ANSYS幕墙培训

12015年ANSYS培训（上海）中国土木建筑培训中心主办主讲人：陈昌宏博士/副教授2015.11.20-11.25E-mail:[e-mail](Ph:18966916338)2主讲人：陈昌宏博士/副教授硕士生导师新加坡南洋理工NTU/CEE访问学者国家一级注册结构工程师国家注册结构工程师专业考试命题组专家委员邮箱：[e-mail]（交流，推荐）Ph:18966916338，152918190973课程培训大纲（1）有限单元法基本知识（2）ANSYS软件功能介绍（3）综合案例案例1：简支梁（经典）案例2：框式幕墙横梁计算专题A：CAD与ANSYS转换（案例）专题B：ANSYS如何建立异型截面（案例）案例3：玻璃面板强度与变形计算案例4：玻璃面板振动计算案例5：开孔（四孔）等厚玻璃平板应力集中计算分析4课程培训大纲案例6：框支玻璃面板强度与变形计算案例7：单片玻璃面板传热计算案例8：中空玻璃面板传热计算案例9：平行拉索式幕墙计算案例10：自平衡拉索幕墙计算案例11：雨棚钢结构强度与变形计算案例12：雨棚结构地震性能计算（模态，反应谱，地震波）案例13：空间采光顶结构分析（强度，整体稳定，刚度）5*本PPT特别说明：1）文中凡是有标示的均为超链接文件，文件格式为PDF，文件会随PPT一起发给学员（理解这些链接文件，及其重要）2）由于各位学员存在文件的地址与我制作PPT的存储地址不一样，会有在PPT播放的过程中无法打开这个超链接文件的情况，此时请学员直接按照标示前面的数字直接在文件中打开即可6（1）有限单元法基本知识1思想：整体结构单元体整体-1离散化汇总梁柱单元（SAP，ETABS等）一维杆系结构有限元（ANSYS）墙，壳元（二维，shell）二维墙，三维实体结构实体元（三维，solid）78（2）ANSYS软件功能介绍1.百度：-22常用软件：国外：ANSYS，ABAQUSSAP2000，ETABS，MIDAS等国内：PKPM，3D3S等3中英文菜单对比-3-1,3-2(全部)12版本以后单元整合，替换9主菜单10前处理菜单11工程案例求解步骤A）进入前处理环节1.定义单元类型2.输入实常数（有的单元不需要，有的需要）3.材料指标4.截面参数5.建立模型（几何模型，需mesh）或者（有限元模型）B）进入求解环节1.定义分析类型2.施加荷载与约束，并求解C）进入后处理环节12ANSYS文件类型说明文件后缀类型文件说明DB二进制数据库文件(一般保存为DB文件SAVEDB)DBB数据备份（当保存为DB文件时，原来DB文件则备份为DBB文件）ELEM二进制单元定义文件EMAT二进制单元矩阵文件ESAV二进制单元数据存储文件FULL二进制组集的整体刚度矩阵和质量矩阵文件LNN二进制载荷工况文件13ANSYS文件类型说明LOG文本日志文件（ANSYS命令一经执行，则被记录到该文件,形成命令流，将其复制到命令行，即命令输入窗口中执行，可得到ANSYS分析数据）MODE二进制模态矩阵文件MP文本材料特性定义文件NODE文本结点定义文件OUT文本ANSYS输出文件RST二进制结构和耦合场分析的结果文件RTH二进制温度场分析的结果文件SNN文本载荷步文件14案例1：简支梁（经典）条件：某焊接双轴对称工字型截面简支钢梁，Q235-B钢，L=8m，跨中无侧向支撑。上翼缘受满跨均布荷载，跨度中点受一个集中荷载，设计值：均布载80kN/m（含自重）集中载320kN，静力荷载计算此梁的强度，变形（截面尺寸：上下盖板：16*400mm；腹板：8*1000mm）15案例1：简支梁（经典）对比：内力：手算:Mx=1/4*PL+1/8qL2=1280kN.mSAP:Mx=1280kN.m变形：手算：f=5/384*qL4/EI+1/48*PL3=9.38mmSAP:f=11.35mmANSYS:f=11.2mm理由？