浅谈某商品房楼的结构划设想计与深入分析,Midas非线性全经过分析

经文的前横向稳高杆设计方法前横向稳中杆在用于独立悬架时,设小车左右车轮接位置处独家功用大小相等,方向相反的垂向力微量dFw,在该二力效能下左右车轮处的垂向位移为dfw,相应的牢固性杆端部受到的垂向力和位移分别为dFb、dfb。由于此时要旁观标是丰衣足食杆在轮子处的等效侧倾角刚度,因此不怀想悬架中弹簧的成遵从,则前横向稳低杆的直径D的分明一般有上边包车型客车计算公式:Cφb=Cfw2LB2D=1283πCφbL2E[l13-a3+L22+4l2式中:Cφb―稳扎杆的角刚度。

问:Midas非线性全经过深入分析步骤

1 工程轮廓某工程为一幢高层住宅建筑,总市长 93.9m,总宽 18.9m,地下 1
层,地上 11 层,层高 2.9m,建筑中度为 34.760m,建筑面积18657
时。住宅标准层平面由多少个一律的单元组合而成,平面布署图如图 1
所示。剪力墙结构,工程按Ⅶ度抗震烈度设防,地震基本加速度为
0.15g,剪力墙抗震品级为三级。湿陷性黄土地基。2
地基与功底依靠该工程详勘报告,本工程由浅至深的土层分别为填土、黑垆土、黄土
1、古土壤 1、黄土 2、古土壤 2、中砂(见表
1)。遵照剪切波快速检测试结果,拟建场所 20m 范围平均等效剪切波速为
262.06m/s,为中硬场馆土,且场合覆盖层大于 5m,故建筑场所种类为 B
类。根据房内土工试验,地基土的自重湿陷周密、湿陷周详均高于
0.015,自重湿陷量总计值均抢先70mm,故拟建场馆土属自重湿陷性黄土场合,地基湿陷品级为Ⅲ级。高层住宅属乙类建筑,首要性品级为二级。表
1 地层土布满、湿陷性指标及承载力建筑物资总公司重
30-10’kN,基底平均压力标准值为
200kPa。天然地基不能作为持力层。地基管理利用灰土挤密桩方法,一方面消除桩间土的湿陷性,另一方面确定保障复合地基承载力特征值到达200kPa
以上。依照《湿陷性黄土地区建筑专门的学业》,乙类建筑地基管理深度极大于湿陷性土层厚度的
2/3,且剩余湿陷量不超过 150mm,故复合地基管理深度为
10m,管理宽度为赶上筏板基础每边
5m。基础型式选择钢混筏板基础,筏板厚500mm,筏板外挑以幸免墙、地梁及筏板钢筋重叠变成施工困难。基础与挤密桩顶之间设置
600mm厚灰土垫层,保证基础受力均匀。3 主体结构划设想计3.1
变形缝设置依赖伸缩缝最大间距决定须求,钢混剪力墙结构伸缩缝间距不超过45m,故在本工程大旨设置一道变形缝,缝宽100mm,相同的时间知足抗震缝宽度须求。鉴于地下室变形缝对建筑防水的不利影响,故筏板基础及地下室不设变形缝,而是经过设置三道后浇带来满意结构亟待。后浇带宽
800mm,由筏板、地下户外墙、地下室顶板贯通设置,后浇带处钢筋不断,待五个月后用强度等第高级中学一年级流的不缩小水泥浇注。3.2
结构计算与深入分析本工程抗震设防烈度为Ⅶ度,基本地震加速度为
0.15g,设计地震分组为第一组,特征周期为 Tg=0.45s。建筑场面体系为
n类。剪力墙抗震品级为三级。基本风压为 0.45kN/m2,基本雪压为
0.35kN/m2。选用中中原人民共和国修建应用切磋院编辑的 PKPM 体系软件(2005 年 一月版)的 SATWE
程序开始展览布局分析。由于本工程平面凹凸不规则,故采纳符合楼板平面内实际刚度变化的不准则结构计算模型,并且记挂一时偏心和双向地震功能。施工荷载选取逐层加载方法。地震总括振型个数取
15,风荷载体型周到取 1.3。结构分析利用总刚分析法。计算结果见表 2、表
3、表 4。表 2 抗震及抗风总计结果表 3 周期表 4
思量不时偏心的挽救位移比由上述总括结果能够得出:
基底剪力周详即楼层剪重比压倒
2.百分之二十五,知足规范对楼层最小剪重比的渴求;结构扭转为主的第一自振周期 Tt
与平动为主的率先自振周期 T1 之比为 0.487远小于标准规定的最大限值
0.9,申明该组织扭转成效不通晓;层间位移小于规范限值,保障组织的总体抗震品质;同临时候思考有的时候偏心的挽救位移比低于
1.2,申明该组织不属于扭转不平整组织。此外,从 JCCAD
程序中得以得出该组织质心与刚度中央的不平距比值为
0.08,符合规范须要,评释本工程社团选型合理,不偏心。3.3
抗震措施与布局笔者国的布局抗震设计方案接纳的是很低地震力-较高延性方案:
选用醒目低于设防烈度的小震地面运动加速度来规定结构的布置性地震功能,并经过与其余荷载内力实行整合,来产生布局的切面设计。在地震影响进度中,首要透过钢混结构屈服后产生的延性功耗机构,达到抗震设防的目标。在统一希图进程中,重要通过内力调解和协会措施,确定保障钢混结构在低设计地震力的事态下全部丰富的延性。设计中,实行了以下三地点的内力调度:结构自振周期折减,折减周全为
0.95;梁端负弯矩折减,取折减全面为 0.55;连梁刚度折减,折减周到为
0.6;梁扭矩折减,折减周到为 0.4;对于跨高比压倒 2.5
的连梁,梁端剪力设计值应思索梁端总计弯矩的震慑进调节,增大周密为
1.1;尾部加强部位剪力墙的剪力设计值增大,增大周详为
1.2。设计中,采用了以下几方面包车型大巴结构措施:在剪力墙中装置构造边缘构件;墙体遍及筋最小配筋率不低于
0.百分之四十;1400mm高连梁腰筋截面直径不低于 10mm; 跨高比低于 2
的连梁配置斜向交叉钢筋。以上构造措施首要用来增加各式构件的抗剪技艺,使其不致于在显然地震成效下,结构延性未发挥出来之前出现非延性的细分破坏。进而保险到达规范必要的强剪弱弯本事。在抗震结构中,楼板不但承受竖向荷载,而且对传导水平力,协同各抗侧力构件专门的职业起着老大主要的功用,故大家一边应该尽或许减小板厚,降低结构荷载,同期,也非得确定保障楼板充足的刚度进而保证结构抗震的全体性。综合考虑,本工程正式层板厚取
120mm。本工程中,平面细腰部凹进尺寸超越相应边长的
三分之一,细腰部分楼板刚度有相当的大减弱,应采用协会措施提升:细腰部楼板加厚为
150mm;细腰部楼板双层双向配筋;细腰部墙体结构抓好。屋面楼板考虑温度功效运用双层双向配筋。4

