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有限元分析法是根據(jù)變分原理求解數(shù)學(xué)、物理問題的數(shù)值計算方法，有限元法是工程方法和數(shù)學(xué)方法相結(jié)合的產(chǎn)物，它可以求解許多過去用解析方法無法解決的問題.特別是隨著計算機(jī)件、硬件的飛速發(fā)展，有限元也得到了飛速發(fā)展，從航天、航空擴(kuò)展到土木、水利、造船和機(jī)械工程，從結(jié)構(gòu)分析擴(kuò)展到流體力學(xué)、熱傳導(dǎo)以及電磁場等各種領(lǐng)域.目前世界上用于結(jié)構(gòu)分析的大型通用軟有ANSYS、NASTRAN、ALGOR等有限元分析的實施過程大致可分為3個階段：
(1)前處理：將整體結(jié)構(gòu)或一部分簡化為理想的數(shù)學(xué)模型，用離散化的網(wǎng)格代替連續(xù)實體結(jié)構(gòu)或求解域，
(2)分析計算：根據(jù)工程實際情況進(jìn)行靜力、動力、線性或非線性等計算，
(3)后處理：對計算結(jié)果進(jìn)行分析、整理和歸納。
ALGOR93是一個優(yōu)秀的微機(jī)有限元前后處理系統(tǒng)ViziCAD，它的前后處理功能強(qiáng)大、方便，可以運用圖象圖形手段直觀地進(jìn)行結(jié)構(gòu)的幾何數(shù)據(jù)、約束數(shù)據(jù)和荷載數(shù)據(jù)的輸入及直觀地觀察內(nèi)力變形信息。ALGOR93包括有Super DrawⅡ、Decoder等前處理模塊，SuperView、Splot等后處理模塊和SAP0H等線性和非線性分析計算模塊，這3類模塊各自間具有獨立性，可分別獨自進(jìn)行，因此ALGOR93在實際工程中得到了廣泛的應(yīng)用.充分利用ALGOR93的優(yōu)點，把分析實例的結(jié)構(gòu)離散成多個三維梁單元，再利用分析模塊SS-AP0H、SSAP1H、SSAP2H等分析模塊分別對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力分析、動力模態(tài)分析及動力響應(yīng)分析，并同手算進(jìn)行了比較。
某綜合樓為6層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，底層層高3.9 m，其他層高3.6 m，室內(nèi)外高差為0.6 m，基礎(chǔ)頂面至室外地面距離0.5 m，采用C30混凝土，抗震設(shè)防為8度近震，框架平面柱網(wǎng)布置及橫向框架計算簡圖見圖所示，框架梁柱截面尺寸及材料特性見表。
在有限元分析中，離散化結(jié)構(gòu)模型的建立是經(jīng)濟(jì)、可靠地進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)靜、動力分析的關(guān)鍵。因此在建立有限元分析模型時，要盡可能使計算模型的尺寸、材料性質(zhì)、荷載、邊界條件等與原結(jié)構(gòu)相同，使模型能夠真正反映原結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。因此，本研究建立框架計算簡圖相同的模型進(jìn)行有限元分析，其邊界為：柱底為固端，其余節(jié)點位移限制在平面內(nèi)，在豎向荷載作用下時，由于結(jié)構(gòu)與荷載對稱，可以取一半結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算，則梁端約束條件為能夠在平面內(nèi)豎向移動的滑動支座，單元類型為三維梁單元，共計為196個。
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