使用Perform3D计算单排墙倾覆弯矩-上海佳构软件科技有限公司.PDFVIP

  佳构STRAT与Abaqus大震弹塑性时程算例对比  (上海佳构软件科技有限公司，2015/10) 【内容提要】 1、算例的目的是验证佳构STRAT软件大震计算的准确性、可靠性。 2、以工程为背景，设计单自由度钢柱、混凝土柱、悬臂墙，在不同轴压、不同地震波强度下进行弹塑性时程计算。算 例不注重具体数值，分析渐变条件下的规律性，是软件“自己比自己”的“闭合解”。力求排除个别参数的影响， 展示其基本性能。 3、悬臂墙的部分计算，由独立第三方进行。第三方为国内有重要影响力的大院内的专门进行超限分析的机构，专门用 Abaqus软件进行超高层大震分析。 4、钢柱：在弹性条件下，STRAT与Abaqus完全一致，相互验证。 5、钢柱：在高轴压下，STRAT位移曲线呈单侧扩展趋势，而Abaqus塑性变形可恢复(呈可收缩趋势)。两种方式可验证 Abaqus的收缩趋势是错误的：a)进一步增大轴压收缩更明显，a)在人为干预的情况下STRAT可重现其结果。 6、混凝土柱：用Abaqus本身提供的SOLID 单元模拟混凝土柱，效果较差。由于现阶段Abaqus大震分析中混凝土柱的 多采用二次开发本构模型，这里不作过多分析。(STRAT混凝土柱性能参见与《佳构STRAT与Perform3D大震弹塑性 时程算例对比》)。 7、悬臂墙：STRAT与Abaqus 均采用壳单元模拟，理论上具有可比性，但计算结果相互验证的少、存在差异的多—— Abaqus各方面性能均不足以来验证STRAT 的结果。 8、悬臂墙：STRAT计算过程稳定，不同轴压、不同强度地震波均体现良好的连续性、渐变性。位移曲线具有显著的滞 后现象，体现刚度蜕化特征。 9、悬臂墙：STRAT单排墙与细分模型结果高度一致，显示其墙单元卓越的基本力学性能，表明“墙单元内部细分纤维 片”模型的有效性——这是国内外首次采用。 10、悬臂墙：Abaqus显式积分的位移曲线具有滞后现象，与STRAT结果相验证。但在低轴压下缺乏渐变性、高轴压下 位移异常，滞回曲线紊乱，模拟不成功。单元细分结果有所改善，表明其单元基本力学性能不足。 11、悬臂墙：Abaqus隐式积分没有屈服后位移滞后现象，高轴压下发散、异常，单元加密后有所改善。 12、实际工程：STRAT具有显著的位移滞后特征。Abaqus无位移滞后特征，屈服后位移偏小，体现钢结构的特性。 【目录】 一、钢悬臂柱 1 软件版本：STRAT V7.0， 二、混凝土悬臂柱 6 Abaqus V6.13-4 三、混凝土悬臂墙 8 技术支持栏目，可下载算 例模型文件。 四、工程实例  14 一、钢悬臂柱  1、模型概况 为验证佳构 STRAT 软件的性能，以实际工程为背景，构造单自由度悬臂柱模型。柱高 4.7m，方框 截面 0.350.40.012m 。钢材Q345，屈服强度 fyk=345MPa 。为体现统一性，模型泊松比取为0.04 。 为模拟实际工程中的柱的受力情况，柱端分别作用集中力：1) Nz=0kN(模拟纯弯)，2) Nz=3000kN (模 拟工程柱的一般受力)，3) Nz=5500kN (模拟接近压屈服)。实际工程中，由于地震力产生的轴力是变化的，这 1 三种轴力状态在一个柱中可能交替出现。同时，为了使各模型的地震响应具有可比性，统一设柱顶端集 中质量M=30t 。此外不计构件自重、不计集中力产生质量。 依据工程背景，采用图 1-1 所示地震波。XY 双向地震，X 为