東盟國家建筑有限元分析

楊奔

（北海職業(yè)學(xué)院）

0 前言

東盟國家建筑因氣候、習(xí)俗等原因，為了更好地通風(fēng)和排熱，其建筑大多呈墻體薄、高腳、窗大、尖頂、貫通性強(qiáng)、排水性好、防潮好、防爬蟲等特點(diǎn)，而且由于其建筑構(gòu)件形狀多變，因此在對(duì)東盟國家建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，傳統(tǒng)基于桿件分析的力學(xué)設(shè)計(jì)分析軟件不大適用，而需要采用有限元分析軟件對(duì)其進(jìn)行有限元分析。因此，本文通過案例來闡述東盟國家建筑中的梁、柱等構(gòu)件的有限元分析過程。

1 東盟國家建筑梁構(gòu)件有限元分析

本文以鋼筋混凝土梁為例闡述東盟國家建筑梁構(gòu)件的有限元分析。本文所建梁構(gòu)件有限元模型尺寸為長2.5m、寬0.15m、高0.3m，混凝土材料的抗壓強(qiáng)度設(shè)置為24000000N/m2，抗拉強(qiáng)度設(shè)置為2400000N/m2；混凝土材料的彈性模量為190000000kN/m2，泊松比為0.3，屈服強(qiáng)度為280000000N/m2，混凝土本構(gòu)模型采用混凝土塑形損傷模型（CDP 模型），其中混凝土損傷塑性參數(shù)設(shè)置為：塑性膨脹角=38，偏心率=0.1，fb0/fc0=1.16，K=0.66667，粘性參數(shù)=1E-005；鋼筋彈性楊氏模量取190000，泊松比取0.3，塑性屈服應(yīng)力取210，塑性應(yīng)變?nèi)?。在有限元分析軟件中，先在“部件”選項(xiàng)卡中建立鋼筋和混凝土梁部件，再在“材料”選項(xiàng)卡中將混凝土和鋼材的材料屬性賦予所建部件，然后通過“裝配”選項(xiàng)卡將其組合成整體，并添加約束、邊界條件和載荷，然后將建好的有限元模型提交作業(yè)進(jìn)行分析，得到有限元模型分析結(jié)果如圖1 所示。由有限元模型分析結(jié)果可知，梁的跨中部位所受彎矩較大，所以在建造東盟國家建筑時(shí)，應(yīng)該采取多種方式對(duì)其梁的跨中部位進(jìn)行加固；同時(shí)，對(duì)梁有限元模型的加載過程分析可知，加載后梁裂縫是由梁兩端向中間發(fā)展的，所以在考慮房屋室內(nèi)凈高達(dá)到要求的前提下，可適當(dāng)增大梁跨中部位的梁高而增大梁的承載能力。

圖1 東盟國家建筑梁構(gòu)件有限元模型

2 東盟國家建筑柱構(gòu)件有限元分析

本文以混凝土柱為例闡述東盟國家建筑柱構(gòu)件的有限元分析。本文所建梁構(gòu)件有限元模型尺寸為長0.5m、寬0.5m、高2m，混凝土柱中的混凝土抗壓強(qiáng)度為2.4×107N/m2，抗拉強(qiáng)度為2.4×106N/m2，彈性模量為32500MPa，泊松比為0.2，混凝土材料采用混凝土塑性損傷模型。在模型施加荷載時(shí)，采用壓強(qiáng)控制施加荷載。對(duì)有限元模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)，網(wǎng)格單元形狀為六面體，網(wǎng)格近似全局尺寸為20mm。東盟國家建筑柱構(gòu)件有限元模型受力性能分析圖如圖2 所示。經(jīng)過對(duì)東盟國家建筑柱構(gòu)件受力性能進(jìn)行分析，可以得出以下分析結(jié)果：

圖2 東盟國家建筑柱構(gòu)件有限元模型

⑴東盟國家建筑柱構(gòu)件單向受壓后向四周的側(cè)壁方向“膨脹”。

⑵東盟國家建筑柱構(gòu)件柱中側(cè)壁部位應(yīng)力比其端部大。

3 結(jié)語

本文主要從基于建筑信息化的無人機(jī)遙感測量技術(shù)介紹、基于建筑信息化的無人機(jī)遙感測量關(guān)鍵建筑材料圖像識(shí)別模型的建立、數(shù)據(jù)讀取、分層、訓(xùn)練語意分割及應(yīng)用等方面，對(duì)基于建筑信息化的無人機(jī)遙感測量關(guān)鍵建筑材料圖像識(shí)別進(jìn)行了研究，為無人機(jī)遙感測量提供一定的參考。

本文通過有限元模型簡單分析了東盟國家建筑中梁、柱等建筑構(gòu)件的力學(xué)性能，但這還不夠，因?yàn)樵跂|盟國家建筑的設(shè)計(jì)建造過程中還要考慮不同材料、不同形狀的多構(gòu)件力學(xué)性能，所以以后要進(jìn)一步結(jié)合有限元分析去研究東盟國家建筑的更多材料、更多形狀的更多構(gòu)件的力學(xué)性能。