实干、实践、积累、思考、创新！ Tag: 结构工程博士 结构工程师 伪程序员 结构抗震 地震工程 超限设计 软件定制 环评减振 振动控制 减隔震 施工过程模拟 小品钢结构 有限元研发 参数化设计 大震弹塑性
（ 论文整理，其中高剪跨比的12个剪力墙为博士论文中的试验研究，文中提到的变形性能指标确定方法也包含在博士论文中。） 【题目】 钢筋混凝土剪力墙变形性能指标试验研究 【作者】 韩小雷1,2；陈彬彬 2；崔济东 2；潘州池 2；季静 1 2； 孙典龙2； 【单位】 1.华南理工大 学亚热带建筑科学国家重点实验室; 2.华南理工大学 土木与交通学院; 1.State Key Laboratory of Subtropical Building Science,South China University of Technology; 2.School of Civil …
论文整理。 【题目】 T 形 RC 剪力墙抗震变形指标限值试验 【作者】 陈彬彬 1 ，季 静 1，2 ，谢舜光 1 ，韩小雷 1，2 ，陆怀坤 1 ，崔济东 1;CHEN Binbin1 ，JI Jing1，2 ，XIE Shunguang1 ，HAN Xiaolei 1，2 ，LU Huaikun1 …
折梁的钢筋构造大样。（PS. 电脑上写字实在太难控制。） 结构设计，就是不断地积累和学习。 追求知行合一。 闭着眼睛画一画，想一想。
YJK 中工程拼接功能 笔记： （1）将需要组合的不同模型单独取出来 （2）逐一按顺序 选择插入点合并 按广义楼层合并（比较方便） （3）合并过程可以选择旋转模型，对于需要旋转的部分，拼接后需要注意，因为一些数据可能因此不不正确，比如变截面梁、还有一些斜撑布置出问题，需要拼接后进行检查。 （4）此外拼接后模型还有一些需要特别注意的其他地方。比如材料定义，特殊构件定义等可能均会出现问题。 做个笔记，后续详细问题再做测试。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
ETABS这样的处理方式从程序内部来说是比较容易管理的，但是从使用者建模的角度来说就比较不方便了，特别是当一栋建筑包括梁、柱、剪力墙、楼板等构件且混凝土等级又发生多次变化的时候，建模就比较麻烦了。为此我花了两天的时间做了个十分十分简单的小程序（ECM）来处理这个问题ETABS Concrete Modifier （ETABS混凝土材料修改器） – Alejandro – AlejandroS Blog（高手莫见笑）。ECM使用了“单一的混凝土材料按截面建模，再统一修改混凝土等级”的思想，模仿了PKPM中多塔补充定义的图形操作方式ETABS Concrete Modifier （ETABS混凝土材料修改器）。程序的思路很简单：（1）先在ETABS中按截面建模，其中构件的命名按一定规则，比如梁C30B200X500、柱C30C500X500、墙C30W200等；（2）接着从ETABS导出 .e2k 文件，然后用ECM导入该 .e2k ，通过交互式图形化操作进行各楼层各类构件的混凝土材料修改，并导出修改了构件混凝土等级的 .e2k 文件；（3）ETABS导入修改后 .e2k 文件即可完成修改。
结构设计，结合工程，学习规范，特一级剪力墙、筒体墙应符合下列规定（JGJ3 — 2010, 3.10.5） （1）底部加强部位的弯矩设计值应乘以 1.1 的增大系数，其他部位的弯矩设计值应乘以1.3的增大系数；底部加强部位的剪切力设计值，应按考虑地震组合的剪力计算值的1.9倍采用，其他部位的剪力设计值，应按考虑地震作用组合的剪力计算值的1.4倍采用。( PS. 提高特一级构件的抗弯和抗剪承载能力，底部加强区的抗弯提高程度较非底部加强区小，底部加强区的抗剪提高程度较非底部加强区大 ) （2）一般部位的水平和竖向分布钢筋最小配筋率应取为0.35%，底部加强部位的水平和竖向分布钢筋的最小配筋率应取为0.40%。 （3）约束边缘构件纵向钢筋最小构造配筋率应取为1.4%，配箍特征值宜增大20%；构造边缘构件纵向钢筋的配筋率不应小于1.2%。 （4）框支剪力墙结构的落地剪力墙底部加强部位边缘构件宜配置型钢，型钢宜向上、下各延伸一层。 （5）连梁的要求同一级。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
