建筑結構抗爆分析的案例
基于Abaqus的建筑結構隔震分析 附ABAQUS建筑結構分析應用下載
圖10 核心筒混凝土受壓損傷
結論
對于隔震結構，小震彈性設計方法要求地震作用下底部剪力減小50%，則結構的設防烈度可以降低一度進行常規設計。本文通過時程分析的方法，考察隔震結構在大震作用下的性能，結果顯示，在大震作用下，結構的整體響應，無論是位移角還是結構的剪力，與小震結果都有明顯差異，隔震支座對結構性能的改善，主要體現在結構的上部，對結構的中下部則較小，且不再滿足規范中對剪力降低50%的要求。另一方面，非線性的影響會對結構的計算結果起到放大作用，使微小差異的結構方案在大震作用中表現出明顯不同的抗震性能。
下載地址 ：ABAQUS建筑結構分析應用
展開 空中爆載荷作用下復合材料泡沫夾芯板結構抗爆性能分析
空中爆載荷作用下復合材料泡沫夾芯板結構抗爆性能分析
作者：三木先生
1研究背景和意義：
在現代反恐戰爭中，軍用汽車經常會遭遇炸彈、炮彈、手榴彈或航彈等爆炸性武器的襲擊。爆炸是一種非常迅速的能量釋放過程，其發生時爆炸物質能在有限的空間和極短的時間內產生高壓的化學反應，并釋放出大量的能量和熱量沖擊作用到結構上。
隨著反裝甲武器裝備技術的發展，變得越來越精致，威力也越來越大，因此，采用一些新結構或新技術提高軍車的防爆性，減小對士兵的傷害已成為軍用車輛研究的重要組成部分。
“三明治”夾層結構是一種典型的裝甲防護結構，其由不同材料相互組合而成，并通過利用各個組分的性能特點達到整個結構性能最佳。按照所含芯體種類的不同，夾層結構大致可以分為五類：泡沫夾層、蜂窩夾層、波紋板夾層、點陣夾層和混合夾層結構，目前，常用的泡沫材料有開孔金屬泡沫、閉孔金屬泡沫、硬質聚醋泡沫等。與聚酷泡沫相比，金屬泡沫的剛度更高，使用溫度范圍更廣，并且具有較強的抗有機溶劑能力，因此受到人們的廣泛關注。
本文釆用適合求解爆炸、沖擊等強非線性動力問題的顯式有限元分析軟件LS-DYNA,研究空爆載荷作用下泡沫夾心結構的抗爆性能
2數值模型：
2.1 爆炸載荷仿真
根據爆炸點的位置不同，爆炸可以分為自由空中爆炸、近地面空中爆炸、地表面爆炸三種。本文研究的夾芯板主要考慮應用在軍用裝甲車的底盤上，因此爆炸類型選為地表面爆炸。目前，對爆炸問題的仿真研究多采用流固耦合方法，即ALE算法，但由于爆炸過程比較復雜，而算法需要同時建立空氣和炸藥網格，計算爆炸問題需要花費較長時間，并且占用大量的存儲空間。CONWEP方法一種可以高效計算爆炸荷載的算法，LOAD_BLAST關鍵字將其內嵌于軟件中，用戶可通過設置當量、炸點位置、起爆時間、單位制和爆炸類型直接對殼結構施加爆炸荷載。
展開 Dyna求解的工程爆破模擬—鋼筋混凝土結構抗爆
該插件基于HyperMesh前處理工具開發，可簡化Ls-Dyna爆炸求解工作的復雜流程，用來快速完成工程爆破及結構抗爆的相關操作。
本例針對一剪力墻-寬連梁結構進行抗爆模擬設置，來演示TCE工具在單點起爆問題上的使用，視頻教程參見我的技術鄰免費公開課<Dyna求解的工程爆破模擬教程>。
1. 啟動插件
（1）點擊腳本打開按鈕；
（2）在彈出來的文件選擇框中選擇插件；
（3）單擊打開按鈕。
2.設置單位制度
（1）單擊插件GlobalSetting模塊下的Unit按鈕，在彈出的單位制界面中可以勾選kg-mm-s標簽，可以根據自己需求選擇其他的標簽；
（2）單擊Apply添加設定。
3.設置工作路徑
設置工作路徑，是為給出模型設置后的k文件導出位置。
（1）單擊插件GlobalSetting模塊下的MATPath按鈕，單擊Select按鈕；
（2）在文件夾瀏覽器中選擇中意的；
（3）單擊確定按鈕。
4.導入模型
模型應該是空氣與炸藥還未進行建立的被爆破的有限元模型，這個模型可以是已經進行完成相關材料及屬性賦值的模型，也可以只是一個單元組成的模型。
（1）單擊Import按鈕，在文件選擇對話框里選擇模型文件；