怎么调整16案例1：简支梁（经典）—步骤1）进入前处理器prep7，选择结构模块；2）选择建立Beam188单元，调整optional（选择项）3）本单元无实常数（realconstant），建立梁截面4）利用关键点（Keypoint）建立直线梁模型，注意梁单元的方向点的建立（注：也可不建，建议建立）5）网格划分mesh（注：初学者可分别在这里分割不同的单元数，看后续计算结果的区别，或与sap区别）6）进入solve求解模块，施加简支约束，荷载7）进入通用后处理器post1，查看变形，内力，应力17案例1：简支梁（经典）——理解（*关键点与节点的区别）1）构成几何模型的元素是点(关键点)、线、面和体，构成有限元模型的元素是节点和单元(单元有线单元、面单元和体单元之分)，几何模型只是模型，不能参与有限元分析计算，只有有限元模型才能参与分析计算2）关键点针对几何元素，节点是有限元里最小的单元，一般是网格划分后生成的，在网格划分时，关键点转化为节点。18案例1：简支梁（经典）——应掌握的知识点：1）Beam188单元理解（中英文非常重要）-42）重力g的方向3）numbering控制4）截面高度Z的控制—方向点（非常重要，加载）—e-shape帮助查看辨别5）剪切刚度对变形的影响（sectioncontrol重要）——补充：ANSYS中梁单元的细节详细说明-519案例1：简支梁（经典）粗20案例1：简支梁（经典）细21案例1：简支梁（经典）——应掌握的知识点：6）随时查看帮助文档（对话框中的HELP）7）绘制变形，内力（弯矩，剪力，轴力），应力—Plot8）列表变形，内力（弯矩，剪力，轴力），应力—List9）荷载步（LoadStep，LS）-610）荷载工况与组合（LoadCase，LC）-722案例1：简支梁（经典）自重荷载步23案例1：简支梁（经典）均布荷载步24案例1：简支梁（经典）集中荷载步25案例1：简支梁（经典）11）全面理解关键点（KP）的细节过程26案例2：框式幕墙横梁计算条件：横梁计算标高为17.0m，饰面材料为玻璃，所受重力GK=0.6KN/m2，横梁的计算长度取L=6120m，幕墙分格高度为：H=3.9m,h1=1950,h2=2250,L1=2220,L2=1620mm27案例2：框式幕墙横梁计算材料与截面：钢方通，200*150*5mm荷载类型（标准值）：恒荷载：0.6*3.9=2.34KN/m—垂直平面内水平风荷载与地震荷载的最大值为：1.32KN/m2——转化成上下区隔的线荷载：（梯形荷载）横梁承受上分格线荷载标准值：1.32×(2.22+6.12)×1.95/(2×6.12)=1.75KN/m1.75x6.12=(2.22+6.12)x?/2?=2.58横梁承受下分格线荷载标准值：1.32×(1.62+6.12)×2.25/(2×6.12)=1.87KN/m1.87x6.12=(1.62+6.12)x?/2?=2.9628案例2：框式幕墙横梁计算—步骤1）进入前处理器prep7，选择结构模块；2）选择建立Beam188单元，调整optional（选择项）3）本单元无实常数（realconstant）4）利用关键点（Keypoint）建立直线梁模型，注意梁单元的方向点的建立（注：也可不建，建议建立）5）网格划分mesh6）进入solve求解模块，施加简支约束，荷载（注意的是荷载为梯形荷载，且为两次输入，add不是replace）7）进入通用后处理器post1，查看变形，内力，应力29案例2：框式幕墙横梁计算说明：1）1950段应增加划分，如划分成2等份2）当然，也增加了困难，相比较SAP2000而言，ANSYS的这个功能不可取3）因此，建议按照经均布荷载计算（稍微偏保守），可行30案例2：框式幕墙横梁计算——应掌握的知识点：1）梯形荷载（可以实现，存在不便）2）替换与累加3）荷载工况4）荷载组合（进一步理解，存在弊端）31案例2：框式幕墙横梁计算——引申：1）圆弧梁2）扭转梁3）编号处理