梁纵向受力钢筋的基本规定： （1）伸入梁支座范围内的钢筋不应少于2根。 （2）梁高不小于 300mm时，钢筋直径不应小于10mm；梁高小于300mm时，钢筋直径不应小于8mm。 （3）梁上部钢筋水平方向的净间距不应小于 30mm 和 1.5d；梁下部钢筋水平方向的净间距不应小于 25mm和d。当下部钢筋多于2层时，2层以上钢筋水平方向的中距应比下面2层的中距正大一倍；各层钢筋之间的净间距不应小于25mm 和 d，d为钢筋的最大直径。（PS. 上部间距应宽点，下部允许密一点。） （4）在梁的配筋密集区域宜采用并筋的配筋形式。 PS. 来自《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2010 9.2.1 条 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
为对比小震情况下混凝土抗拉刚度对结构分析的影响，测试三种本构对结构分析的影响：（1）不考虑受拉本构；（2）真实考虑受拉的影响；（3）受拉本构按弹性考虑。以下测试中，所有模型使用的单元类型均一致，均采用纤维梁柱模型，变化的只是受拉部分的本构。 测试模型一（Example 1） 在后处理中查看结构的响应可以发现，所有情况钢筋的应变均不大于钢筋的屈服应变且远小于混凝土的峰值应变，表明结构基本处于弹性。通过三种不同受拉本构的分析模型结果看出，不考虑受拉和真实考虑受拉，分析的顶点位移和基底剪力结果均十分吻合，但这两种分析结果均和受拉本构按弹性考虑时的分析结果相差很大。 测试模型二（Example 2） 这个模型的分析结果与第一个一样，在后处理中查看结构的响应可以发现，所有情况钢筋的应变均不大于钢筋的屈服应变且远小于混凝土的峰值应变，表明结构基本处于弹性。通过三种不同受拉本构的分析模型结果看出，不考虑受拉和真实考虑受拉，分析的顶点位移和基底剪力结果均十分吻合，但这两种分析结果均和受拉本构按弹性考虑时的分析结果相差很大。 小结（Conclusion） 通过这两个小例子可以定性说明： （1）一般情况，忽略混凝土的受拉本构，对结构的整体响应分析结果影响不大（虽然这个测试的是小震）。 （2）即便结构基本处于弹性（应变小于钢筋和混凝土的屈曲应变），混凝土的受拉区按弹性考虑时的结构整体响应分析结果可能和真实考虑混凝土受拉时的分析结果相差很大。因此反过来也可以说，平时在一般结构分析软件中，采用弹性单元进行小震动力弹性时程分析获得的结构整体响应可能和真实响应相差很大。 致谢（Acknowledgements） 感谢师弟 杨光 和 吴梓楠 提供的模型。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
符东龙 师弟 整理的 XTRACT 分析资料 ！！！ 🙂 🙂 本文通过 CAD to XTRACT 这款 XTRACT任意截面建模插件，以一个开洞截面为例，介绍在XTRACT上建模分析结构截面的过程。包括 弯矩曲率分析，PM分析等，算是补充一个比较全面的例子吧。 1 XTRACT开洞截面建模分析实例 如图所示的是一钢筋混凝土桥墩开洞截面，整个矩形截面尺寸为：10000×6000mm2，混凝土强度等级为C40，钢筋强度等级为HRB400，桥墩截面中间开有两个洞 1.1 CAD绘制截面 在CAD中用多段线Pline绘制柱子边线（多段线需闭合），用Circle绘制圆代表钢筋，其中圆的直径代表钢筋的直径。绘制单位为N-mm。 图中绿色和红色的圆都代表钢筋，表示钢筋在截面中实际分布情况绘制。另外两个开洞的口也由多段线Pline绘制。 1.2 导入插件 输入命令【Netload】，导入插件（.dll文件），输入命令【CX】弹出插件界面： 2 利用CADtoXTRACT建模 从外到里，先建立最外围的材料，然后逐步往内层建立嵌套的材料，以下具体介绍。 2.1 …
