3.7.4 行波效应的处理

在大跨度工业与民用建筑中，需要考虑地震波的时滞问题，即通常所说的行波效应。在现有CAE程序中，除了ABAQuS和LSDYNA以外，绝大多数CAE程序均不具备直接的行波效应设置能力，但是可以通过变通的手段来解决，其方法如下：

(1)在结构基地设置大质量单元，单元质量一般在结构总质量le6数量级以上，然后，将加速度激励放大le6倍，直接以力时程施加在结构基底；

(2)将加速度时程转换为位移时程施加在结构基底。

两种方法需要注意的是：其一，结构基底在激励方向不能约束；其二，分析得到的分析结果是数学意义上的绝对结果，要采集结构响应结果，还得将结构响应直接积分结果减去基底响应结果。

3.8 结果应用

分析结果正确性判定需要工程师具备丰富的结构概念，数值模拟计算，由于其建模分析始终带有各种各样的计算假定，因此，无论单元划分如何精细，边界处理多么完善，荷载激励取值多么准确，其计算结果始终是近似结果。总体而言，有限单元位移的连续性假定，保证了其位移分析结果相对精度更高，而内力和应力计算结果，则容易受边界假定、单元积分模式、网格划分等的影响。从工程的角度出发，笔者对数值分析结果选用进行说明。

(1)杆系单元由于其假定相对较少，单元对网格划分精细程度不敏感。因此，其内力分析一般均可以直接采用，准确程度较高。

(2)板壳单元和实体单元受单元积分模式影响，结果震荡相对较大。一般来说，四边形单元比三角形单元结果准确，六面体单元比四面体单元结果准确。

(3)数值分析结果为单元积分点上的数值，即单元响应结果，以积分点结果为基础，向外插值以后得到节点上的结果，因此，数值精度上积分点结果比节点结果更高。同时，由于CAE程序一般对节点积分进行了均化处理，因此，节点平均值往往比单元积分结果小，从工程的角度来说，采用单元分析结果偏安全。

(4)对于混凝土等脆性材料结构的分析结果，一般采用第一强度理论进行结果判断，而对于钢结构等塑性材料结构，则采用Von.mises屈服准则进行结果判定。

(5)混凝土类结构分析的内力结果，可以直接作为后续配筋计算的依据，而钢结构分析得到的应力，则不能直接作为构件安全性能的判断依据，还应根据其内力计算结果结合规范进行构件强度校核。

(6)由于使用有限单元划分，力学计算单元和工程单元在尺度上存在差异，因此，工程意义上的构件计算长度在CAE分析中得不到体现，特别是在钢结构工程中，工程师对构件的稳定计算更不能直接依托CAE杆件应力分析的结果，根据CAE内力分析结果进行稳定校核，是必须的工作。

4 结语

CAE分析引入工程建设，无疑将在很大程度上提高工程结构的设计水平，但对于力学分析和依据行业规范的参数调整，则是保证分析结果准确性的基本前提，灵活的应用力学概念和结构概念，则是工程师提高分析水平的关键。