屋面网壳结构等效节点荷载在ANSYS中的实现方法
【工程概况】
如下所示一六边形空间网壳结构，边长为6m，层高1.8m，钢管截面面积为707mm2，材料弹性模量为210Gpa,泊松比为0.3，密度为7850kg/m3，各节点均为铰接，屋面受均布投影荷载10KN/m2作用，采用等效节点荷载方法，计算结构自重以及外部荷载用下的响应。
【案例目的】
1、掌握导入CAD面域的基本方法
2、掌握Surf154单元的基本特征
3、掌握利用Surf154施加投影荷载的基本方法
4、掌握获取等效节点荷载的基本方法
【案例说明】
本案例主要考察使用者对Surf154单元荷载施加方向的理解以及后续对结果提取循环的使用，Surf154单元作为一种荷载施加辅助单元，通过控制其单元关键项，能让使用者实现复杂荷载的施加。
单就以屋面等效节点荷载而言，思路为通过控制154单元第11个关键项的设置，考虑投影荷载，施加方向为5，采用方向向量确定荷载方向，约束网壳所有节点，得到仅在均布荷载作用下的支座反力。通过后处理循环获取每个节点的支座反力并存入数组，删除154单元，施加节点力与重力荷载，并进而求解。
【操作步骤】
一、在CAD中绘制图形，并形成面域，导出为sat格式，放入软件工作目录下
二、导入sat文件，并设置显示模式为normal
三、定义单元、材料属性、布尔运算及划分单元
/FACET,NORML
!布尔运算
lovlap,all
et,1,link180
et,2,surf154
keyopt,2,11,0
r,1,708
mp,ex,1,2.1e5
mp,dens,1,7850e-12
mp,prxy,1,0.3
latt,1,1,1
lesize,all,,,1
lmesh,all
type,2
amesh,all
nummrg,node
numcmp,all
四、施加屋面投影荷载，设置按箭头显示
!此处只考虑均布荷载的等效节点荷载，不考虑自重
esel,s,type,,2
sfe,all,5,pres,,10e-3,0,0,-1
!荷载按照箭头显示
/psf,pres,,2
allsel,all
五、约束所有节点，求解
/solu
d,all,all,0
solve
六、进入后处理，定义数组，获取支座反力
/post1
!获取每个节点的支座反力
*get,nodenum,node,0,num,maxd
*dim,KX1,array,nodenum
*dim,Ky1,array,nodenum
*dim,Kz1,array,nodenum
*do,i,1,nodenum
nsel,s,,,i
fsum
*get,Kx1(i),fsum,0,item,fx
*get,Ky1(i),fsum,0,item,fy
*get,Kz1(i),fsum,0,item,fz
*enddo
七、进入前处理，删除节点约束及154单元，并施加等效节点力
/prep7
!删除表面效应单元
allsel,all
aclear,all
!删除所有的节点约束
ddele,all,all
!施加等效节点荷载
*do,i,1,nodenum
f,i,fx,kx1(i)
f,i,fy,ky1(i)
f,i,fz,kz1(i)
*enddo
八、进入后处理，施加自重，约束外围节点，求解
/solu
nsel,s,loc,z,0
d,all,all,0
allsel,all
acel,,,9800
solve
九、结果查看
/post1
plnsol,u,z,1
!应力云图绘制
etable,YL1,Ls,1
pletab,YL1
!轴力云图绘制
etable,ZL1,smisc,1
pletab,zl1
位移云图(mm)
应力云图(Mpa)
轴力云图(N)
