[ABAQUS][有限元] 某三桩承台有限元分析 [Finite Element Analysis of Triangular Pile Cap]

实干、实践、积累、思考、创新。 前不久做的某嵌岩桩三桩承台有限元分析,承台比较厚,柱尺寸较大、桩直径较大,柱投影曲线与桩投影曲线部分重叠。对于普通三桩承台,规范主要给出的是梁配筋模式,而对于这个承台,其实从宏观尺度上看,已经不是梁的受力方式,而是桁架受力模式。因此做这个有限元分析的目的主要是大致分析其真实传力模式,从而辅助设计。这里做个简单记录,具体数值模拟细节不过多描述,主要看看趋势。 有限元模型 FEM Model 柱、桩、承台混凝土采用C3D8R实体单元,钢筋采用T3D2桁架单元,混凝土采用塑性损伤本构,钢筋采用各向同性理想弹塑性材料。钢筋通过Embedded方式内嵌于混凝土。模拟主要考虑承台顶筋及底筋。竖向力及支座约束通过参考点与相应的控制面Coupling耦合的方法设置。 竖向位移 Vertical Displacement 承台顶的竖向位移约为5mm,桩顶的竖向位移约为2mm,考虑实际桩长约30m,承台顶实际竖向位移不大于20mm。 承台钢筋应力 Steel Stress 承台顶部钢筋受力较小,不大于70Mpa,最大应力集中在柱底。承台底部钢筋最大应力达240MPa,为拉力,钢筋未屈服,最大应力集中在承台底部跨中,钢筋在桩顶范围应力是很小。   混凝土受压损伤 Damage of Concrete Compression 承台、桩整体的混凝土的整体损伤均比较小,大部分范围损伤指数小于0.1。   混凝土受拉损伤演化 Damage Evolution of Concrete Tension 混凝土的受拉损伤主要从两桩之间承台的底部展开,局部扩展到侧面,承台类似支撑在桩之间的梁。承台顶面及桩的范围基本无受拉损伤。 从承台内部看,混凝土的受拉损伤主要从桩之间围成的三角椎范围,靠近柱底及承台顶面受拉损伤较小,桩主要受压,无受拉损伤。 …

[笔记][结构][设计] 钢管与钢管混凝土截面的刚度差多少?(What is the difference in stiffness between steel tube and concrete-filled steel tube section)

实干、实践、积累、思考,创新。 钢管填充混凝土能提高截面的刚度,这个是大家都知道的,也是实际项目中遇到刚度不够时候常常采用的招,那到底从钢管截面变为钢管混凝土截面,刚度能提高多少?似乎平时都没有具体算过。以下就搞个简单截面,定量算算。(What is the difference in stiffness between steel tube and concrete-filled steel tube section?) 钢管截面 Steel tube section 钢管混凝土截面 Concrete-filled steel tube section 混凝土截面 Concrete Section CFT截面的刚度增大了多少? 等效截面的刚度计算公式: EI …