4）变截面5）偏心处理6）APDL介绍（不强制要求）32案例2：框式幕墙横梁计算平面曲梁平面曲梁33案例2：框式幕墙横梁计算样条曲梁初始扭转梁（90度）34案例2：框式幕墙横梁计算偏心处理方法一35案例2：框式幕墙横梁计算偏心处理方法二36案例2：框式幕墙横梁计算变截面梁37案例2：框式幕墙横梁计算变截梁调整偏心到底是哪个方向，要理解38案例2：框式幕墙横梁计算——应掌握的引申知识点：-8引申：a）直线的垂线（normal）b）圆弧线（circle）c）样条曲线（Spline）a）生成与一条线成角度或垂直的线d）生成与两条线成一定角度的线e）……39案例2：框式幕墙横梁计算——引申：40案例2：框式幕墙横梁计算——引申：41案例2：框式幕墙横梁计算——引申（练习案例）：-942专题A：CAD与ANSYS转换（案例）——应掌握的要点：1）CAD与ANSYS转换的类型及常用方法总结2）引申：CADConvertAPDL程序（掌握）3）引申：DXFtoANSYS程序（掌握）4）CAD环境下的sat文件转换到ANSYS，但必须修改，掌握其修改的原理及原因（注意：ResetPlot）*Areaonly/solidonly43专题A：CAD与ANSYS转换（案例）44专题A：CAD与ANSYS转换（案例）45专题B：ANSYS如何建立异型截面（案例）CAD图形尺寸ANSYS异型截面46专题B：ANSYS如何建立异型截面（案例）ANSYS截面结果47专题B：ANSYS如何建立异型截面（案例）SAP2000截面示意图SD48专题B：ANSYS如何建立异型截面（案例）SAP2000截面结果49专题B：ANSYS如何建立异型截面（案例）梁示意图（异形截面）50专题B：ANSYS如何建立异型截面（案例）——应掌握的要点（流程）：1）CAD画截面，连好线，形成面域，使用SAT格式导出。2）ANSYS导入SAT文件，在自定义截面操作里面导出截面文件。（注意：有的曲面需要重新构建，折线围城的面没有任何问题，进行布尔操作即可）3）导入截面文件，构件一个新的自定义截面，可进行常规截面的PLOT等操作。**当然：也可以直接在ANSYS去建立模型去计算截面特性51专题B：ANSYS如何建立异型截面（案例）4）补充：实体建模（开孔H型钢：1032x400x16x8,6m）52专题B：ANSYS如何建立异型截面（案例）4）补充：实体建模（开孔H型钢：1032x400x16x8,6m）53专题B：ANSYS如何建立异型截面（案例）——应掌握的知识点：1）ANSYS中进行体建立，面SWEEP，初步学会WP的定位，旋转使用2）学会开洞口，布尔操作3）建议采用壳单元（同样开洞口），线SWEEP进行54专题B：ANSYS如何建立异型截面（案例）5）补充：实体建模扫略（Sweep划分）单元存在缺陷，理解原因55案例3：玻璃面板强度与变形计算条件：7度（0.15g），w0=0.55kN/m2，单片玻璃24mm计算：强度，变形说明：E=7.2e4Mpa，v=0.2,alpha=(0.8-1.0)e-5grammar=25.6kN/m356案例3：玻璃面板强度与变形计算荷载类型：自重：25.6*0.024=0.6144kN/m2(自动)地震：5*0.12*25.6*0.024=0.36864kN/m2风荷载：1.69*1.2*1.25*0.55=1.394kN/m2荷载组合：自重+风荷载+地震荷载（强度）1.21.4*1.01.3*0.5风荷载标准值（变形）57案例3：玻璃面板强度与变形计算—步骤1）进入前处理器prep7，选择结构模块；2）建立Shell181单元，调整optional（选择项）3）本单元无实常数（realconstant）4）建立面模型Area（注意：预留好约束点）5）网格划分mesh6）进入solve求解模块，施加简支约束，7）进入通用后处理器post1，查看变形，内力，应力58案例3：玻璃