土木建筑行业简介

土木建筑结构工程作为最早期的工程学科之一涵盖着相当广泛的科学技术领域。从土木建筑、桥梁结构、水工结构，到公路、隧道、地下工程等方面都离不开结构的设计与计算分析。

土木工程是有限元分析应用的一个重要领域。土木工程设备的强度、寿命和可靠性分析以及钻探、挖掘、采矿，施工等过程的力学仿真是结构工程领域中很深入、复杂并极具挑战性的课题，需要多门学科的理论和方法的综合应用。针对土木领域关注的各种线性非线性力学问题SIMULIA有针对性的提供了相应的有限元分析解决方案。SIMULIA的有限元分析能力已经被全球各大建筑设计单位所检验并得到了广泛的认可。

本构模型是保证分析结果正确性的关键因素，ABAQUS 提供了众多的岩土材料本构模型，弹性方面有各向同性线性弹性、各向同性孔隙介质弹性（非线性弹性），各向异性损伤弹性（非线性弹性，主要用于混凝土或节理材料）；塑性方面有压应力无关的开口屈服面准则（Mises准则），压应力相关的开口屈服面准则（Drucker-Prager模型、Mohr-Coulomb 模型），闭口屈服面准则（剑桥模型、帽盖Drucker-Prager模型），多屈服面准则（用于节理材料）。可以适用于从黏土、沙土到岩石的各种岩土材料。

计算模拟在这一领域起步最早、发展最快。国外大型模拟软件大都是从满足结构计算开始的。目前，数值模拟在建筑结构行业发展的相当成熟，不仅有大量的通用模拟软件、而且还有众多的针对某个专业需求的数值模拟软件可供选择。但目前结构工程数值模拟方面主要的困难表现在以下两个方面：一是物理场耦合分析开发的难度大，很多方面工作才刚刚起步，如热舒适环境优化设计与火灾热影响分析、车辆桥梁耦合分析、风桥耦合非线性分析、海洋结构海浪冲击-海水腐蚀共同作用分析等。二是和建筑结构紧密相连的地基与基础建模分析，国内外的很多工程往往因为地基和基础处理的不正确而导致建筑结构工程的失效和破坏。万丈高楼平地起，地的问题很复杂，性质多变，在计算模拟上通过模型把握有不小的困难，需要综合考虑的因素很多，这对计算模拟也提出了很大的挑战。

 桥梁施工过程模拟

  在桥梁施工方面ABAQUS提供了单元生死（Model Change）、钢筋混凝土材料属性以及钢筋预紧力等功能。下图是某大桥施工过程的模拟。

                                             桥梁施工过程模拟

    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。右图桥梁长140m，高80m。其一阶和四阶振型如下图所示。