ansys幕墙行业应用实例
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XX新机场航站区航站楼EWS-5幕墙系统索结构施工方案目录1工程概况 (1)1.1工程概况 (1)1.1.1 EWS-5.1拉索幕墙概况 (2)1.1.2 EWS-5.2拉索幕墙概况 (6)1.2 拉索预拉力 (7)2 编制依据 (7)3拉索张拉方案 (8)3.1EWS-5.1张拉方案 (8)3.3 EWS5.2张拉方案 (18)4施工设备及张拉控制 (20)4.1施工准备 (20)4.2张拉索力控制 (25)4.3张拉工装 (25)4.4预拉力随温度调整 (26)4.5索力检测 (27)5施工管理 (27)5.1 人员配置 (27)6拉索安装、张拉安全技术措施 (28)7索结构张拉存档资料 (29)附录一:EWS-5.1拉索张拉Ansys模拟分析 (30)附录二:EWS-5.2拉索张拉Ansys模拟分析 (159)1工程概况1.1工程概况XX新机场航站楼中心区采用单索幕墙,单索幕墙面积约18000平米;南立面EWS-5.1幕墙系统采用双向单索网幕墙,东西立面EWS-5.2幕墙系统采用竖向单索结构;玻璃分格均为3000(宽)x1600(高)mm。
1.1.1 EWS-5.1拉索幕墙概况正立面效果图轴侧图三维模型图拉索与支座连接节点图如下:节点图竖索底部节点图竖索穿彩带中间节点图横索边部节点图1.1.2 EWS-5.2拉索幕墙概况效果图三维模型图EWS-5.2幕墙系统拉索幕墙面积约3000平米,幕墙长度约:125米,幕墙高度为33米,竖索从屋顶拉到地面,每个玻璃分格一根Ф40竖索,共36根,上下节点做法同EWS-5.1系统。
1.2 拉索预拉力根据招标文件提供的预拉力及施工单位最终深化设计之后的详细计算书,各拉索理论预拉力如下:Ф30:120kNФ36:200kNФ40:280kN2 编制依据《预应力钢结构技术规程》CECS212:2006《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003《建筑幕墙》GB/T21086-2007《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-2001《建筑用不锈钢绞线》JG/T200-2007《预应力用液压千斤顶》(JG/T 5028-1993)《索结构技术规程》(送审稿)北京院提供的主体钢结构图纸及幕墙图纸招标文件提供的索结构预拉力及施工单位“EWS-5幕墙系统计算书”《XX新机场航站区航站楼幕墙工程施工安全专项方案》专家评审意见3拉索张拉方案3.1EWS-5.1张拉方案一、引言施工状态分析:施工状态下,在部分索先张拉的情况下,有可能对钢结构应力产生不利影响,而且后张拉之部分拉索对先张拉的拉索预应力也有影响。
ANSYS技术在幕墙体系中的应用摘要:大型通用有限元软件ANSYS由于具有方便的建模功能,快速的求解能力及强大的后处理能力,可以方便的、比较准确的对结构及其构件进行计算分析。
由于幕墙相应的规范中很少介绍ANSYS在幕墙体系中的应用,所以本文尝试利用有限元计算程序ANSYS对幕墙规范中没有规定或者按照规定条款计算非常复杂的情况进行数值模拟计算,通过模拟分析,可以验证公式并弥补幕墙规范中理论公式的不足,同时提高幕墙产品的设计速度及精度,为非标准及非常规幕墙的计算提供了新的思路和设计依据。
关键词:ANSYS;幕墙;数值模拟;理论验证1.引言建筑幕墙是一种外围护结构,是现代时尚建筑的重要标志,幕墙行业在我国经过几十年的跨越发展,幕墙的材料及构造均不断推陈出新,尤其是幕墙结构形式日新月异,现行《玻璃幕墙工程技术规范》很难对所有结构计算都提供理论公式,所以急需相应的计算方法对规范提供一定的补充。
ANSYS是一种结合结构、热、流体、电磁和声学于一体的大型通用有限元分析软件,它不断吸收当今世界最新的计算方法和计算机技术,可广泛应用于土木、航空航天、机械、汽车交通、电子等工程的分析和科学研究,已逐渐成为工程师实现工程创新和产品创新的得力助手和有效工具,因此本文将通过ANSYS软件,对幕墙工程中的几个案例分别进行数值模拟,为非常规幕墙的计算提供了新的算法,通过计算分析,即保证了幕墙的安全性及使用性能,同时又为幕墙设计及施工提供计算依据。
