实干、实践、积累、思考、创新！ Tag: 结构工程博士 工程师+程序员 | 结构动力学与抗震 | 复杂结构分析与设计 | 地铁振动减振 | 人行&风致振动控制 | 海上风电CAE研发 | TMD&TLD阻尼器 | 固体力学与有限元 | 程序开发&软件定制
稳态热传导的控制方程与经典扭转理论的控制方程具有相似性。我们可以通过比拟，在通用有限元软件中利用稳态热传导分析的功能进行扭转问题的分析。本文结合ANSYS软件，通过一个实例说明这个比拟的具体过程。(The steady heat conduction problem and the classic torsion theory have analogy in their control partial differential equations. We can conduct a torsional analysis making use of the steady analysis …
欧拉伯-努利梁理论（Euler–Bernoulli beam）又称为工程梁理论（Engineering beam theory）或者经典梁理论（Classical beam theory）。欧拉梁不考虑剪切变形，与铁木辛柯梁（Timoshenko beam）相对。前面一篇博文《Analysis of a Euler–Bernoulli beam with Abaqus [Abaqus欧拉-伯努利梁分析]》复习了Abaqus中利用欧拉梁单元B23和B33单元进行悬臂梁的模拟，本文接着看看在 ANSYS APDL 中如何利用欧拉梁单元进行同样的分析。
复习有限元知识，利用 Abaqus 进行欧拉-伯努利梁单元的分析。欧拉伯-努利梁理论（Euler–Bernoulli beam）又称为工程梁理论（Engineering beam theory）或者经典梁理论（Classical beam theory）。欧拉梁不考虑剪切变形，与铁木辛柯梁（Timoshenko beam）相对。Abaqus中的B23和B33单元为欧拉梁单元。 算例（Example） 有限元模拟（FEM Analysis） 采用Abaqus进行分析，单元B23。基本步骤如下： （1）设置工作路径并创建数据库（Set Work Directory and Create Model Database） （2）创建部件（Create Part） 由于分析问题为2D，模型空间选为 2D Planar；类型为 Deformable；基本特性为 Wrie。（As the problem is …
利用ABAQUS进行弹性圆孔薄板的应力分析，复习弹性力学知识。 例子（Example） 如图所示为一带圆孔的平面薄板，圆孔的直径相对板的尺寸较小，板受两侧均匀平面拉力作用。根据弹性力学理论，圆孔的A点和B点存在应力集中，当板接近无限大时，A点应力的绝对值约为施加的水平应力绝对值的3倍，B点应力的绝对值约为施加的水平应力的绝对值。以下采用ABAQUS对该问题进行分析。 有限元模拟 （FEM Analysis） 算例中的平面板厚度较薄，且为平面受力，可简化为平面应力问题，由于板两个方向具有对称性，因此可以等效为图右的1/4模型的分析。 采用ABAQUS进行分析，单元采用最简单的常应力应变三角形单元（Constant Strain Triangle）。基本步骤如下： （1）创建部件（Create Part） 模型空间选为 2D Planar, 类型为 Deformable，基本特性为 Shell，绘制如下部件轮廓。 （2）定义材料 （Define Material） 定义弹性材料，输入弹性模量和泊松比 （3）定义截面 （Define Section） 定义截面，属性为固体和各向同性，并指定厚度。 （4）划分部件网格 （Mesh Part） 给网格布种，这里按边布种，并指定相应的偏心参数，使靠近圆孔附近的网格更密。指定单元属性为三角形，单元阶次为Linear，相应的单元名字为CPS3，对应为三角形平面应力单元，划分网格： …
前段时间分享了一个用于GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》地震动参数计算的免费小程序，收到了很多网友的反馈。许多网友对部分地震动参数的计算过程存在一些疑问，比如，非Ⅱ类场地的地震动加速度峰值计算、非Ⅱ类场地不同地震动水平下地震动峰值加速度的关系等。这里对GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》地震动参数的计算过程做一个整理，并通过一个简单实例介绍具体的地震动参数计算过程。
网友反馈在使用 CAD to XTRACT 插件建模的时候，用XTRACT打开插件导出的.xpj文件时截面正常导入，在XTRACT内部保存后再重新打开文件却出现了钢筋位置发生偏移的错误。 如图，在CAD中绘制如下截面。 保存为.xpj文件后，成功导入XTRACT，如下图所示： 在XTRACT软件中点保存，然后关闭XTRACT，再次打开这个.xpj文件，提示如下图所示： 从上图可以看出，保存后钢筋的位置发生了偏移，部分钢筋超出了截面尺寸范围，软件提示删除这些钢筋。 经过检查造成这个问题的原因是：点击保存之后，XTRACT对内部记录的钢筋位置数据进行了四舍五入，由于截面的位置偏离原点过大，节点的坐标会较大，四舍五入之后会导致钢筋的位置相对于精确位置发生了较大的偏移。如下图是保存前后钢筋与截面相对位置的变化。因此，并不是CADtoXTRACT插件的问题，CADtoXTRACT插件输出的位置是精确的。 弄清楚这个问题的原因之后，解决方法就十分简单了，只需要在CAD中将绘制的截面移动到坐标原点（0，0）附近，再次用CADtoXTRACT插件导出即可。因此，在AutoCAD中绘制截面时，尽量靠近原点绘制截面，当然，接下来对CADtoXTRACT插件进行更新的时候，可以十分简单地解决这个问题。 关于CADtoXTRACT插件的介绍和下载请看这里：[Tool] CADtoXTRACT 插件[AutoCAD转任意XTRACT截面] 程序下载 ( Program Download ) [Tool] CADtoXTRACT 插件[AutoCAD转任意XTRACT截面] 相关话题 ( Related Topics) [01] CAD to XTRACT 插件应用的一些问题 (PS. …
