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ANSYS在幕墻中的應(yīng)用

來源:2018《建筑門窗幕墻創(chuàng)新與發(fā)展》  作者:計國慶 楊加喜 陳國棟  日期:2018-4-20
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  摘要:本文介紹了ANSYS在幕墻面板、龍骨以及構(gòu)件計算上的應(yīng)用,填補(bǔ)了常規(guī)軟件無法模擬的邊界條件、荷載分配等問題,使結(jié)構(gòu)設(shè)計達(dá)到最優(yōu)化從而降低了工程成本。
  關(guān)鍵詞:ANSYS、幕墻

  前言

  ANSYS是大型的有限元處理軟件,具有功能完備的前后處理功能,強(qiáng)大的圖形處理能力,在核工業(yè)、鐵道、石油化工、航空航天、機(jī)械制造、能源、汽車交通、國防軍工、電子、土木工程、造船、生物醫(yī)學(xué)、輕工、地礦、水利、日用家電等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。ANSYS功能強(qiáng)大,操作簡單方便,現(xiàn)在已成為國際最流行的有限元分析軟件,也廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域,受結(jié)構(gòu)師的青睞。

  本文主要論述Ansys在建筑幕墻計算中的應(yīng)用。

  ANSYS程序提供了高質(zhì)量的對CAD模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分的功能。與普通結(jié)構(gòu)計算軟件相比,ANSYS不僅可以達(dá)到普通計算標(biāo)準(zhǔn),通過網(wǎng)格劃分功能對復(fù)雜模型進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分,能夠使誤差低于用戶定義的值,從而使計算的精度(詞條“精度”由行業(yè)大百科提供)超出普通結(jié)構(gòu)軟件的精度。

  本案例針對的是ANSYS在幕墻板塊、型材連接件在幕墻中的應(yīng)用。

  一、異形穿孔鋁板的計算

  1、本案例板為3mm異形穿孔鋁板,板塊尺寸1180*2640*(0~450),強(qiáng)度計算荷載值q=1.4wk+0.5×1.3qEAk =0.001442MPa

  撓度計算荷載qk=wk+0.5qEAk=0.001032MPa

  模型采用SHELL181單元建立面板,邊界條件上下邊簡支,左右兩側(cè)采用點(diǎn)支承。模型如下圖所示。

  2、求解結(jié)果

  鋁板應(yīng)力云圖:最大應(yīng)力90.58Mpa<97 MPa

  鋁板撓度云圖:最大撓度20.2mm<1390/60=23.2mm

  二、鋁合金龍骨計算

  1、龍骨跨度3600mm,上下端簡支,計算強(qiáng)度荷載值q=qw+0.5qE=2.814N/mm,撓度計算荷載值q=qw=2.7514N/mm,計算模型采用BEAM188單元建立鋁合金龍骨,型材截面(詞條“截面”由行業(yè)大百科提供)及參數(shù)如下圖所示

  型材應(yīng)力云圖:最大應(yīng)力85.9Mpa<90MPa

  型材撓度云圖:最大撓度19.07mm<23mm

  用其他計算方法輸入相同荷載進(jìn)行計算:

  計算強(qiáng)度N/An+Mx/Wnx= =86.9MPa

  型材撓度 df=5qkL4/384EIx=19.88mm,

  通過計算對比,ANSYS計算與簡化計算模式計算結(jié)果基本一致,

  ANSYS 計算云圖數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)并能直觀的呈現(xiàn)構(gòu)件受力情況。

  三、玻璃板塊的計算

  1、本案例玻璃采用15mm單層鋼化玻璃,分格尺寸為1965*3960mm,

  強(qiáng)度計算荷載值q=1.4wk+0.5×1.3qEAk =0.0022MPa

  撓度計算荷載值qk=wk+0.5qEAk=0.00182MPa,約束條件為非四邊框簡支及點(diǎn)支撐,邊界條件為上下、左邊簡支,右邊采兩點(diǎn)支承。采用SHELL181單元建立玻璃面板

  玻璃應(yīng)力云圖:最大應(yīng)力59.6Mpa<84 MPa

  玻璃撓度云圖:最大撓度26.34mm<1965/60=32.7mm。

  四、連接件的計算

  1、構(gòu)件采用125x80x8mm鋼連接件,計算荷載值經(jīng)過折算施加在孔壁上 計算荷載值q水平=62.0MPa,q垂直=15.8MPa采用SOLID185單元建立實(shí)體面板。

