达索系统SIMULIA Abaqus在建筑工程行业中的应

寂静回声

随着国民经济的发展以及我国改革开放的深入，建筑工程行业也得到了前所未有的发展，目前建筑不仅越来越美观，也越来越高大，相应的结构也越来越复杂，也给结构设计带来了巨大挑战。在此背景下，对复杂建筑结构做静、动力计算已经变得必不可少，Abaqus在建筑行业也有了用武之地。

模态分析是所有动力学分析最基本的内容，模态分析是用来确定结构振动特性（自然频率、振型、振型参与系数）的一种技术。

模态分析的优势有：

l 使结构设计避免共振或以特定频率进行振动；

l 使工程师可以认识到结构对于不同类型的动力载荷是如何响应的；

l 有助于在其它动力分析中估算求解控制参数（如时间步长等）。

由于结构的振动特性决定了结构对于各种动力载荷响应情况，所以模态分析也是其它更详细的动力学分析的起点，例如瞬态动力学分析、谱分析等。结构的振动特性决定结构对于各种动力载荷的响应情况，在准备进行其它动力分析之前首先要进行模态分析。

Abaqus提供了两种求解振型的方法：Lanczos方法和Subspace两种方法，两种方法各有优缺点，分别实用于规模较大，频率提取多的结构和规模小，频率提取少的结构。下图是某高层建筑的振型图。

随着建筑行业新标准的正式实施，对建筑结构的弹塑性分析要求也被正式地写入行业规范之中。为满足结构的二阶段设计抗震设防要求，各地有大量的超高层建筑或标志性工程被要求进行弹塑性分析，以保证这些建筑物在发生数百年一遇的罕遇地震时仍能保证足够的承载力，不至于造成过大的生命和财产损失。

由于中国国情的特殊性，我国的50m以上高层建筑大量采用混凝土剪力墙作为抵抗风荷载和地震力的主要受力构件。混凝土剪力墙几乎是一种天生的弹塑性构件。在弹性阶段的分析中，一般忽略其塑性特性，按弹性壳单元计算，细分后的壳单元大小一般为1～2m，按每个节点6个自由度计算，一栋70m高的剪力墙高层结构便可达到数万个自由度的计算规模。

针对动力学问题，尤其地震响应，Abaqus既可采用隐式动力学算法，同时也可以进行显式动力学分析，在时域内对结构的响应问题进行分析。