以钢筋混凝土构件的变形性能指标限值为基础,建立基于构件性能的钢筋混凝土结构抗倒塌极限状态判别准则,并提出了”抗倒塌能力系数”的概念,用以定量评估结构的抗地震倒塌能力。在此基础上,按现行相关规范设计了27个典型钢筋混凝土框架结构,并采用文中建议的方法对结构在地震作用下的抗倒塌能力进行评估。结果表明:高度相同的框架结构,抗震等级越高,抗倒塌能力越强;抗震等级相同的框架结构,高度越大,抗倒塌能力越小;3层和6层框架结构的抗倒塌能力系数值大于1,具有足够的抗倒塌能力;抗震等级为二级的9层框架结构抗倒塌能力系数在0.5~0.8之间,应提高结构的抗倒塌能力;柱的轴压比和配筋率对框架结构的抗倒塌能力有较大的影响;框架结构层间位移角最大的楼层不一定是构件破坏最严重的楼层,仅用层间位移角评估结构的抗震性能尚有不足。
通过9根钢筋混凝土梁的低周往复试验,对比研究不同抗震等级RC梁的破坏形态、延性、滞回性能、耗能能力及刚度退化等。结果表明:剪跨比为2.0的试件发生弯曲滑移破坏,剪跨比为3.0的试件和剪跨比为4.2的试件发生弯曲破坏;剪跨比为2.0的试件抗震等级分别为二级和四级,表明满足规范抗震等级要求的RC梁试件无法避免发生弯曲滑移破坏;同组试件中,抗震等级越高(配箍率越大),试件的极限位移角越大。除去发生弯曲滑移破坏的试件,试件的极限位移角随抗震等级的提高呈线性增长趋势;抗震等级相同时,弯曲滑移破坏的试件刚度退化比弯曲和弯剪破坏试件严重;弯曲滑移破坏与弯曲破坏的RC梁试件其耗能分别集中在塑性阶段的前期和中后期。
将结构整体变形和构件变形作为双重控制指标,提出了罕遇地震作用下结构的安全性评估方法,对按GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》设计的典型框架-剪力墙结构在罕遇地震作用下的安全性进行评估。结果表明:以层间位移角作为大震性能评估的唯一标准存在不足,结构的最大层间位移角与结构构件损伤没有直接关系,统计得出框架-剪力墙结构首层层间位移角限值为1/200;引入长周期反应谱影响系数以考虑地震波反应谱形状的影响,并给出建议影响系数取值为0.9~1.05;Ⅱ类~Ⅳ类场地土中7度及7.5度抗震设防的模型均满足安全性要求,8度设防出现个别模型不满足安全性要求。
以钢筋混凝土构件的变形性能指标限值为基础，提出基于构件性能的钢筋混凝土剪力墙结构抗震性能判定准则和评估方法，并给出结构“抗大震能力储备系数”的概念，用以定量评估结构抵抗特大地震的能力储备。在此基础上，按现行规范设计了27个剪力墙结构模型$采用有限元分析软件PERFORM-3D进行弹塑性动力时程分析和IDA分析,并采用文中提出的结构性能判定准则和方法对结构进行性能评估。结果表明，剪力墙结构层间位移角大小与构件损伤程度不相符合，仅用层间位移角评估结构的抗震性能尚有不足；在7度0.1g、7度0.15g、8度0.2g抗震设防烈度下，场地特征周期为0.35s和0.45s的结构能够满足规定的性能要求，场地特征周期为0.65s的结构大多不能满足性能要求；按0.35s和0.45s场地特征周期设计的结构抗大震能力储备系数大多在1.2~1.4，具有一定的抵抗特大地震的能力储备。
已经更新 V2022版本，连接：http://www.jdcui.com/?p=16697 实干、实践、积累、思考、创新。 分享一个小程序。 A small program to share with you. 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) NSDOF 是一个基于微软的windows窗口程序，用于单自由度结构的动力非线性分析。结构可是弹性也可以是弹塑性。动力荷载可以是施加在结构基座的地震加速度，也可以是施加在结构顶部的动力荷载。程序使用逐步积分法求解增量非线性运动方程。 NSDOF is a Microsoft Windows based application for the dynamic analysis of …
分享一个小程序。 A small program to share with you. 程序图标 ( Program Icon ) 程序作者 ( Author) JiDong Cui (崔济东) 1 1.华南理工大学 土木与交通学院； 程序介绍 ( Program Introduction) GB18306《中国地震动参数区划图》中的中国地震动峰值加速度区划图和中国地震动加速度反应谱特征周期区划图(“两图”)，是确定抗震设防要求的核心技术要素。该标准给出了中国地震动参数区划图技术要素、基本规定和地震动参数确定方法。GB18306－2015《中国地震动参数区划图》是目前最新的地震动参数区划图，新的标准对原来的GB18306－2001《中国地震动参数区划图》的“两图”进行了修订。为方便工程师使用新版本规范，我编制小软件。软件根据 GB18306－2015《中国地震动参数区划图》的规定，计算地震动参数，并可将结果保存为文本数据。The zoning map of peak ground acceleration in China …
