超高层建筑大跨空间结构之ABAQUS钢结构复杂节点分析
导读:随着社会的发展,人们的物资生活水平不断提高,精神需求也越来越大,反应在建筑中则出现了很多造型各异的空间建筑,对应着的钢结构出现各种复杂的节点或构件,在以往的工程实践中是采用做实验的方式来确定节点的承载力,随着计算力的大力提升,越来越多的工程采用有限元分析的方法来取代实验并取得了不错的效果,为业主节省了大量的时间与财力,有限元分析越来越成为工程技术人员的必备技能。为了满足不同行业技术人员对有限分析的技能要求,自2021年4月起,拥有11年结构分析经验,6年大型设计院实战经验,曾在北京市建筑设计学院和中国市政西南设计研究总院工作,受仿真秀平台邀请,我将在仿真秀官网和APP同步推出ABAQUS钢结构有限元分析系列专题。本文笔者通过一个圆钢管采用ABAQUS进行节点的强度与屈曲分析案例,希望对大家对超高层建筑大跨空间结构的ABAQUS钢结构复杂节点分析有些许认识,欢迎在加入我付费订阅用户交流群。一端固结,一端自由的钢管,长度为2m,直径为0.3m,壁厚为0.01m,自由端受到纵向拉伸,拉伸量为0.01m,试求加载点的荷载位移曲线。1)第一种情况:不考虑材料的塑性变形,经过计算,最大应力为1418MPa,其荷载位移变形曲线如下图所示,最大拉力为9724kN;2) 第二种情况:考虑材料塑性变形,经过计算其最大应力为332MPa,其荷载位移曲线如下图所示,最大拉力为3127kN。
对于空腹式结构或构件,强度分析不是控制因素,稳定性分析决定极限荷载,即在材料未破坏时便发生屈曲破坏。仍以圆管模型为例来介绍屈曲分析的过程,与第一个模型不同地方仅仅是荷载发生反向。在ABAQUS里先考虑屈曲分析计算的位移结果,再在第二个模型里采用弧长法进行分析,得到加载点的荷载位移曲线,通过添加关键字来实现。
在重要的超高层建筑结构或大跨空间结构设计时,往往需采用节点试验与有限元分析相结合来确定节点的安全。由于节点实验或非常规构件的实验比较费时,业主不愿因为局部的不确定来影响工期,故采取可靠成熟的商业软件来进行数值模拟是一个不错的选择。
《基于ABAQUS钢结构复杂节点分析9讲—获得钢结构节点FEA分析流程和核心关键技能》就是笔者利用ABAQUS软件对钢结构节点FEA流程和技巧进行的详细讲解,希望对学习型仿真工程师有些许帮助。
以下是大纲安排:(点击下图可以观看)
学习型仿真工程师
理工科院校学生
从事钢结构设计及分析的结构工程师
- 不满足于专用结构分析软件,想提升有限元分析水平的资深结构师
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