试件选自ELSA（European Laboratory for Structural Assessment）实验室进行的伪动力试验[1, 2]。试验现场布置如图 20‑1所示，包括两个足尺四层、三跨的钢筋混凝土框架结构，其中一个框架存在填充墙，另一个为空框架结构，本章主要对空框架结构的伪动力试验进行模拟。框架试件的立面图及平面图如图 20‑2所示。
2010年，美国太平洋地震工程研究中心（PEER）在加利福尼亚大学圣迭戈分校（UCSD）的大型高性能户外振动台（NEES Large High-Performance Outdoor Shake Table）上进行了一个足尺RC桥墩的振动台试验，并举行了试验的盲测比赛[1-4]。图 19 1所示为试件的全景，图 19 2为试验的加载装置示意图。试件为一圆形截面的钢筋混凝土悬臂桥墩，桥墩截面直径为1220mm，桥墩基座通过后张拉螺栓锚固于振动台，防止基座的倾覆与滑动，试件顶部支撑一个大质量块（228t），大质量块用于柱惯性力及指定目标轴压力的施加，柱基座顶面到柱顶（质量块中心）的距离为7320mm，柱的剪跨比为6。柱外围设置了安全装置，用于保护试验人员及试验设备，并在装置上设置了水平导向轮，避免试件发生平面外运动。
试件选自欧洲地震工程培训与研究中心（European Centre for Training and Research in Earthquake Engineering）进行的桥墩振动台试验[1]，为一1/4缩尺的圆形空心截面RC桥墩试件，试件的现场布置如图 18‑1所示，试件的尺寸及配筋如图 18‑2所示。试件顶支撑一个大的质量块（1.86m×1.86m×0.88m，7.8t），大质量块用于桥墩惯性力及指定目标轴压力的施加，试件基座通过后张拉螺栓锚固于振动台，防止基座的倾覆与滑动，试件为螺旋配箍，加密区（距离基座顶面500mm范围）箍筋间距为30mm，其余区域箍筋间距60mm。
本书前面章节主要介绍了PEROFRM-3D中常用非线性组件和单元的基本属性与应用，旨在建立正确的结构弹塑性分析模型。本章则侧重于介绍结构整体弹塑性分析模型的建立、结构整体动力弹塑性时程分析的步骤及运用PERFORM-3D[1,2]进行结构抗震性能评估的流程。
Pushover 分析方法又称为静力弹塑性分析方法或静力非线性分析方法，是一种以结构顶部的侧向位移作为整体抗震性能判据的结构抗震性能评估方法，它将非线性静力分析与反应谱理论紧密结合起来，用静力分析的方法预测结构在地震作用下的动力反应和抗震性能，在基于性能的抗震设计中得到了较为广泛的研究与应用。我国的《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）第3.11.4条明确指出[1]，高度不超过150m的高层建筑可采用静力弹塑性分析方法进行结构的抗震性能评估。通过Pushover分析进行结构抗震性能评估的基本步骤如下[2]：（1）建立结构的Pushover曲线；（2）确定用于评估的地震动水准；（3）选择用于评估的性能水准及其容许准则；（4）采用特定的方法求取结构性能点并进行结构性能评估。常用的Pushover分析方法主要包括ATC-40[3]采用的“能力谱法”、FEMA 356[4]推荐的“目标位移法”、FEMA 440[5]提出的“等效线性化”和“位移修正”两种方法等。其中能力谱法是最早提出的Pushover分析方法，本章主要介绍能力谱法的基本原理及其在PERFORM-3D[6,7]中的应用。
屈曲约束支撑（Buckling Restrained Brace，BRB）通过外包约束构造对钢支撑芯材的横向变形进行约束，避免了钢支撑芯材受压屈曲，使得支撑构件在轴向受拉与受压时均能达到材料屈服而不发生屈曲，充分发挥了钢支撑芯材的材料性能，相比于普通钢支撑，是一种耗能更好的支撑构件。本章首先对屈曲约束支撑的基本概念和力学性能做简要介绍，在此基础上介绍PERFORM-3D[1,2]的BRB组件及单元，最后采用PERFORM-3D对一屈曲约束支撑框架结构（Buckling Restrained Brace Frame，BRBF）的低周往复荷载试验进行模拟，详细讲解PERFORM-3D中BRB单元的基本建模过程及参数定义方法。
