建筑結構節點分析的案例
基于Abaqus的建筑結構隔震分析 附ABAQUS建筑結構分析應用下載
簡介
中國是一個地震多發國家，在建筑結構的全生命周期中，地震作用是可能引起結構嚴重破壞的最主要原因。在設計過程中，通過選擇合理的結構體系，保證結構具備足夠的強度和剛度，從而使結構抗震性能滿足要求。規范中有眾多的具體條文來實現這一目標，比如：控制框架與剪力墻的剪力分擔比例和傾覆力矩分擔比例，從而實現框架剪力墻結構和框架核心筒結構的二道防線；控制混凝土構件的軸壓比，保證混凝土結構的延性；采用合理的配筋方案，保證墻柱弱梁、強剪弱彎和強節點等原則；以及通過剪重比控制結構的整體剛度等[1]。
除了規范中上述傳統設計方法，還可以通過增加阻尼構件或者耗能構件，提高結構的耗能能力，減小對主要承重構件的地震能量輸入。這種方法幾乎可以適用于所有結構，因此在高層設計中被廣泛采用。
另一方面，采用隔震方法減小地震能量的輸入，則可以降低結構整體在地震作用下的破壞，但由于隔震通常不適用于高層結構[2]，在一般多層中采用又會大幅提高成本，且相關規范不夠完善，因此在國內應用不多。
隔震結構的設計中，規范要求隔震結構相對于非隔震結構的底部剪力減小50%，則可以將結構的設防烈度降低一度進行常規設計[3]。因此，隔震設計的關鍵是增加隔震支座后結構的底部剪力。
本文采用Abaqus，通過時程分析的方法，對上述隔震結構的常規設計方法進行研究。
展開 考慮高層建筑的鋼結構節點承載力三維構建設計研究
摘 要：傳統的建筑有限元網格劃分、基于SMMS模型的節點承載力分析方法，沒有考慮狀態變量，而導致建筑物的荷載分析結果與實際不符等問題。為此，提出了基于高層建筑的鋼結構節點承載力三維構建設計。根據建筑物豎向和水平荷載作用下的彎矩，對高層建筑物鋼結構框架的節點所受力的機理進行分析。構建高層建筑鋼結構框架節點三維模型和有無支管情況下的有限元模型，分析有無支管有限元模型的荷載-位移關系，確定構建過程中節點參數與支管的關聯性。計算模型單元上下端狀態變量的傳遞關系，整合狀態變量，確定鋼結構框架荷載，并以此作為依據進行失穩判定，完成鋼結構框架節點承載力分析。由實驗結果可知，該方法在X、Y、Z三個方向的承載力與實際值最大分別相差2 kN、1 kN和1.5 kN,具有精準分析結果。
關鍵詞：高層建筑;鋼結構;框架節點;承載力;三維仿真;
近年來，國內外學者對高層建筑鋼結構的節點穩定問題進行了大量的探討。文獻[1]提出的基于有限元網格劃分的節點承載力分析方法，構建狗骨式節點模型，結合有限元網格劃分節點位置，并使用千斤頂在懸臂兩側施加荷載，通過傳感器測量獲取分析結果；文獻[2]提出的基于SMMS模型的節點承載力分析方法，結合應變修正平均應力，構建SMMS模型，并通過各個韌性參數，對節點承載力分析。然而，上述這兩種方法沒有考慮到支撐節點的承載力問題，使得總承載力計算結果與實際情況不符。為此，本文提出了基于高層建筑的鋼結構節點承載力三維構建設計。
1 工程概況
本工程選擇一座以鋼筋混凝土為主的多幢高層建筑物為研究對象，該建筑物2號樓地面以上8層，建筑樓面高43.2 m。3號樓A區地面以上9層，建筑樓面高45.6 m。2號樓和3號樓A區之間有一條大約28 m長的通道相連，構成了一個連通的結構，該結構的連廊采用鋼桁架結構。
展開 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
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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
基于ABAQUS的建筑結構時程分析20210824 V2.0.pdf
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 ?
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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 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
IDEA復雜鋼結構節點分析
IDEA復雜鋼結構節點分析
工程結構節點有限元分析
作者工作過程中遇到的實際項目，根據實際工程案例進行的節點有限元分析，承接類似工程項目，歡迎咨詢交流！
[結構分析] 關于旋轉軸模態分析中面約束和節點約束的問題，不解！
我在計算旋轉軸帶有預應力的模態分析，整了好長時間，有些東西還是沒整明白。
我建模好后，開始計算，我新建一個柱坐標，裝軸承部位，軸向和周向約束（UY和UZ），徑向自由（UX），我使用面約束計算，如圖1
，計算完成后，出了模態結果。但是我在重新計算時，想約束節點，約束的時候，select--entities，選擇圓周面，再attach to面上的節點，然后進行約束所選的節點（也就是圓周面上的所有節點），如圖2
,結果一開始solve--current LS，ansys就自動退出，不知道為什么？
按ansys的介紹，直接約束面，在計算的時候會自動轉化到節點，怎么約束節點就計算不了，我主要是想驗證一下兩個的區別，因為我發現在約束面的時候，只出現，all dof 和ux、uy、uz，想約束兩個方向還要約束兩次，一次只能選擇一個。而約束節點時，出來的自由度有很多，而且可以一次選擇其中的幾個。望賜教，謝謝！
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。
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 考慮了雙非線性的復雜鋼結構節點極限承載力分析
一、工程概況
本工程為某影城廣場前的“大門”，建筑創意為電影的膠片-大飄帶，建筑效果圖如圖1所示，結構設計采用MIDAS GEN 2020（V2.1）軟件，結構采用鋼結構片狀桁架形式，如圖2所示，端部采用V字型支撐整個結構體系，V字型支撐底部與基礎連接，本文主要研究對象為V字型柱腳節點，該節點為關鍵受力部位，如圖3所示。
圖1 建筑效果圖
圖2 結構設計模型
圖3 V字型柱腳節點
二、有限元計算
2.1、節點幾何模型
根據MIDAS Gen整體計算模型實際截取部位選取其中一個具有代表性且受力最大位置的節點進行有限元分析。支座2（節點844）由兩根斜桿交匯形成一個“V”字型并匯交于底部鋼板支座上，如圖 4所示，節點的構造及各桿件幾何關系、三維幾何模型如圖。
圖 4 支座2（節點844）
圖 5 支座2節點平立面圖及RHINO三維示意圖
《鋼結構設計標準》GB50017-2017中沒有V字型柱腳節點的具體計算方法，對于此類特殊構造且傳力關鍵部位的節點，需要進行有限元補充計算，在設計階段通過MIDAS FEA軟件建立節點的有限元模型，進行結構整體協同分析，檢驗節點處的設計安全性。節點作為結構整體的一部分，經常被剝離出來并進行邊界簡化，并從結構設計軟件提取內力施加到節點有限元模型中去，再進行節點有限元計算分析，但邊界條件假定會對結果產生一定的誤差，工況較多，不便進行手動施加內力，故而采用MIDAS FEA進行節點與整體模型協同分析。后述并給出MIDAS FEA設計工況下的承載力分析結果。
審圖專家認為本節點是關鍵的傳力節點，需要進行極限承載力的驗算，提出按照設計荷載的1.6倍來復核節點，以驗證節點的安全系數。
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