2.ANSYS在冷弯玻璃中的应用玻璃冷弯技术是实现曲面建筑外饰效果采用的主要方法,在幕墙设计时,现行规范中没有相应的计算依据及方法,只能通过实验和数值模拟来检验是否可行,本文通过在ANSYS中对玻璃一个角点施加位移荷载,使四点不共面,进行计算分析,根据计算结果得到冷弯玻璃应力分布基本规律,为实际工程提供参考依据。
2.1基本概况玻璃面板信息如下:玻璃最大宽度:L=1.25m玻璃最大高度:H=3.0m玻璃配置:6+12A+6钢化玻璃玻璃约束型式:四边简支2.2模拟计算表1.1玻璃在位移荷载下的结果分析通过表1.1的数据表格可以发现,玻璃的内应力随着翘曲荷载的增加而不断增长,当位移荷载为玻璃短跨的1/20时,玻璃的应力值为13.4Mpa,仍在允许安全范围内。
全玻计算:一、按规范计算过程:裙楼全玻幕墙计算,标高11.35m ,采用19mm 钢化透明玻璃。
玻璃板块尺寸:a ×b =6090mm ×1530mm风荷载计算:(取墙角位置计算)μz 1=-1.8+(-0.2)=-2.0地面粗糙度为C 类,查表得μz =0.74,βgz =2.064W K =βgz μz μz 1W 0=2.064×0.74×2.0×0.75=2.291kN /m 2风荷载标准值为k w =2.291kN /m 2玻璃自重标准值:G AK =1.0×0.019×25.600=0.486kN /m 2地震作用标准值:AG αβq K E EK 1max ××==5×0.04×0.486=0.097kN /m 2 玻璃上的荷载(作用)组合标准值:2339.2097050291.250kN/m ..q .W q EK K k =×+=+=玻璃上的荷载(作用)组合设计值:270.309705031291.241503141=××+×=×+×=....q ..W .q E k kN /m 21.玻璃强度验算:折减计算系数θ计算:5.31910720153010339.2454344=××××==−.Et a q θk 可以查出其折减系数η=1.0全玻幕墙弯矩系数取:m =0.125则玻璃截面设计最大应力值为:由公式(5.3)得:ηtmqa σE 226==0119153010270.312506223..×××××− =25.42N /mm 2<72N /mm 2强度满足要求(其中,72.0N /mm 2为15~19mm 厚钢化玻璃大面强度设计值)。
基于ANSYS分析的某幕墙钢结构设计
宣剑锋
【期刊名称】《结构工程师》
【年(卷),期】2006(022)003
【摘要】利用有限元分析软件ANSYS对某支承幕墙钢结构进行了不同荷载工况组合的静力分析,根据分析计算结果进行了钢结构的截面设计,并详细介绍了梁柱的结构形式和钢结构节点设计.
【总页数】4页(P11-14)
【作者】宣剑锋
【作者单位】同济大学,上海,200092
【正文语种】中文
【中图分类】TU3
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ANSYS一个高层剪力墙三维仿真实例一个高层剪力墙三维仿真实例finish/clear!定义单元类型和材料属性/prep7et,1,beam188et,2,shell63mp,ex,1,3.25e10mp,dens,1,2700mp,ex,2,3.0e10mp,dens,2,2700!定义柱、梁截面sectype,1,beam,rectsecdate,1.1,1.1sectype,2,beam,rectsecdate,0.4,0.6sectype,3,beam,rectsecdate,0.5,0.8sectype,4,beam,rectsecdate,0.3,0.5!定义筒体、楼板及外墙实常数r,2,0.2r,3,0.3建立整个模型的关键点k,5000,22,8,72k,1k,12,44kfill,1,12 !共生成13个点kgen,5,1,12,,,4kgen,19,1,60,,,,3/view,1,1,1,1/angle,1,270,xm,0/replot*do,i,1,1021,60l,i,i+60*enddolgen,3,1,18,1,8,,,2 !看每一步模型建立情况lgen,2,1,54,1,,16,,48 lgen,2,1,18,1,,8,,24lgen,2,37,54,1,,8,,24lgen,2,1,144,1,28,,,7latt,1,,1,,5000,,1lesize,all,1.5lmesh,alllsel,u,,,all!