[混凝土][Concrete][笔记] 混凝土构件受力钢筋的最小配筋率 ( Minimum-reinforcement Percentage in Concrete)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 混凝土为非延性材料,钢筋有很好的延性,控制混凝土构件的配筋率最主要的一个目的是提高混凝土构件的延性,改善构件的受力形态 受力性能。配筋过少与素混凝土结构类似。 对于普通混凝土构件,混凝土规范 分受拉及受压给出了最小配筋率的规定。 受拉: 对于受拉构件,理论上,可以通过截面开裂后构件达到屈服这一临界状态获得构件受拉钢筋的最小配筋率。 混凝土规范给出的是受拉纵向钢筋的最小配筋率限值为0.2%及45ft/fy%取大值。 意义:控制混凝土的受拉最小配筋率的目的是保证截面开裂后,构件不立即失效,裂而不断即一个最低标准。 受压: 对于受压,规范给出了“一侧纵向受压钢筋”最小配筋率为0.2%,“全部纵向钢筋”最小配筋率为0.6%。 意义:控制混凝土的受压最小配筋率的目的是希望受压混凝土破坏时,不至于具有突然压溃脆性破坏。配置受压钢筋有助于延缓压溃这个破坏过程,提高延性。 另外,控制受压混凝土构件的最小配筋率的另外一个原因是,混凝土受压会有徐变,长期荷载作用下,压力会逐渐由混凝土转移到钢筋。受压配筋过少将使得受压钢筋接近于屈服,影响承载力。 预应力混凝土构件 对于预应力混凝土受弯构件中的手拉钢筋,规范则直接通过控制构件的开裂弯矩不大于按实配钢筋计算的正截面弯矩设计值来控制, 即控制 Mu>=Mcr来保证,而不是直接给出配筋率的方式。 主要原因是,预应力构件的抗弯承载力不仅仅取决于钢筋及混凝土的强度,还和张拉控制力,预应力损伤,预应力施加方法等多种因素相关。必须通过计算来确定。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[资料整理] 本站混凝土单轴本构博文汇总整理

实干、实践、积累、思考、创新。 和材料本构相关的部分博文,做个汇总….. [1] [软件][更新][混凝土][科研]2019版 MCSR:Mander Confined Strength Ratio Calculator [2019版Mander混凝土约束强化系数计算工具] [2] [书]PERFORM-3D原理与实例 – 第3章 – 钢筋与混凝土材料的单轴本构关系 [3] 混凝土受拉本构对结构动力时程分析结果的影响[The effects of the concrete tensile constitutive on structural dynamic time hisotry analysis] [4] [论文][Paper]基于试验的ABAQUS混凝土塑性损伤参数取值方法(Determination of Damage …

[软件][更新][混凝土][科研]MCSR v2019:Mander Confined Strength Ratio Calculator [Mander混凝土约束强化系数计算工具 v2019]

实干、实践、积累、思考、创新。 科研小工具,进行新的更新,做研究的小伙伴有需要的可以看看,忙完项目后更新。 旧版软件可以在这里查看:[软件][混凝土][科研][工具]Mander Confined Strength Ratio Calculator[Mander混凝土本构约束强化系数] 软件图标 (Program ICON) 引言(Introduction) 博文《Mander Confined Concrete Model 资料整理》总结了Mander模型参数的计算方法,其中该模型十分关键的一个参数为约束混凝土的峰值强度fcc’。关于fcc’的确定,Mander模型原文(Ref. 1)给出的方法为:首先确定两个方向的约束系数,然后通过查图得到约束强度系数(Confined Strength Ratio),进而得到fcc’(博文《Mander Confined Concrete Model – Confined Strength Ratio [Mander混凝土本构约束强化系数]》也提到),不方便使用。 原文给出的约束强度系数(Confined Strength Ratio …

混凝土受拉本构对结构动力时程分析结果的影响[The effects of the concrete tensile constitutive on structural dynamic time hisotry analysis]

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。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。from 崔济东,崔济东的博客,www.jdcui.com, CJD, JidongCui

[书]PERFORM-3D原理与实例 – 第3章 – 钢筋与混凝土材料的单轴本构关系

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.

OpenSees Concrete04 Material Test

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.)

[软件][混凝土][科研][工具]MCSR: Mander Confined Strength Ratio Calculator [MCSR: Mander混凝土本构约束强化系数]

Mander Confined Strength Ratio Calculator. Mander混凝土本构约束强化系数计算软件。上一篇博文《Mander Confined Concrete Model 资料整理》总结了Mander模型参数的计算方法,其中该模型十分关键的一个参数为约束混凝土的峰值强度fcc’。关于fcc’的确定,Mander模型原文(Ref. 1)给出的方法为:首先确定两个方向的约束系数,然后通过查图得到约束强度系数(Confined Strength Ratio),进而得到fcc’(博文《Mander Confined Concrete Model – Confined Strength Ratio [Mander混凝土本构约束强化系数]》也提到),不方便使用。