（2）單擊打開按鈕，模型導入結束，單擊Back按鈕返回插件界面。
5.創建初始k文件
（1）單擊插件GlobalSetting模塊下的Assemble按鈕，勾選需要創建的文件；
（2）單擊MAIN按鈕生成k文件；
（3）單擊Back按鈕，返回插件工作界面。
展開 Ls-Dyna對鋼筋混凝土結構的抗爆模擬
Ls-Dyna求解器功能強大，是世界上最著名的顯示動力分析程序，尤其適合求解各種二維、三維非線性結構的碰撞、侵蝕和爆炸沖擊等非線性問題。
算例中承受爆炸荷載構件為剪力墻-寬連梁鋼筋混凝土構件，出自<箍筋對內置壓型鋼板裝配式寬連梁抗爆性影響研究>一文，構件有限元模型應用HyperMesh工具處理，鋼筋與混凝土單元共節點，模型概況，如圖1。本案例采用kg-mm-s單位制。
空氣及炸藥網格應用TechChat-Exploding工具，簡稱TCE工具（TCE使用方法見我的技術鄰免費課程<Dyna求解的工程爆破模擬教程>）處理。空氣及炸藥網格也可以應用HyperMesh工具處理，不應用TCE工具，不影響本文介紹技術的實操。
第一步，新建MAIN.k、ALE.K、BlastPoint.k、Boundary.k、EntitySet.k、Mode.k文件，將構件、空氣、炸藥模型寫入計算文件夾的Mode.k中。復制材料卡片（提前寫好，或聯系博主索要）及計算控制卡片（聯系博主索要）到計算文件夾中，形成文件內容如圖2。
（1）Main.k主文件，負責生成計算文件總目錄；
（2）ALE.k存儲和ALE算法相關的設定內容；
（3）BlastPoint.k存儲和起爆點相關的設定內容；
（4）Boundary.k存儲和邊界條件相關內容；
（5）EntitySet.k存儲定義的組件；
（6）Material.k材料卡片；
（7）Mode.k模型信息；
（8）SolveControl.k計算控制卡片。
第二步，為模型分配材料及屬性。
1. 將MAIN.k文件導入HyperMesh工具中，操作步驟見圖3；
2.
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ABAQUS 建筑結構動力彈塑性時程分析、靜力彈塑性Pushover分析、模態分析
ABAQUS軟件
建筑結構動力彈塑性時程分析、靜力彈塑性Pushover分析、模態分析
剪力墻擬靜力加載
建模及結構后處理
以上內容，歡迎各位的留言交流，也可提供答疑服務！
基于*LOAD_BLAST工程算法的鋼筋混凝土結構抗爆計算 ￥45
<p> 采用*LOAD_BLAST工程爆炸算法，對鋼筋混凝土板進行抗爆計算，如圖 1所示。球形TNT炸藥50g，炸高30cm，混凝土板尺寸為10×10×0.4cm。采用1/4對稱計算模型，混凝土板四周采用固支約束。鋼筋混凝土采用不共節點分離式建模方法建立。鋼筋材質為Q235鋼，截面為圓形，截面外徑為0.05cm。采用g-cm-us單位制建模。鋼筋變形情況和混凝土變形情況如圖2、3所示。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/upload/202005/c09dbb9b8f8d4eaba8e0646be8380f51.png" title="圖片1.png" alt="圖片1.png" style="max-width: 760px; width: 591px; height: 364px;" width="591" height="364" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202005/c09dbb9b8f8d4eaba8e0646be8380f51.png?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202005/c09dbb9b8f8d4eaba8e0646be8380f51.png?
