多尺度有限元建模及在结构设计中的应用
2012-01-15黄银燊袁理明
武汉轻工大学学报 2012年4期
黄银燊,袁理明,吕 鹏
(中南建筑设计院股份有限公司,湖北武汉430071)
随着我国经济的迅速发展,对建筑结构的功能要求日趋复杂,外观要求也更加苛刻,这给工程结构设计带来了巨大的挑战,结构工程的设计分析也经历一个迅速发展的阶段。一些新的结构形式和结构设计理念不断提出。精细化分析、精细化设计是目前的趋势。对于大型的结构一般采用杆系模型、壳、墙等宏观模型分析结构的整体性能,但是这些模型不能准确模拟结构局部细节的信息,如复杂构件局部应力分布、节点半刚性、节点破坏形态等。对大型结构进行整体精细化实体建模分析,由于计算机条件限制且工作量巨大,是不现实的。因此对关键的构件局部和节点的分析,通常的处理方法是将其从宏观模型中取出,单独进行精细化的有限元分析,考虑更多的结构细节,如考虑接触、材料非线性等,为结构设计提供依据。然而,这种二次分析难以准确确定局部模型的边界条件及其具体的加载形式,而不同的边界条件对分析的结果影响很大,给判断分析结果带来困难[1-2]。而且在往复荷载的作用下,难以判断局部模型的最不利工况,需要进行多次不同工况组合下的分析。
而在统一的模型下进行结构的多尺度建模计算为上述问题的解决提供了有效的解决方案[3-4]。多尺度计算的应用领域非常广泛,而对于工程结构而言,多尺度主要考虑采用宏观与微观模型相结合的模型,兼顾整体和细部,目前在大跨度桥梁结构分析中应用较多。……
登录APP查看全文
