佳构STRAT软件模拟框架倒塌试验模型竞赛结果
yale16
yale16 Lv.12
2011年09月30日 17:19:33
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清华大学有关机构,完成一项混凝土框架结构拟静力倒塌试验,以期当前各类结构分析软件和方法,与试验结果进行对比。我们用通用建筑结构STRAT软件的大震弹塑性分析功能,尝试模拟试验模型,得出初步结果。作者非常感谢试验者无偿公开试验数据。1、STRAT技术条件 1、单元。基于积分算子法的非线性纤维梁柱单元。梁柱截面细分成混凝土纤维、钢筋纤维,纤维为单向拉压杆,由基本材料的单轴应力-应变关系确定。平截面假定基础上的纤维束确定截面的双向偏压、轴向拉压的非线性性能。纤维沿纵向细分,细分位置不受积分点限制,可以任意加密以适应塑性区的刚度突变。单元截面的非线性性能,通过积分算子法集成单元刚度矩阵、荷载矩阵。

清华大学有关机构,完成一项混凝土框架结构拟静力倒塌试验,以期当前各类结构分析软件和方法,与试验结果进行对比。我们用通用建筑结构STRAT软件的大震弹塑性分析功能,尝试模拟试验模型,得出初步结果。作者非常感谢试验者无偿公开试验数据。


1、STRAT技术条件
1、单元。基于积分算子法的非线性纤维梁柱单元。梁柱截面细分成混凝土纤维、钢筋纤维,纤维为单向拉压杆,由基本材料的单轴应力-应变关系确定。平截面假定基础上的纤维束确定截面的双向偏压、轴向拉压的非线性性能。纤维沿纵向细分,细分位置不受积分点限制,可以任意加密以适应塑性区的刚度突变。单元截面的非线性性能,通过积分算子法集成单元刚度矩阵、荷载矩阵。
2、混凝土模型:Kend-Park模型,考虑约束混凝土的强度、延性提高。下降段可选择曲线、直线*。卸载可选择指向原点、二折线(焦点模型)、有残余应变的直线下降*(混凝土规范提供)多种模式。考虑初始状态的混凝土抗拉,一旦开裂后将不再考虑抗拉。
3、钢筋:考虑Baushinger效应的滞回模型、随动强化Clough二折线模型、随动硬化曲线模型*。
4、粘结滑移:可选择考虑粘结结滑移反复屈服引起刚度的退化*。
注:带*的为本次计算所采用的条件。


2、STRAT软件模型
用一个梁柱单元模拟进行拟静力试验的悬臂柱,如下图1所示。为模拟位移加载过程,悬臂梁顶端设Kz=109kN/m弹簧,试验实测的位移曲线放大相应倍数后,作为荷载加在悬臂梁顶端。由于弹簧的刚度远大于悬臂梁本身的抗侧刚度,在放大后的外荷载作用下位移一定,等效于在悬臂梁端作用给定位移。
截面细分混凝土纤维数24x12,钢筋纤维位于表面保护层以内,为有宽度的微钢筋片。纤维延纵向等分10段。如下图2所示。

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yale16
2011年09月30日 17:19:50
2楼
3、STRAT软件计算参数设定
1、材料参数
混凝土实测立方强度与标准C30混凝土接近,直接采用相关规范的参数。在STRAT/Prep材料对话框中选择标准C30混凝土即可。
钢筋的强度、弹性模量采用实测值。其中钢筋的强度,在STRAT/Archi中计算混凝土构件配筋时输入。程序能自动将该参数值,传递到前处理Prep中的非线性模型的钢筋参数中。

2、荷载曲线
试验加载位移曲线通过文件的方式,读入STRAT地震波库。如图3所示波库中,Rcyc1_CLV是试验边柱的加载曲线,Rcyc2_ZZV是试验边柱的加载曲线。为了使用方便,同时读入xyz三个分量,计算时根据需要再取舍。读入地震波的同时,按前面图1中设定弹簧值,乘以放大系数。
试验中施加的轴向力,作为恒定荷载输入,见图1。

3、计算设置
在Prep建立模型,生成“计算_Sta文件”后,进入计算Strat模块。点击“弹塑参数”按钮设置计算选项。
在第一个标签内选择地震波,如图4(a)所示。从波库中双击选择Recye2_ZZV波,取消XY分量,保留Z分量。其它参数采用隐含不变,对于非地震加载,这些参数不起作用。
点击左下侧“阻尼、激振设置”,弹出图4(b)对话框。选择“多点激振”,并输入荷载曲线的作用点序号2。
在第二个标签内设置时程参数,如图4(c)所示。首先选择“静力响应”,表明是拟静力加载。选则整体不平衡迭代,可以不选择单元不平衡迭代,可以不计算裂缝。为了查看全部计算结果,“输出单元内力”栏内选择“全部”。其它参数采用隐含值。
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yale16
2011年09月30日 17:22:07
3楼
STRAT模拟得到的结果1
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STRAT模拟得到的结果1
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STRAT模拟得到的结果2
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yale16
2011年09月30日 17:23:08
4楼
结果分析
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结果讨论
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yale16
2011年09月30日 17:24:16
5楼
完整资料下载
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zbaizhen
2011年10月01日 07:42:45
6楼
这个成果应在《建筑结构》杂志发表,让大家研究研究!
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makuanyun770821
2014年02月15日 00:03:58
7楼
路过,看看,顶一下。
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