數(shù)變化對(duì)模擬結(jié)果的影響

鋼筋材料作為目前比較先進(jìn)的材料，拉伸和壓縮性能比較的良好，文中采用的鋼筋進(jìn)行模擬單元參數(shù)以及其他的模擬量與本次的構(gòu)成關(guān)系等等都是由鋼筋固有的屬性決定，在具體的模擬過程當(dāng)中存在不可變性，在這樣的一個(gè)過程當(dāng)中，鋼筋混凝土的脆性以及開裂，壓碎方向等都需要進(jìn)行模擬單元參數(shù)，有著相應(yīng)的彈性模量和各種各樣的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則，其中不同的模量所需要的混凝土材料的固有屬性和結(jié)構(gòu)關(guān)系而已，因此，需要根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行規(guī)則，包括各種各樣的系數(shù)和拉力強(qiáng)度一般情況下，技術(shù)的選擇按照國(guó)家的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本文所選取的模型以及各種尺寸可變參數(shù)分析類型模擬結(jié)構(gòu)的影響。

4? ANSYS在土木工程中的應(yīng)用

4.1? 隔震和消能減震結(jié)構(gòu)的分析

隔震和消能減震結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析，一般是采用目前比較先進(jìn)的方法，有關(guān)的參數(shù)可以通過實(shí)際力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)算得出，用該技術(shù)對(duì)于大廈的減震結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限的分析，對(duì)每一個(gè)層樓層和結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，采用剪力墻和樓板的單元，處理器用單元模擬，其剛度和阻尼由實(shí)驗(yàn)確定分析結(jié)果，能夠很明顯的看出最大程度上滿足設(shè)計(jì)的要求和標(biāo)準(zhǔn)，像其他的橡膠墊以及它的彈性分析，和非線性地震反應(yīng)分析，以及其他方面都需要用該軟件來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

4.2? 高層建筑的結(jié)構(gòu)分析

上海21世紀(jì)中心大廈，采用ANSYS進(jìn)行了靜、動(dòng)力整體分析[6]。該工程是ANSYS應(yīng)用于國(guó)內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)分析較早的工程。它將ETABS建立的模型數(shù)據(jù)，通過ANSYS-ETABS轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)換為ANSYS計(jì)算用的數(shù)據(jù)。并且對(duì)該工程的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)用ANSYS進(jìn)行了更為精確的分析。大連國(guó)際貿(mào)易中心大廈用ANSYS進(jìn)行了Push-over分析，但未見分析結(jié)果。

4.3? 各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力、靜、動(dòng)力分析

高軸壓比高強(qiáng)混凝土框架柱單調(diào)荷載-位移關(guān)系曲線的分析?；炷敛捎肧OLID65實(shí)體單元，鋼筋采用LINK8空間桿單元，鋼筋與混凝土的粘結(jié)采用線性彈簧單元COMBIN14。經(jīng)過分析，明確了軸壓比、箍筋形式、混凝土強(qiáng)度及截面形式等因素對(duì)軸壓比限值的影響，從而確定出各種情況下，柱的軸壓比限值。洪家渡水電站廠房矩形鋼管混凝土疊合柱的抗震分析;爆炸荷載作用下箱形鋼板-鋼筋混凝土組合梁的數(shù)值分析;鋼-混凝土組合梁的變形及滑移有限元分析;部分剪力連接鋼-混凝土組合梁的非線性有限元分析及方鋼管混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)的抗震分析等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的分析，都取得了很好的效果。

4.4? 構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)分析

河南省大召營(yíng)高型變電構(gòu)架的動(dòng)力特性分析。變電站屬于抗震設(shè)防的生命線工程。分析變電構(gòu)架的動(dòng)力特性對(duì)于變電站的抗震設(shè)防至關(guān)重要。用ANSYS對(duì)大召營(yíng)高型變電構(gòu)架的動(dòng)力特性進(jìn)行分析，構(gòu)架的鋼柱采用三維管單元PIPE16，格架式鋼梁采用三維梁?jiǎn)卧狟EAM4，RC構(gòu)架梁和支撐構(gòu)件采用三維空間梁?jiǎn)卧狟EAM44，鋼筋拉桿采用拉索單元LINK10，采用子空間迭代法進(jìn)行結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析，基本明確了構(gòu)架的動(dòng)力特性-自振頻率和振型特征。

5? 結(jié)束語

NSYS軟件有著很多獨(dú)特的優(yōu)越性，因而在中國(guó)土木工程領(lǐng)域的規(guī)范性和擴(kuò)展性應(yīng)用，已很普遍。展望ANSYS軟件與中國(guó)規(guī)范的結(jié)合、與國(guó)內(nèi)外相關(guān)軟件的連接和在工程結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析中的應(yīng)用及前瞻性的應(yīng)用等方面的前景，非常廣闊，非常美好。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蘇玉章.雙塔雙索面予應(yīng)力混凝土斜拉橋的地震反應(yīng)分析[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2017（6）：5～8.

[2] 門楷，等.地基沉降計(jì)算方法的評(píng)價(jià).第二屆全球華人巖土工程論壇論文集[C].南京：2018.