应用ansys建立短肢剪力墙仿真模型

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1、应用ANSYS建立短肢剪力墙仿真模型　　(1.新疆农业大学水利与土木工程学院；2.新疆农业大学教务处，新疆乌鲁木齐830052；[JZ]3.河北科技师范学院土木建筑系，河北秦皇岛066004) 　　摘要：介绍了短肢剪力墙结构的特点以及计算机仿真分析的优点，并使用三维有限元分析软件ANSYS中的SOLID65单元，模拟T形短肢剪力墙，建立了T形短肢剪力墙的有限元分析模型，为其进行理论分析打下了基础。 　　关键词：ANSYS；短肢剪力墙；仿真；模型 　　中图分类号：TU311.41文献标识码：A

2、文章编号：1007—6921(XX)23—0094—02 　　随着我国经济持续、快速的增长，现代工业化、商业化的不断发展，城市用地日趋紧张。为了满足人民群众日益增长的居住、工作和生活需求，并充分利用珍贵的城市土地资源，发展各种经济、适用的高层建筑已是必然的趋势。 　　在我国，20～30层的高层建筑多采用钢筋混凝土结构。根据其平面特点，通常都利用中部的竖向交通区设置较多的剪力墙，组成一个较完整的筒体，这一部分的结构布置与建筑平面没有明显的矛盾。至于外围部分，可以布置为框架或剪力墙。这样，对整幢

3、建筑来说分别形成筒体——框架结构或筒体——剪力墙结构。但外围部分采用框架或剪力墙均有一定的缺点。为克服框架和剪力墙都存在的缺点，逐步形成了一种比较适应这种高层住宅建筑的结构体系，即“短肢剪力墙”结构体系［1］。 1短肢剪力墙结构的特点 　　钢筋混凝土短肢剪力墙结构体系是近年来在我国兴起的一种新型的抗侧力结构体系，短肢剪力墙即短肢抗震墙，也简称短肢墙，“短肢剪力墙指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙，墙厚不小于200mm”，介于异形框架柱和一般剪力墙之间。这种体系以剪力墙为基础,并汲取框架的

4、优点。其特点为［2］： 　　1.1结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本不与建筑使用功能发生矛盾。短肢墙截面较薄，基本上不突出间隔墙表面，大大改善大截面矩形柱占用使用面积及其对使用的不便。 　　1.2墙的数量可多可少，肢可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可以通过不同的尺寸和布置来调整刚度和刚度中心的位置。 　　1.3能灵活布置，可选择的方案较多，较易处理支承楼盖的要求。连接各墙的梁，随墙肢位置而位于间隔墙竖向平面内，基本属于隐蔽型的。 　　1.4由于减少了剪力墙面代之以轻质砌体，

5、可以减轻房屋总重量。这不仅加快了施工速度，而且对节约投资和减小地震的作用均有好处。 　　1.5视建筑平面及抗侧力的需求，对中心竖向交通区可以处理成筒体或做成短肢剪力墙。当下部数层要求为大空间时，较易通过转换结构或转换层来处理上下部结构的关系。 　　2计算机仿真的发展及其优点 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　计算机仿真是对自然现象、系统工程、运动规律以至人脑思维等客观世界进行逼真的模拟。这种仿真是数值模拟进一步发展的必然结

6、果。仿真技术在它的初期多用于生物，原子物理等学科。随着计算机科学的发展，仿真技术已经广泛地应用于航天、航空系统、交通运输系统、库存系统、市场预测系统等各个领域中，并取得了明显的效果。从19世纪60年代，各国学者就开始了钢筋混凝土有限元方面的研究，现在钢筋混凝土有限元理论已广泛应用于土木工程领域，大型的通用有限元软件也随之产生，如：ANSYS、SAP、NASTRAN等［3］。计算机仿真与物理仿真相比，具有以下优点： 　　2.1计算机仿真是利用计算机模型进行试验，它具有利用模型进行试验的一系列优

7、点，费用低，且易于进行真实系统难以实现的各种试验等。 　　2.2有些系统的模型难以用一般的数学形式表达；有的虽然能用数学形式表达，却没有解析方法求解；有的虽然有解析解，但其数学过程过于复杂、计算量过大。用计算机仿真则不受这些限制，从而便于仿真技术的推广。 　　2.3在真实系统中要实现完全相同条件下的重复试验是很困难的，在计算机仿真试验中则很容易实现。 　　正因为有以上一系列优点，在计算机应用已经十分广泛的今天，计算机仿真已经成为科学研究的一个重要方法。 3短肢剪力墙模型设计 　　ANSY

8、S的SOLID65单元是专门为混凝土、岩石等抗压能力远大于抗拉能力的非均匀材料开发的单元。它可以模拟混凝土中的加强钢筋(或玻璃纤维，型钢等)，以及材料的拉裂和压溃现象［4］。它是在三维8节点等参单元SOLID65的基础上，增加了针对于混凝土的性能参数和组和式钢筋模型。SOLID65单元最多可以定义3种不同的加固材料，即此单元允许同时拥有4种不同的材料。混凝土材料具有开裂、压碎、塑性变形和蠕变的能力；加强材料则只能受拉压，不能承受剪切力。本文采用三维实体单元SOLID6