语通过对上述工程实例的介绍与分析,精通了高层剪力墙的形似设计方法,并从中得到几点体会:结构选型,极其是结构缝的安装应加以重视,即要满意规范、规程的渴求,但还要也要专职工程实际中相遇的标题,灵活处置。我国采用比较低地震力-较高延性方案,必须保险组织具备丰裕的延性。所以抗震设计不止是程序计算,在保障协会延性的地点,构造措施显得更为首要。结构划设想计中,对不准则部位,特别是布局的懦弱部位,应通过总结、深入分析举办正确剖断,并加以可靠的增加艺术。

在简短的精耕细作设计中,使用上述方法须求深入分析受力及运动等情事,总计起来颇复杂,所以选择以总结前横向稳高杆的自振频率的方式。

非线性深入分析注重用来总计空间组织的全体平稳,包罗几何非线性和资料非线性。几何非线性能够设想大变形和大应变,质感非线性能够思虑材质的弹塑性。

力排众议总括扭转振动频率的艺术理论上,前横向稳高杆的自振频率的计算公式为:fn=n2s2×π2×EIPA式中:n―频率阶数;s―杆的长短,m;E―弹性模量,取2.1×1011Pa;I―圆截面惯性矩,I=π×D464,D为直径,m;P―密度,7800Kg/m3;A―圆截面面积。

依据《空间网格结构才能规程》,全经过的非线性深入分析能够动用质地弹性全经过剖析可能材料弹塑性全经过深入分析。两个都亟待考虑几何非线性,同期思索几何开端缺陷,举行满跨活荷载和半跨活荷载下的辨析总计。弹塑性全经过解析又叫双非线性深入分析。Midas
Gen 二〇一五早就能够依靠盘曲模态自动更新模型,从而思索几何起先缺陷。

将原型前横向稳中杆的基本参数代入公式,s=1.725m,D=0.02m.经总括,理论原型横向稳高杆的第一阶扭转频率约为48.2Hz.取首先阶扭转频率相等,经总计:加长60mm后,需加大圆截面包车型客车直径为22mm.