展開 基于ABAQUS的建筑結構時程分析
基于ABAQUS的建筑結構時程分析20210824 V2.0.pdf
建筑結構設計原則及要點分析
2
建筑結構設計原則
建筑設計的原則即指設計師在滿足功能要求的基礎上在建筑設計標準的規范下，使用當下最先進的技術，以最經濟、合理、科學的方法進行設計。設計過程中的具體的設計細則如下：
建筑結構設計的適用性
建筑的建設就是為了滿足人們生活或者生產的需要，所以建筑結構在設計的時候，一定要考慮具備良好的適用性，這樣才能達到最初建設的目的。
建筑結構設計的安全性
我們都知道，在任何生產活動中，安全都是第一位的，對于建筑結構設計也不例外。建筑結構在使用的過程中會受到各種不同荷載的作用產生變形，有時還會遭遇一些偶然事件，例如：強風、地震等自然現象的侵害。在這些外力的沖擊下，建筑結構要仍然保持其整體的穩定性，不能因為局部的損壞導致坍塌斷裂等。所以建筑結構設計一定要遵循安全性原則。
建筑結構設計的耐久性
建筑工程不論是工程量還是工程資金投入一般都比較龐大，所以短期重建或重修是不必要的，這樣會給國家造成巨大的經濟損失。因此，在建筑結構設計的時候就要考慮到使用年限的問題。也就是按照規定設計的建筑，在正常施工、使用一級維護的前提條件下，保證不需要進行大幅度的修整就可以達到預期的使用壽命。建筑結構的使用壽命一般為50年。
安全等級設計
一般在建筑設計規范中，按照結構破壞所導致的后果、造成的經濟損失、產生的不良影響以及危及人們生命的嚴重程度等可以將建筑結構劃分為三個安全等級。在建筑結構設計中，要綜合評定，確定其安全等級。
展開 基于ABAQUS的建筑結構時程分析
四、 小結
本文從ABAQUS的隱式分析算法原理，軟件設置中的關鍵參數理解，國家規范及實際案例這四大方面介紹了H.H.T算法在高層建筑結構分析中的應用，對實際復雜建筑結構分析中具有很好借鑒作用，同時可以作為超限結構分析的補充方法。
CPU:I7-10750H
內存：16384MB
計算模型的處理技術：ABAQUS隱式分析
計算機耗時：30min
基于ABAQUS的建筑結構時程分析20210824 V2.0.pdf
ABAQUS建筑結構分析應用.pdf ?
ABAQUS建筑結構分析應用.pdf
應用ABAQUS進行復雜建筑結構的彈塑性地震反應分析
Abaqus上海土木研討會上的演講ppt.
Abaqus.rar
北美最高建筑—紐約世貿中心結構分析
一、工程概況：
世界貿易中心（1WTC），是曼哈頓世貿中心遺址重建計劃的四座塔樓中最高的一座，由高層建筑與城市人居(CTBUH)理事會宣布將成為北美最高的建筑,同時也將成為世界已建建筑中的第三高樓。為了與丹尼爾?里伯斯金的總體規劃保持一致，該塔樓從地面到塔尖的總高度為1776英尺，恰恰是美國的建國年份,主體結構的設計高度與原本的世貿中心塔樓高度相同,為1368英尺，最上部是一個408英尺高的螺旋塔尖。螺旋塔尖設計達到了塔樓設計要求的高度，主屋頂上有一個多層格子圓環，螺旋塔尖就安置在圓環上，與自由女神手中的火炬形神相通。
1.2新標準
2001年雙塔的倒塌成為工程界一個嚴重的案例，未來高層建筑的建設需要在防恐怖襲擊方面吸取教訓。設計團隊面臨了眾多前所未有的挑戰——特別是安全問題——預計將達到或超越尚未公布的法規和標準。我們也敏銳地意識到這座塔樓的設計或許會為未來的高層建筑設計提供一個標準，激勵我們超越常規的高層建筑設計技術。
1.3 結構分析
1WTC的建造計劃包括300萬平方英尺的地上建筑和50萬平方英尺的地下空間。塔樓包括71層的辦公樓層、8層的MEP空間、1個50英尺高的大廳、客戶放松空間、1個2層的位于1269英尺高空的觀景平臺、“天空”餐廳、停車場、零售部和通往公共交通網絡的通道。塔樓結構在地下延伸了70英尺，為地下4層。考慮到地下地鐵等的位置，塔樓下部構件需要重新排布。這些空間需要45000噸結構用鋼。
1.4 塔樓設計
該建筑辦公樓層從地上190英尺高度開始，在4層的主大廳上開始建造。塔樓的四角逐步被削掉，從辦公樓層的第一層開始逐漸向內傾斜直到屋頂，此時樓板單邊長度為145英尺，與底部的四邊形旋轉了45o。立面形成了8個拉長的等腰三角形，組成棱柱外形。在塔樓中部，平面變成了等邊八角形。
展開 Ls-Dyna對預應力鋼筋混凝土結構的抗爆模擬