建立外环梁模型l,61,65l,65,89l,89,92l,92,68l,68,72l,72,120l,120,109l,109,61lgen,18,289,296,1,,,3,60latt,1,,1,,5000,,2 !同以上不同lesize,all,2lmesh,alllsel,u,,,all !以上四句给刚画的线指定!建立内框架梁模型l,63,111l,85,89l,89,113l,70,118l,92,96l,92,116lgen,18,433,438,1,,,3,60latt,1,,1,,5000,,3 !同以上不同lesize,all,2lmesh,alllsel,u,,,all!建立次梁模型l,62,110l,64,112l,69,117l,71,117l,97,108l,73,77l,80,84l,90,102l,91,103lgen,18,541,549,1,,,3,60latt,1,,1,,5000,,4 !同以上不同lesize,all,2lmesh,allallsel!建立楼层板模型。
点玻自平衡式结构计算:结构尺寸:详见下图材料特性:E=2.06e5 N/mm2ν=0.3 γ=7.85e-5 N/mm3α=1.2e-5 /℃钢材E=1.35e5 N/mm2ν=0.3 γ=7.85e-5 N/mm3α=1.8e-5 /℃不锈钢绞线荷载条件:玻璃自重标准值G AK=0.666e-3N/mm2w=1.252 e-3N/mm2风荷载标准值k水平地震作用标准值Q EK=0.266e-3 N/mm2温度荷载±40℃最不利荷载组合:±40℃+ 以下集中力:每个爪上施加的集中力为F=-4.19e3 N G=-1.73 e3 N F’=-3.58 e3 N G’=-1.48 e3 N建模:模型说明:1.因为自平衡结构中两榀之间设置稳定索,互不传力,每榀在受力上基本相同或相似,没必要对整个结构进行建模,故仅取自平衡结构中最不利的一榀进行建模计算。
2.荷载分析。
玻璃面板将力传给爪件,由爪件再传到转接件进而传到自平衡结构上。
所传的力主要包括风荷载,水平地震荷载,玻璃及爪件自重。
另外,自平衡结构自身还要承受温度荷载和结构本身的自重。
3.约束分析。
经参考多个采用自平衡结构的工程实例,除顶部约束需放松UY约束外(用以消除温度应力),与结构连接处的节点做法基本是采用销接的约束方式,即在建模时仅需放松z向转动,其他全部约束掉就可以了。
4.单元选用。
索采用link10模拟;竖向的大钢管及横向撑杆均采用beam188模拟。
5.施加预应力。
主受力索按30%的最小破断拉力施加,承重索应当施加适当的预应力Ansys模型:分析结果:工况1:最不利荷载组合+降温40℃位移结果:张拉杆索体系规范要求为L/200=52.25mm。
本计算由于采用的是设计值,结果为56.815mm,相差不大,如果改用标准值计算的话应该可以通过,就不浪费精力了。
强度计算结果:竖向钢管:最大应力为125.46 N/mm2<215 N/mm2,满足强度要求。
ANSYS机械工程应用精华30例本文将介绍30个关于ANSYS机械工程应用的精华案例,包括结构分析、流体动力学、传热分析等多个方面。
结构分析1.案例1:汽车车身的弯曲性能分析使用ANSYS进行车身的有限元分析,确定车身在道路上行驶过程中的弯曲程度和扭曲情况。
2.案例2:飞机机翼的应力和变形分析使用ANSYS对飞机机翼进行有限元分析,以评估其在不同飞行条件下的应力和变形情况。
3.案例3:建筑结构的地震响应分析使用ANSYS进行地震响应分析,预测建筑结构在地震中的位移、速度和加速度等动态响应。
4.案例4:管道支架的疲劳寿命分析使用ANSYS进行管道支架的疲劳寿命分析,以确定其可靠性和寿命。
5.案例5:导轨系统的刚度和振动分析使用ANSYS对导轨系统进行刚度和振动分析,以提高导轨系统的性能和稳定性。
流体动力学6.案例6:风力发电机叶片的气动性能分析使用ANSYS进行风力发电机叶片的流动分析,以确定其气动性能和发电效率。
7.案例7:涡轮机的流动特性分析使用ANSYS对涡轮机的流动特性进行数值模拟,以改进其效率和性能。
8.案例8:水泵系统的压力分布和流量分析使用ANSYS对水泵系统进行压力和流量分析,以优化其设计和性能。
9.案例9:船舶的航行阻力和流场分析使用ANSYS对船舶进行流体动力学分析,研究其航行阻力和流场特性。
10.案例10:油气管道的流量和压力损失分析使用ANSYS对油气管道进行流体分析,以评估管道系统中的压力损失和流量分布。
传热分析11.案例11:电子器件的热管理分析使用ANSYS进行电子器件的传热分析,以提高散热效率并防止温度过高。