之前做钢筋混凝土构件试验的时候，想测量钢筋的抗拉强度对应的应变，给后续数值模拟时钢筋参数的选取提供参考。这个博文介绍一下这个参数的一个测量方法，也是当时我试验过程使用的方法。 🙂 🙂 废话少说，让我们马上进入主题吧 🙂 🙂 。由以上公式可知，只要在进行钢筋拉伸试验之前，对钢筋进行标记，然后测量标记前后的长度变化，就可以计算出最大力下钢筋的总延伸率 Agt 和 塑性延伸率 Ag，这两个值可以作为钢筋到到极限强度时的应变和塑性应变的估计，据此，结合钢筋的屈服强度和屈服应变，还可以大致计算出二折线钢筋本构的屈服后强化系数。
在传统的结构分析中，填充墙通常作为非结构构件考虑，在分析过程中，将其以外荷载的形式施加到结构上，并对整体结构的周期进行折减以考虑填充墙对结构刚度的贡献，未直接考虑填充墙对结构非线性行为的影响。相关研究表明[1,2]，填充墙对结构的抗震性能有着重要的影响，在结构弹塑性分析中，应合理考虑填充墙的影响。本章首先对砌体填充墙的抗震性能及填充墙的数值模型进行介绍，并着重介绍了基于等效斜压杆的填充墙宏观模型的参数计算方法，最后采用PERFORM-3D[3,4]对一单跨框架填充墙结构的低周往复加载试验进行模拟，讲解PERORM-3D中采用等效斜压杆填充墙模型进行框架填充墙模拟的基本步骤与参数设置方法。In traditional structural analysis, infilled wall is usually considered as non-structural element, and its effect to structure performance was only considered by applying equivalent external load to the main structure and reducing the structure period, the contribution of infilled wall to the structural nonlinear behaviour was not considered directly. Relevant studies have shown that infilled wall has significant influence on both linear and nonlinear structural performance. Therefore, infilled wall should be reasonably considered in structural elasto-plastic analysis. In this chapter, the seismic performance and numerical model of masonry infilled wall was firstly introduced, and the parameters calculation method of the macroscopic infilled wall model based on equivalent diagonal strut theory was explained in detail. After that, a PERFORM-3D simulation of low-cyclic reversed load test of a single span infilled frame structure was conducted by step by step, to explain the fundamental modelling process and parameter definition method of the equivalent diagonal strut infilled wall model.