Ls-Dyna求解器功能強大，是世界上最著名的顯示動力分析程序，尤其適合求解各種二維、三維非線性結構的碰撞、侵蝕和爆炸沖擊等非線性問題。案例中承受爆炸荷載構件為剪力墻-預應力寬連梁鋼筋混凝土構件，構件有限元模型應用HyperMesh工具處理，鋼筋與混凝土單元共節點，模型概況，如圖1。本案例采用kg-mm-s單位制。
模擬預應力鋼筋混凝土結構的爆炸沖擊響應，需要分兩步處理：第一步，對構件施加預應力，模擬構件的穩態應力分布；第二步，進行預應力分布穩定時的構件抗爆模擬。其中，第二步針對預應力鋼筋混凝土構件進行的爆炸相關設置，見前貼<Ls-Dyna對鋼筋混凝土結構的抗爆模擬>，本文章主要介紹預應力，即預緊力的施加，及重啟動的相關設置。空氣及炸藥網格可用TCE工具處理（TCE使用方法見我的技術鄰免費課程<Dyna求解的工程爆破模擬教程>）。
Part1預緊力的施加-預應力鋼筋混凝土構件建立：
第一步，新建MAIN.k、ALE.K、BlastPoint.k、Boundary.k、EntitySet.k、Mode.k（搭建的模型文件導出Mode.k中）。復制材料卡片（提前寫好，或聯系博主索要）及計算控制卡片（聯系博主索要）到計算文件夾中，形成文件內容如圖2。文件解析見前貼<Ls-Dyna對鋼筋混凝土結構的抗爆模擬>。
第二步，將MAIN.k文件導入HyperMesh中（模型搭建如若不會，可以向博主索要學習資料），操作步驟見圖3。
第三步，為模型分配材料及屬性。
本例中構件模型及單元屬性按表1采用，混凝土單元材料模型添加材料侵蝕關鍵字*MAT_ADD_EROSION，材料與屬性需要依照圖4操作圖示，依次完成賦值。
第四步，生成預應力鋼筋截面上幾何點，操作步驟見圖5。
展開 ANSYS建筑專欄：建筑結構設計
任何建筑的結構完整性取決于其單獨部件的質量。不同部件的組合方式、材料的選擇以及建筑所在的獨特位置等因素，決定了建筑物在正常狀況或極端條件下的性能表現。土木工程師需要將這些知識融入到建筑物設計中，并且遵守日益嚴苛的安全和政府監管要求。與此同時，一般公眾也越來越關注和重視環保型設計。
ANSYS仿真軟件為設計者提供在虛擬環境中評估該領域中各參數影響。
通過多種參數的影響的可視化，工程師可以縮窄分析領域的范圍，節省相當多的工程花費，更快速推進到建設階段。
ANSYS軟件助力土木工程師開展多樣化的項目，例如高樓、橋梁、大壩、隧道、體育場等。通過在虛擬環境中進行創新性設計實驗，工程師和設計者可以有效分析安全性、強度、舒適度和環保等因素。
展開 建筑結構動力彈塑性與倒塌分析的參數化建模軟件PA-TRANS
一、 前言
隨著我國城市建設的不斷發展，復雜高層結構日益增多。其中，相當多的高層建筑結構超出我國抗震設計規范、高層設計規程的適用范圍和設計規定。如何保障這些超限復雜高層建筑結構的抗震安全性是目前工程結構設計界極為關注的問題之一。根據我國現行抗震規范、高層規范，進行高層建筑結構的動力彈塑性分析乃至倒塌過程模擬來評價結構抗震安全性已成為超限建筑結構設計的重要手段與依據。
采用纖維模型和分層殼模型的通用有限元軟件ABAQUS與采用集中塑性鉸模型和墻體宏觀模型的傳統結構工程軟件相比，能夠得到更為準確、細致的分析結果，現已成為結構動力彈塑性分析的主要工具之一。但目前基于 ABAQUS 平臺建立復雜高層結構模型十分繁瑣、耗時耗力，這制約了ABAQUS在結構動力彈塑性分析中的應用。
為提高ABAQUS前處理建模效率，國內已有一些單位與個人開發了結構模型轉換程序，實現了將工程軟件MIDAS/GEN、SAP2000、YJK模型轉換為ABAQUS有限元模型，從而省略了ABAQUS 的建模步驟，大大提高了復雜結構動力彈塑性分析的效率。 但PKPM作為我國設計院最為常用的結構分析與設計軟件。特別是其中的PMSAP模塊，在我國常規的多層和高層建筑以及復雜的超高層、體育場館結構中得到廣泛的應用。如想實現PKPM的模型轉換為ABAQUS有限元模型，則需二次轉換，即首先將PKPM的模型轉為上述軟件模型，再轉為ABAQUS模型。此建模方法由于數據轉換層次較多，容易遺漏結構數據信息。
更為重要的是，上述轉換程序的最終轉換結果均是ABAQUS計算數據格式文件（INP文件）。而該計算數據格式文件極為復雜。若在轉換結構模型信息時出現缺陷，均難以在ABAQUS中修補，這極大地影響了工程結構分析工作。
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