赵 明 曹志飞 张 博

(中建七局第一建筑有限公司，北京 102600)

随着经济建设的发展，多元化建筑物的大规模使用以及建筑场地地质的复杂多样性[1]，对地基的安全性和可靠性的要求更高，研究这些影响，可采用理论数值和计算机模拟软件来进行研究[2]，以系统地分析地基不均匀沉降对上部结构的影响。

1 框架结构有限元模型的建立

1.1 模型的建立

本文中的模型是一个4层4×4跨框架结构的办公楼，在有限元软件ANSYS中，beam188单元称为3D线性有限应变梁单元；因此，梁和柱采用ANSYS14.0软件beam188单元进行模拟，每层高度设为3000mm，横跨和纵跨均为4000mm；框架梁的截面尺寸(b×h)为250mm×380mm，框架柱的截面尺寸为500mm×500mm。弹性模量为28GPa，密度为2700kg/m3,泊松比为0.2。模型的结构平面图见图1。

图1 模型结构平面图

运用ANSYS有限元软件建立三维实体模型，模型在建立时，采用三维实体建模在vmesh划分时会用有十几万个node点，众多的节点需要庞大的计算系统，本文选用的是线性建模，这样的好处面对结构庞大或者复杂的模型可以减少成倍的节点，大大的减少了计算量而又不失模拟计算结果，选用“beam188”单元类型，设置该单元类型下的参数并定义材料属性；其次，定义梁单元的界面属性。建立梁柱模型并线性赋予属性，最后对框架进行mesh划分。划分后对模型进行重合。

1.2 边界条件

在模拟计算过程中由于重力因素的影响，在定义荷载值时，设置重力加速度为9.8m/s2。在定义材料时，设置钢筋混凝土的密度为2700kg/m3。基础的不均匀沉降是导致上部结构产生位移的主要原因，因此在设立边界条件时，分别针对角柱、边柱、中间柱设定一定量的沉降值，对其余柱脚进行固定端约束。……