建筑工程问题的有限元分析研究__墨水学术,论文发表,发表论文,职(2)

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程一般可以分为以下几步：（1）前处理。应用前处理器建立有限元模型，这是问题求解的前提。一般可分为分析准备、单元属性设置、构建模型、划分网格、导出模型等几步。（2）加载并求解。加载和求解主要在求解器中完成，求解器的主要操作为定义边界条件、加载外力、求解。（3）后处理。后处理器分通用后处理器、时间历程后处理器两种。通用后处理器用于观察在给定时间点整个模型的结果,常用于静态分析、模态分析、屈曲分析的结果显示。
　　3有限元分析实例
　　    下面简单的以深基坑开挖的有限元分析为例，对建筑工程中的有限元防范进行分析。
　　    （1）模型选取.采用二维平面模型模拟基坑的开挖问题，土体的模型采用修正的剑桥模型，其参数的选取通过现场土样实验得到，考虑支护结构的变形特性，地下连续墙模型采用弹性模型。
　　    （2）开挖荷载的模拟与初始力场计算。应用“空单元法”。将每一步开挖掉的单元作为“空单元”，令开挖掉的土体单元的刚度为零。该方法简单易行，尤其是利用有限元软件可以很容易的实现。开挖之前，由于重力的长期作用，土体中已存在地应力来维持土体的平衡。计算初始应力场的目的是为了确定土层中各点的初始模量和开挖计算的初始应力条件和位移条件。
　　    （3）边界条件的处理。土体的本构模型采用修正的剑桥模型，采用四结点等参元减缩积分单元。地下连续墙采用弹性本构模型，同样采用四结点等参元。由于支撑在开挖过程中，既受轴力，又受弯距，故支撑单元采用弹性本构关系，梁单元模拟。计算域的边界条件原则上应该要取至基坑开挖结构受力后不再产生变形为止。
　　    （4）合理进行有限元网格划分并计算。
　　    由于篇幅的限制，这里就不给出具体的参数选择和计算结果了，选取实例的目的主要在于展示有限元分析应用于建筑土木工程的一般方法。
　　4总结
　　    在土木建筑领域，应用ANSYS进行有限元法有突出的优点，对于非线性问题、非均质材料问题、复杂边界条件都有较好的效果。但需要看到ANSYS软件在土木工程中的应用仅处于初步阶段，还有待于进一步的研究探讨。伴随着计算机技术的普及，有限元分析正在变成更为灵活、有效的手段，应用于建筑设计中的各个方面。
　　参考文献
　　[1]中华人民共和国行业标准.建筑基坑工程技术规程（YB9258-97）[S].北京：冶金工业出版社，1998
　　[2]龚曙光，ANSYS基础应用及范例分析[M]，北京：机械工业出版社，2003.
　　[3]王勋成，有限元基本原理与数值方法[M]，北京：清华大学出版社，1988
　　    
　　    

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