12.案例12:热交换器的传热性能分析使用ANSYS对热交换器进行传热分析,以评估其传热性能和热效率。
13.案例13:混凝土结构的温度变化分析使用ANSYS对混凝土结构进行传热分析,以预测其温度变化情况。
14.案例14:玻璃窗的热传导和辐射分析使用ANSYS对玻璃窗进行热传导和辐射分析,以改善建筑的保温性能。
基于 ANSYS的幕墙驳接件静力分析摘要:点支撑玻璃幕墙其承载性能研究通常采用驳接件与玻璃分开进行分析,本文从驳接件层次分析,其核心是要求驳接件有绝对的安全性及受力不变形的特点。
驳接爪横向要承受一定的风压,纵向要承受玻璃的重量和自身重量,在这些力的作用下,爪臂会产生横向和纵向的弯曲变形。
本文以六角爪为例,从理论和实际出发,计算和测试了驳接爪受力时产生的变形情况,并将理论与试验结果进行了对比分析,可为工程设计提供理论参考。
关键词:ANSYS;静力分析;驳接件一、引言随着社会的不断发展和科技的不断进步,玻璃幕墙得到越来越广泛的应用。
其中点支承玻璃幕墙和其他玻璃幕墙一样,是在生产实践中不断发展和完善的,随着玻璃物理性能的提高和玻璃技术的发展,围绕着玻璃作为建筑的外围护结构出现了三种结构形式:首先是明框玻璃幕墙,其次是隐框玻璃幕墙,最后就是点支承玻璃幕墙。
在建筑空间的通透质量上,传统的明框或隐框玻璃幕墙在室内都能看到结构体组成的框,这些分割体阻挡了光线和视线。
玻璃工艺的长足发展使人们自然会想到更多地利用玻璃透明的特性从而引发了点支承玻璃幕墙技术的产生。
点支承玻璃幕墙对支承结构和连接结构的设计,要求结构的表面积最小化,对视线的影响降至最低,因而具有其他形式不可代替的优点——更通透、更安全、更灵活,使建筑的现代工艺美、技术美得以尽情地表现。
因此,点支承玻璃幕墙受到广大建筑师的青睐,并得到快速发展。
二、工程概况:1、工程简介:幕墙标高:11.800m。
基本风压: (50年一遇)地面粗糙度类别:C类抗震设防烈度:8度设计基本地震加速度:玻璃结构:玻璃板块:材料:转接件,驳接爪,驳接头2、荷载计算:按标高11.800m,角部区域计算风压:(1)风荷载计算值:风荷载设计值:单块玻璃承受风荷载:(2)玻璃自重计算玻璃重力密度:玻璃面积:玻璃重量:(3)地震荷载计算:动力放大系数,取5.0:水平地震影响系数最大值,本工程抗震设防烈度:8度,地震加速度0.20。
基于ANSYSWorkbench幕墙单元体挂码强度分析摘要:建筑幕墙以其整体美观、结构轻、采光好的特点,在建筑工程项目建设中得到了广泛应用。
近年来,在科学技术创新发展与应用的推动下,建筑幕墙技术得到了进一步提升,越来越多地借助有限元软件得到更为真实的模拟分析进而得到优化设计[1]。
文中通过CAD建立单元体挂码的三维模型,应用Ansys Workbench 软件进行有限元分析,得出应力、变形的分布情况,然后根据分析的结果在Ansys Workbench下进行优化设计,得到了最优方案,为其设计提供了依据。
关键词:玻璃幕墙;挂码;Ansys Workbench;有限元;模拟;计算前言:建筑幕墙广泛应用于高层建筑和大型公共类建筑上,作为建筑的外围护结构,幕墙的安全性也是最重要的部分。
单元体挂码作为幕墙的一个关键部件,其产品的强度和寿命对整幅幕墙的可靠性和安全性影响很大,所以对挂码进行有限元分析和优化设计有着重大意义。
本文通过实验对比发现,幕墙挂码接触受力最不利位置往往会被遗漏,而软件能很好地把挂码整体受力分析出来,也就能很好地补充理论计算不够全面的情况进而进行优化设计。
正文:幕墙结构是建筑物外观结构的一部分,它必须在满足美观和实用功能的同时,根据幕墙结构的功能需求,对其构件的设计充分考虑使用要求和足够的强度、刚度[2]。
设计过程中要考虑幕墙所可能承受的各种载荷。
由于大多数实际问题难以得到准确解,而有限元不仅计算精度高,而且能适应各种复杂形状,因而成为行之有效的工程分析手段。
有限元分析(FEA)的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解,用有限元法分析静动态强度和结构刚度,是现代设计的必要手段。
采用现代有限元结构分析技术,使单元体挂码结构分析不再仅凭经验进行,并且可以获得设计的参变量(如结构形式、构件的几何尺寸等)与结构响应(如输出的应力和位移)之间的某种关系,还可以利用软件提供的可视化技术实时地观察计算分析的结果,而利用这些信息就可以对结构进行优化[3]。