[加固改造]CADtoXTRACT 插件复杂嵌套截面建模实例(外包钢板加固改造案例)

自两个月前推出CAD to XTRACT这款XTRACT任意截面建模插件以来,陆续收到许多同行的反馈。CAD to XTRACT插件利用了AutoCAD强大的绘图功能,工程师通过AutoCAD上绘制好截面,然后转换成XTRACT模型。对于一些复杂的截面,许多第一次使用插件的用户不太知道如何入手建模。其中使用者提问得比较多的是对于复杂嵌套截面的建模问题。为此,这里以一个外包钢板加固型钢混凝土柱嵌套截面的XTRACT建模为例,对此类问题进行说明。对于其他嵌套截面的建模,用户可以参考照这个例子举一反三。

  • 例子(Example

20160411_0

如图所示的外包钢板加固型钢混凝土柱截面,原型钢混凝土柱核心部分截面为:1200×1200×900×350×20×30,核心混凝土强度等级为C60,型钢等级为Q345。加固措施为,70mm厚的细石混凝土加外包16mm的钢板,钢板等级为Q345,细石混凝土等级为C60。

截面包含多层材料,从外到内包括:

(1)钢板

(2)外包混凝土

(3)原柱核心混凝土

(4)型钢

(5)钢筋

为了体现嵌套截面的建模规律,上面5种类材料在建模的过程中分别取为:

(1)钢板(Q345)

(2)外包混凝土(C60)

(3)原柱核心混凝土(C60-1)

(4)型钢(Q345)

(5)钢筋(HRB400)

其中,原柱的混凝土截面几面命名为C60-1只是为了说明可以建立十分复杂的嵌套截面。下面是具体使用CAD to XTRACT插件建模的操作过程。

  • CAD绘制截面(Draw Section in AutoCAD)

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。

 绘制以下图形:

(1)多段线绘制外包钢的外围截面,

(2)由于要考虑核心混凝土和外包钢混凝土的材料不同,需要用多段线再绘制核心混凝土的边缘线,

(3)钢筋用Circle绘制,圆的直径就是钢筋的直径

(4)内部型钢用多段线一笔连成。

 20160411_1

  • 加载插件(Load the CADtoXTRACT .dll)

输入命令【Netload】,导入插件(.dll文件),输入命令【CX】弹出插件界面:20160411_2

  • 利用CAD to XTRACT插件建模(Build Model by CADtoXTRACT)

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。

(1)外包钢板(Q345)和细石外包混凝土(C60)

设置Shape参数:

(1)核心材料类型 Mat Core Type : Concrete ,为混凝土

(2)核心材料 Mat Core: C60D, D表示材料取设计值

(3)截面 Style : With Cover带保护层 ,保护层厚度Cover填16,为钢板厚度。

(4)保护层材料类型 Mat Cover Type : Steel ,为钢材

(5)保护层材料 Mat Cover: Q345D, D表示材料取设计值

属性的设置如下图所示:

20160411_3

设置以上Shape的属性之后, 点击按钮【Pick Pline/Circle 】,在CAD界面选择绘制好的截面矩形外框,即可创建截面需要的Shape,效果如下图所示。

20160411_4

(2)核心混凝土建立(C60-1)

(1)截面 Style :No Cover不带保护层。

(2)核心材料类型 Mat Core Type : Concrete ,为混凝土

(3)核心材料 Mat Core: C60-1。其中C60-1名字需要自输入,等导入XTRACT再修改材料属性。

属性的设置如下图所示:

20160411_5

设置以上Shape的属性之后, 点击按钮【Pick Pline/Circle 】,在CAD界面选择绘制好的核心区矩形外框,即可创建截面需要的Shape,效果如下图所示。

20160411_6

(3)型钢的建立(Q345)

(1)截面 Style :No Cover不带保护层。

(2)核心材料类型 Mat Core Type :  Steel ,为钢材。

(3)核心材料 Mat Core: Q345D, D表示材料取设计值。

属性的设置如下图所示:

20160411_7

设置以上Shape的属性之后, 点击按钮【Pick Pline/Circle 】,在CAD界面选择绘制好的型钢多段线外框,即可创建截面需要的Shape,效果如下图所示。

20160411_8

(4)钢筋的建立(HRB400)

(1) 钢筋材料: HRB400D, D表示设计值;
(2) 预应力 Prestress :0
设置好钢筋(Rebar)的材料和预应力属性,点击按钮【Pick Circle and Add Rebar】后,在CAD界面选择绘制好的圆,即可创建钢筋(可以多选),如下图。

20160411_9

(5)导出XTRACT模型文件

点击按钮【Export .xpj / .sec 】导出XTRACT模型文件,本例导出.xpj项目文件

(6)打开XTRACT模型文件

打开XTRACT,打开导出的.xpj文件,显示创建的截面如下

20160411_10

可以在图形中,按鼠标右键,查看制定部分的材料是否正确。

(7)检查材料,定义工况并分析

修改C60-1材料的属性;检查其他材料属,补充工况定义后即可进行XTRACT分析。

  • 小结(Conclusions

利用CadtoXTRACT插件进行复杂嵌套截面建模其实很简单,只需要从外到里将Shape逐层定义即可。

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