图片 1

前横向稳高杆的模态分析利用Ansys软件拓展CAE分析的今世方法操作简单、结果直观。在前横向稳扎杆的革新设计中,可采用在UG软件中树立简化后的模型,如所示。然后导入Ansys中张开模态分析的办法来化解。

Midas非线性深入分析调控参数

简化的前横向稳中杆UG模型在Ansys中,将导入的UG模型实行退换,提取其宗旨线,使用Beam梁单元,定义好截面形状,主即使半径,对宗旨线进行网格划分,然后举办模态解析。

Midas几何非线性剖析步骤:(1)弹性特征值屈曲分析;(2)依照第1阶卷曲模态更新模型;(3)增添非线性剖析数据起初测算;(4)依照结果调治参数精细总结;(5)提取荷载位移曲线。

率先对原型前横向稳扎杆进行了模态分析,以询问其模态格局和有关的刚度音讯。然后在UG软件中对前稳中杆模型进行了加长,加长量为60mm,直径的转移量以转移前后的首先阶扭转模态刚度基本不变为前提条件,解算的结果为转移后前横向稳扎杆的直径应加粗为22mm.改造前后前横向稳中杆的首先阶扭转模态情形,如~所示。

Midas双非线性剖判步骤:(1)弹性特征值屈曲深入分析;(2)依据第1阶盘曲模态更新模型;(3)加多塑性材质;(4)加多非线性剖析数据开头计算;(5)依据结果调度参数精细总括;(6)提取荷载位移曲线。

同理可得,加长60mm加粗直径到22mm时的一阶频率为44.508Hz,与原型件一阶频率43.687非常看似。所以横向稳高杆加长后需将直径加粗到22mm.

有二个难题是Midas对于梁先生单元和桁架单元,不恐怕同临时候思索几何非线性和质地非线性。假使急需同期思索几何非线性和素材非线性,要么用板单元模拟梁或桁架(其实不太现实),要么用Abaqus或Ansys。可是Midas能够在设想几何初步缺陷后,再展开资料非线性深入分析,一定水平春天经能够化解难题了。

原件第一阶扭转模态立异件的率先阶扭转模态立异件(加长60mm、加粗直径到22mm)时的一阶频率结论在前横向稳扎杆的改进设计中,除了利用突出的论争设计情势实行总括以外,还足以选取以立异前后一阶自振频率相等为条件的模态剖判法。

经验:

在前横向稳扎杆的模态深入分析中,选取了申辩测算和An-sys深入分析二种艺术,经过相互相比较以及检察,证实该格局赢得的结果是纯正的、可靠的。

(1)塑性质感的定义,Tresca模型或von-Mises模型适用于钢材,Drucker-Prager模型或Mohr-Coulomb模型适用于混凝土结构。滞回全面表示硬化的品位,’1′
代表等向硬化,’0′ 代表随动硬化,’0~1′
代表结合硬化。硬化周密表示材质屈服后的切线刚度,小于质感的弹性模量,即使设为0则代表是杰出弹塑性材料。对于一般的Q235和Q345钢材能够应用随动硬化的优良弹塑性本构。

(2)非线性深入分析是针对每种荷载工况举办的,因而为了赢得1.0D+1.0L荷载组合下的结果,须要先经过荷载组合创制荷载工况。

(3)总结办法一般接纳位移调节法加载,位移法采用调控节点时要挑选有代表性的节点,比方网壳的最高点。调控节点的活动和加载步数的设置能够先试算,把节点位移设大一些,加载步数设小一些。举例调节节点位移-1.0m,加载步数为10步,看总计结果,选拔荷载周全拐点处再拓展细算。如若荷载从-0.3m处开端下跌,那就能够调整节点位移为-0.3m,加载步数细分为30步,得到更密集的曲线数根据地。

(4)轻松的模子能够选取牛顿-Raphson法,位移法计算不能够磨灭的模型能够挑选弧长法。弧长法的参数须要经过试算回填,从而得出客观的结果。

(5)一般以荷载位移曲线第一遍面世下落段顶点的荷载周密作为稳固容许承载力安全周密,《空间网格结构技能规程》4.3.4条规定,弹性全经过分析,安全全面可取4.2;弹塑性全经过深入分析,安全周到可取2.0。

图片 2

荷载-位移曲线

-2015年11月3日

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