ANSYS在金屬幕墻計算中的應用問題探討

　　1.引言
　　金屬幕墻，是一種新型的建筑幕墻型式。金屬板材的優良的加工性能，色彩的多樣及良好的安全性，能完全適應各種復雜造型的設計，可以任意增加凹進和凸出的線條，而且可以加工各種型式的曲線線條，給建筑師以巨大的發揮空間，倍受建筑師的青睞，因而獲得了突飛猛進的發展。

　　到目前為止，金屬幕墻中的鋁板幕墻一直在金屬幕墻中占主導地位，輕量化的材質，減少了建筑的負荷，為高層建筑提供了良好的選擇條件；防水、防污、防腐蝕性能優良，保證了建筑外表面持久長新；加工、運輸、安裝施工等都比較容易實施，為其廣泛使用提供強有力的支持；色彩的多樣性及可以組合加工成不同的外觀形狀，拓展了建筑師的設計空間；較高的性能價格比，易于維護，使用壽命長，符合業主的要求。因此，鋁板幕墻作為一種極富沖擊力的建筑形式，倍受青睞。

　　正是由于鋁板的可塑性，現代幕墻建筑中，大量出現異型鋁板和大分格加筋鋁板，這些結構的出現，導致了鋁板強度、變形的不確定性，影響幕墻的美觀和安全，由此必須對幕墻系統重要部位進行科學的力學計算，考慮風壓、自重、地震等作用對幕墻系統的影響，對金屬面板進行仔細校核，確保幕墻的安全性。

　　本文應用ANSYS對較為常見的平面加筋鋁板進行建模分析，并與常規工程計算方法進行比較，探討運用ANSYS對金屬幕墻進行計算的可行性，以此例為基礎，為異型鋁板的強度及剛度校核提供計算根據。

　　2.運用工程計算方法對加筋鋁板計算
　　2.1工程計算方法及模型簡介
　　關于鋁板強度及撓度的計算，采用的是《石材幕墻');callServer('金屬與石材幕墻');">金屬與石材幕墻工程技術規范》JGJ 133-2001中所提供的算法，也是現在最為普遍的計算方法。鋁板加強筋的計算是選取《結構穩定性設計手冊》中，組合元件的屈曲一章中，無限寬理想化加筋平板的計算方法進行計算。

　　模型大小、邊界條件、荷載均與ANSYS計算方法相對應，計算面板選用高3000mm，寬1600mm，3mm厚3003-H14材質鋁板為計算模型，加強筋沿短邊通長布置，間距為500mm，加筋肋采用50×50×3mm的U型折彎鋁板，荷載統一選用Q=0.003N/mm²。由于ANSYS的計算模型與之相同，在本文中不予累述。

　　2.2 鋁板強度及撓度計算
　　①模型簡介
　　對于鋁板的計算，整個鋁板采用加強筋將鋁板分成若干小區域，根據《金屬與石材幕墻》JGJ 133-2001規范，簡化為長1600 mm，寬500mm，對邊簡支，對邊固定（加筋肋方向）的力學模型進行計算。

　　②鋁板強度計算

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