[App]OpenSees Material Test.A small program to test the uniaxial materials in OpenSees.OpenSees Material Test将OpenSees ( Open System for Earthquake Engineering Simulation )中常用的单轴本构关系（钢及混凝土本构）提取出来，通过自行设计的界面进行测试，为今后更加深入的研究奠定基础。
Concrete06是基于Thorenfeldt曲线建立的考虑混凝土抗拉强度、非线性受拉硬化及受压性能的单轴本构。 材料参数（Material Parameters） (Figure from : http://opensees.berkeley.edu/wiki/index.php/File:Concrete06C.png ) fc：混凝土28天抗压强度（concrete compressive strength at 28 days ）； e0：混凝土峰值强度对应的应变，即fc对应的应变（concrete strain at maximum strength）； n：受压应力—应变曲线的形状系数（compression shape factor）； k：峰值压应力后的应力—应变曲线的形状系数（post-peak compression shape factor）； alphal：定义受压残余塑性应变的参数（α1 parameter for compression …
ConcreteD是同济大学李杰老师团队根据中国规范编制的混凝土单轴损伤本构。（ConcreteD is a concrete material based on the Chinese design code.） 以下测试一下材料的滞回性能。 材料参数（Material Parameters） fc：混凝土抗压强度（concrete compression strength）； epsc：与混凝土抗压强度对应的应变（concrete strain at corresponding to compressive strength）； ft：混凝土抗拉强度（concrete tensile strength）； epst：与混凝土抗压强度对应的应变（concrete strain at corresponding …
Concrete04受压部分的包络线采用Popovics (1973) 提出的单调荷载下的应力—应变关系，并根据Karsan-Jirsa加卸载准则确定其加卸载刚度（线性）；受拉部分的包络线由线性上升段和指数下降段组成，其加卸载与再加载刚度取其与原点的割线刚度。(Concrete is a uniaxial Popovics concrete material object with degraded linear unloading/reloading stiffness according to the work of Karsan-Jirsa and tensile strength with exponential decay.) 材料参数（Material Parameters） fc：混凝土28天抗压强度（concrete compressive …
Concrete02与Concrete01相比，考虑了混凝土的受拉力学性能（线性）。在受压方面，与Concrete01相同的是，考虑了混凝土随着残余应变的增大，加、卸载的刚度发生退化；不同的是，Concrete02在同一卸载过程，卸载的刚度也在发生退化。 材料参数（Material Parameters） （PS. photo from http://opensees.berkeley.edu/wiki/index.php/File:Concrete02.jpg.） fpc：混凝土28天抗压强度（concrete compressive strength at 28 days ）； epsc0：混凝土峰值强度对应的应变，即fpc对应的应变（concrete strain at maximum strength）； fpcu：混凝土残余强度（concrete crushing strength）； epscu：混凝土残余强度对应的应变（concrete strain at crushing strength）； lambda：epscu处的卸载斜率与初始斜率的比值，初始斜率为2*fpc/epsc0（ratio between unloading …
OpenSees Concrete02 Material Test.Concrete01是OpenSees中最简单的单轴混凝土材料，它基于Kent-Scott-Park单轴混凝土本构模型，根据Karsan-Jirsa加卸载准则确定其加卸载刚度（线性），该材料不考虑混凝土受拉强度。
关于 RambergOsgoodSteel Material 材料的信息参考 RambergOsgoodSteel Material。这里也顺便测试一下。 材料参数（Material Parameters） Fy：屈服强度（yield strength）； E0：初始弹性模量（initial elastic tangent）； a：屈服时残余应变，通常取0.002（＂yield offset＂ and commonly used value for a is 0.002）； n：控制从弹性段向塑性段过度的参数，同时，当增大n时材料的强化速率会降低，通常取大于等于5（parameter to control the transition from elastic to plastic …
Steel02 Material Test of OpenSees.Steel02材料是单轴各向同性强化的Giuffre-Menegotto-Pinto钢材本构。Steel02是OpenSees中十分强大的一个单轴钢筋材料。通过设置其参数可以调整出多种意想不到的效果。