梁柱纤维截面模型的具体思路是将单元内部积分点处的截面离散为若干纤维，并假定截面满足平截面假定，由截面的曲率和中性轴的位置获得纤维应变，由纤维应变结合所采用的材料滞回本构关系获得纤维的应力，将纤维的应力沿截面积分可以获得截面的轴力和弯矩。纤维截面模型通过材料积分获得截面的内力-变形关系，与塑性铰模型直接给出截面内力-变形关系相比，在描述截面压弯耦合非线性行为方面有着更大的优势。本章将对PERFORM-3D[1,2]中的梁、柱纤维截面模型进行介绍。
集中塑性铰模型是梁、柱等杆系构件模拟中常用的一种模型。PERFORM-3D[1,2]中，塑性铰是一个截面组件（Component），通过将其与其他组件进行组装得到框架复合组件，用于模拟模拟梁、柱构件的非线性行为。PERFORM-3D包含两类塑性铰组件：弯矩型塑性铰（M铰）和弯矩-轴力相关型塑性铰（P-M-M铰），前者一般用来模拟截面轴力可以忽略的情况，比如梁端非线性行为，后者用来模拟截面轴力-弯矩相互作用的情况，比如柱端非线性行为。根据变形指标的不同，上述每种塑性铰又可以进一步分为转角型塑性铰（Rotation Type）和曲率型塑性铰（Curvature Type），前者用转角作为塑性铰变形的度量，后者用曲率作为塑性铰变形的度量。
材料非线性问题是建筑结构非线性分析中经常涉及到的问题，计算中采用的材料本构模型是否合理，直接影响弹塑性分析结果的精度，进而影响建筑结构的抗震性能评估结果。本章首先对几种典型的钢筋与混凝土材料的单轴本构进行介绍，在此基础上对PERFORM-3D [1,2]中单轴本构的处理进行介绍，并结合PERFORM-3D的规则给出常用钢筋与混凝土材料的单轴本构定义方法。Material nonlinearity problems are very common in nonlinear structural analysis. Whether the nonlinear material model used in numerical calculation is reasonable directly influence the reliability of elastoplastic analysis results, which will further affect the seismic performance evaluation of structures. In this chapter, several typical uniaxial constitutive models of steel and concrete was first introduced. On this basis, uniaxial steel and concrete constitutive models in PERFORM-3D were explained in detail. The contents cover detailed explanation of the ‘YULRX’ backbone and the Hysteresis loops in PERFORM-3D. After that, uniaxial constitutive model properties for several commonly used steel and concrete materials were defined based on the rules of PERFORM-3D.
[书]PERFORM-3D原理与实例 – 第二章 – 入门实例:平面钢框架弹性分析.[Book] PERFORM-3D Theory and Tutorials – Chapter 2- Quick Start Example : Elastic Analysis of Plane Steel Frame.上一章对PERFORM-3D软件的设计思路和界面做了简要介绍，本章将通过一个平面钢框架的弹性分析算例，详细介绍PERFORM-3D中常规结构的建模、分析及结果查看的基本操作流程，以便初学者快速入门。The design philosophy and interface of PERFORM-3D were introduced briefly in last chapter. In this chapter we will introduce the details of basic operation of normal structure modelling and analysis results check in PERFORM-3D, through an example of planar steel frames elastic analysis, so that beginners can quickly start.
[书]PERFORM-3D 原理与实例-第一章 : PERFORM-3D软件介绍；[Book] PERFORM-3D Theory and Tutorials Chapter 1 : Introduction of PERFORM-3D
《PERFORM-3D原理与实例 》— 目录;PERFORM-3D Theory and Toturials — Table of Contents
《PERFORM-3D原理与实例 》— 目录;PERFORM-3D Theory and Tutorials — Table of Contents
[书][PERFORM-3D原理与实例 – 工程师评语][Book][PERFORM-3D Theory and Tutorials – Reviews by Engineers ]
[01] 著:《PERFORM-3D原理与实例》
[02] 著:《有限单元法-编程与软件应用》
[03] 著:《结构地震反应分析-编程与软件应用》
[04] 著:《有限单元法 Python编程》
[05] 著:《结构地震动力响应Python编程》
[06] 著:《Grasshopper建筑结构参数化建模应用实例》
[07] 土木工程试验数据处理软件汇总
[08] 自编程序 [Software Box]
