无梁楼盖的有限元分析.pptVIP

4.3建立有限元模型图 4.3 创建模型菜单 图4.4 创建模型对话框 图4.5 板模型绘制结果 ? 无梁楼盖的有限元分析 本文通过弹性力学的基本理论对无梁楼盖进行静力学分析，并利用有限单元法的基本方法，建立梁结构的单元刚度方程，同时应用ANSYS软件，建立所研究问题的模型、对其进行分析，给出其变形和应力的解答。本文的工作如下： 第一、介绍了有限单元法的基本知识、有限单元法在工程中的应用、有限单元法的意义，又介绍了有限单元法在本论文中的应用和有限元软件(ANSYS)的简单介绍与应用。 第二、本文主要研究无梁楼盖结构，利用有限元方法给出空间梁单元的刚度方程，各种变形（例如拉压、剪切、弯曲）组合形式的总刚度矩阵，坐标变换和弯曲问题的微分方程。 第三、应用有限元软件(ANSYS)，建立具体模型、加载求解、查看分析结果、分析处理评估结果。 本文所给出的梁拉压、剪切、弯曲组合形式的总刚度矩阵，在现有的文献资料中还没有查到相应的论述，为求解组合变形结构梁的计算提供了的理论依据，具有重要的工程意义。 关键词：无梁楼盖梁；有限元法；微分方程；ANSYS模型。 第1章 绪论 1.1有限元的概念 有限元分析的基本概念是用较简单的问题代替复杂的问题然后求解。它将求解域看成是许多称为有限元的小的互联子域组成，对每一单元假定一个合适的近似解，然后推导求解这个域的总的满足条件（如结构的平衡条件），从而得到所求的解。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而形成行之有效的工程分析手段 1.2.1将结构离散化 在钢筋混凝土结构中，钢筋被包裹于混凝土之中，并且相对体积较小。基于这一点，钢筋混凝土的有限元模型主要有三种方式：整体式，分离式，组合式 （a）整体式模型 （b）分离式模型 （c）组合式模型 1. 2有限单元法分析过程 图1-1分离式模型 图1-2分层组合式 （1）以节点为隔离体，建立平衡方程。 （2）施加荷载。 （3）引入边界条件。 （4）解方程组和计算输出结果 （5）对每一单元循环，由单元节点位移通过单元刚度矩阵求得单元应力或杆件内力。 1943年，Gourant采用分片插值的思想，用最小势能原理分析了圣维南扭转问题，由于当时没有计算机这一工具，没能用来分析工程实际问题。1956年Turner和Clough等人在分析飞机结构时成功地将有限元法应用于弹性力学平面问题，他们的研究为利用电子计算机求解复杂平面问题开创了新局面。1960年Clough进一步处理了弹性力学平面问题，并第一次提出了“有限单元法”的名称。1968年Nilsson和Ngo将钢筋和混凝土之间的非线性粘结关系和混凝土本身的 非线性应力应变关系引入有限元分析，当混凝土开裂后重新划分网格，把裂缝置于单元边界上。 1970年Franklin首先引入“弥散裂缝”的方法，可以自动跟踪裂缝发展，为有限元分析实际钢筋混凝土结构提供了有力的工具。 1976年Pecknold和Darwin提出了正交异性的本构关系，分析了剪力墙在反复荷载作用下的反应。 1977年Zienkiewiez领导有限元小组将等参元用于钢筋和混凝土的组合单元，并提出了一个适合混凝土屈服的准则，基于塑性增量理论建议了一个本构模型，分析了核电站的钢筋混凝土安全壳。 1.4.1无梁楼盖的特点 无量楼盖是因楼盖中不设梁而得名，它是一种双向受力楼盖，楼板直接支撑在柱上（其周边也可支撑在承重墙上），与柱构成板柱结构体系。因为楼盖无梁，故与相同柱网尺寸的双向板肋梁楼盖相比，其板厚要大些。但建筑构造高度比肋梁楼盖的小，使得楼层的有效空间加大，同时平滑的板底可以大大改善采光、通风和卫生条件，故无量楼盖常用于商场、停车场等公共建筑，也可以用于书库、冷藏库、仓库等。 为了增强板与柱的整体连接，防止板柱连接部位受力集中，避免楼板冲切破坏，通常在柱顶上设置柱帽。设置柱帽还有效地减小板的计算跨度，从而减小楼板中的内力，使板的配筋经济合理。在柱网尺寸较小且楼面活荷载较小时，也可不设柱帽。柱和柱帽的截面形状可根据建筑要求设计成矩形或圆形。为减轻楼板的重量，有时整个楼板也可用双向密肋的无梁楼盖，但在柱顶附近为实心楼板，以保证楼板的抗冲切承载力。 1.4.2无梁楼盖结构的优缺点 无梁楼盖每一方向的跨数通常不少于3跨，也可等跨或不等跨，柱网为正方形最为