  應(yīng)力云圖:最大應(yīng)力120.24Mpa<160 MPa

撓度云圖

  五、小結(jié)

  通過以上云圖數(shù)據(jù)分析:幕墻面板單元采用SHELL181單元,龍骨采用BEAM188單元,構(gòu)件采用SOLID185單元來進(jìn)行模擬計算可以滿足結(jié)構(gòu)受力要求,可以更直觀的顯示各部位的受力情況,為設(shè)計師在結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性上給予了極大的幫助,希望以此例為基礎(chǔ),為各類異形幕墻的面板龍骨及構(gòu)件進(jìn)行工程驗(yàn)算,既能保證工程的安全,又能節(jié)約造價成本。

  參考文獻(xiàn)

  【1】 金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003.

  【2】 玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ 133-2001.

  【3】 建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)范JGJ 113-2015.

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原文地址:http://www.52mqw.com/info/2018-4-20/44589-1.htm
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月精彩評論集錦
  • 大家都能辨證的認(rèn)識玻璃幕墻,耕種要的是國家的政策
    不是有建筑貼膜么?
    不是很好的解決辦法么?
    既然有辦法解決矛盾就應(yīng)該去解決
    而不是一味的去討論
    來自 123.112.255.25 的讀者對聚焦:標(biāo)準(zhǔn)是否宣判玻璃幕墻死刑 的評論
  • 用什么樣的膠要根據(jù)工程自身的需要,我多年經(jīng)銷“之江”膠,沒有出現(xiàn)過一起質(zhì)量問題,質(zhì)量很穩(wěn)定,有需要之江膠的請聯(lián)系我:13914081106。
    來自 221.225.205.156 的讀者對2010幕墻門窗行業(yè)產(chǎn)品選用指南的評論
  • 有機(jī)硅密封膠分很多種,如建筑行業(yè),民用,汽車行業(yè)等,每個行業(yè)的要求都有所不同,每家生產(chǎn)企業(yè)涉及的領(lǐng)域的側(cè)重點(diǎn)又有所不同,不知大家所謂的好是好在哪里?差又差在哪里?與誰比較?個人從事膠粘劑應(yīng)用行業(yè)多年,憑心而談,個人覺得建筑工程膠類品牌白云,創(chuàng)世紀(jì),大光明,硅寶的行業(yè)口碑都不錯,民用膠嘛,新展,千里馬,之江的市場知名度較高。呵呵,僅供參考哦。謝謝!
  • 參考一下還是有必要的.我在山東代理快事達(dá),不知道市場空間有多大?
  • 今年主辦宣傳推廣和組織策劃都很好,與上屆相比,現(xiàn)場觀眾多很了,而且大多是設(shè)計院和工程單位的.我是一家門窗廠的,帶去的門窗系統(tǒng)樣品,基本上全部被訂購了.
    來自 125.65.196.240 的讀者對2012第十八屆全國鋁門窗幕墻行業(yè)年會專題報道的評論
  • 幾百個人幾百根繩子幾百只塑料桶洗一次幾十萬,太笨!我花了3天為央視大廈外立面清洗發(fā)明了兩臺機(jī)器,從此不需要蜘蛛人上到高空去擦窗戶了!
    來自 111.194.238.3 的讀者對二次污染!花25萬再洗一次央視“大褲衩”的評論
  • 我覺得華成將來的前景不錯,不會比之江差!
    來自 124.90.141.175 的中國幕墻網(wǎng)讀者對浙江華成有機(jī)硅材料有限公司專訪稿的評論
  • 膠行業(yè),主要分為國產(chǎn)和進(jìn)口,隨著幕墻行業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展,國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品已經(jīng)超越了進(jìn)口品牌,道康寧、GE等國外品牌也放低了身價,開始降價,這都是得益于國內(nèi)品牌的發(fā)展。 就目前而言,進(jìn)口品牌的價格如果扣除關(guān)稅等相關(guān)費(fèi)用,可能和國內(nèi)優(yōu)質(zhì)品牌價位等同了,您說他們的利潤怎么來呢?質(zhì)量如何保證呢?
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