ABAQUS钢框架结构抗震仿真分析
ABAQUS钢框架结构抗震仿真分析
一、引言时程分析法是对结构动力方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。
时程分析法将地震波按时段进行数值化后，输入结构体系的振动微分方程，采用直接积分法计算出结构在整个强震时域中的振动状态全过程，给出各个时刻各个杆件的内力和变形。
现已成为多数国家抗震设计规范或规程的分析方法之一。
二、有限元软件ABAQU简S介ABAQUS 是美国ABAQUS公司（原名HKS公司．即Hibbitt ，Karlsson ＆Sorensen,INC．2005 年被法国达索公司收购，2007 年公司更名为SIMULIA）。
ABAQUS已成为国际上最先进的大型通用有限元力学分析软件之一。
ABAQUS是一套功能强大的进行工程模拟的有限元软件。
其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。
ABAQUS拥有CAE工业领域最为广泛的材料模型，它可以模拟绝大部分工程材料的线形和非线形行为，可以进行结构的静态和动态分析，如应力、变形、振动、热传导以及对流等。
也可以模拟广泛的材料性能，如金属、橡胶、塑料、弹性泡沫等，而且任何一种材料都可以和任何一种单元或复合材料的层一起用于任何合适的分析类型。
三、模型建立与求解1、PartCreate Part ：Name：Ban，3D，Deformable ，Shell ，Planar ，输入坐标创建一个18X9m的壳部件，作为混凝土楼板部件；Create Part ：Name：Zhu，3D，Deformable，Wire ，Planar ，输入坐标创建一个长3m线部件，作为柱部件；Create Part ：Name：Liang ，3D，Deformable ，Wire ，Planar ，输入坐标创建一个长6X3m，宽4.5X2m的线网部件，作为梁网部件；2、SectionCreate Material ：Name：steel ，General ，Density 7800 ；Mechanical ，Elasticity ，Young’s Modulus 2.1e11 ，Poisson’Ratio 0.3 ；Create Material ：Name：concrete ，General ，Density 2500；Mechanical ，Elasticity ，Young’s Modulus 3e10 ，Poisson ’Ratio 0.3 。
基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟共3篇
基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟共3篇基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟1钢筋混凝土框架结构是一种常见的建筑结构形式，具有较高的承载能力和良好的抗震性能。
数值模拟是研究结构力学性能和优化设计的重要手段之一。
本文将介绍基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟方法和实现步骤。
ABAQUS是一种广泛应用于结构力学和工程分析的有限元分析软件，可以模拟不同类型的结构，包括钢筋混凝土框架结构。
在ABAQUS中，钢筋混凝土框架结构使用的是梁单元（B31）和三角形单元（C3D4）。
本文将重点介绍梁单元的应用。
首先，建立模型，包括结构几何形状、截面形状、材料特性等信息。
在ABAQUS中，可以通过建立草图、绘制型材、定义截面属性等方式来创建模型。
需要注意的是，建立的模型必须符合实际结构的几何形状和尺寸要求。
其次，定义材料特性，包括钢筋混凝土的弹性模量、泊松比、屈服强度、极限强度、裂缝韧度等参数。
这些参数对于结构的强度、刚度、稳定性等性能都有很大的影响，需要根据实际情况进行精确的定义。
然后，给结构施加荷载，包括静态荷载、动态荷载、地震荷载等。
在ABAQUS中，可以通过绘制荷载分布或者定义节点荷载、边界约束等方式来施加荷载。
需要注意的是，荷载的大小和方向必须符合实际情况。
最后，进行数值模拟，求解结构的应力、应变、变形等参数。
在ABAQUS中，可以通过指定分析步数、时间步长、求解器、后处理选项等方式来进行数值模拟。
需要注意的是，模拟结果的准确性和可靠性与模型的精度、材料参数和荷载条件等因素密切相关，需要认真评估和验证。
总的来说，基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟是一项复杂的工程计算工作，需要具备专业的结构力学知识和ABAQUS软件的使用技能。
在模拟过程中，需要考虑许多因素，如模型准确性、材料参数、荷载条件、求解器选项等。
因此，需要认真分析和解决各种问题，确保模拟结果的准确性和可靠性，为结构设计和施工提供科学依据。
abaqus 地下结构抗震 反应位移法
Abaqus 地下结构抗震反应位移法一、引言地下结构的抗震设计一直是工程领域的热门话题，地下结构在地震作用下可能受到严重破坏，因此需要对其进行抗震设计和分析。
而其中的反应位移法在地下结构的抗震分析中得到了广泛的应用，Abaqus 软件作为一款强大的有限元分析工具，在地下结构抗震反应位移法中也具有很高的应用价值。
本文将对Abaqus软件在地下结构抗震反应位移法中的应用进行系统的介绍。
二、地下结构抗震分析的重要性1. 地下结构在工程领域中的重要性地下结构作为现代城市建设的重要组成部分，在城市的供水、供热、排水、交通、防护等方面都发挥着重要作用。
而地下结构在地震作用下的破坏可能会给城市的安全和稳定带来严重影响，因此对地下结构进行抗震分析和设计具有重要意义。
2. 抗震分析的必要性地震是一种常见的自然灾害，具有突发性和破坏性。
地震作用下地下结构可能受到严重的破坏，因此需要进行抗震分析和设计来保证地下结构在地震作用下的安全性。
三、Abaqus软件在地下结构抗震反应位移法中的应用1. 地下结构抗震分析的基本原理地下结构抗震分析主要是研究地下结构在地震作用下的受力和变形情况，通过分析地下结构的地震响应，评估地下结构的抗震性能。
在地下结构抗震分析中，反应位移法是一种常用的分析方法，它是通过建立地下结构的受力平衡方程和动力平衡方程，利用结构的刚度矩阵和地震激励谱，计算地下结构在地震作用下的位移响应。
2. Abaqus软件在地下结构抗震分析中的优势Abaqus软件作为一款强大的有限元分析工具，具有很高的分析精度和计算效率，在地下结构抗震分析中具有很强的应用价值。
Abaqus 软件可以实现地下结构的三维动力分析，在考虑地震激励的情况下，计算地下结构在地震作用下的动力响应。
3. Abaqus软件在地下结构抗震反应位移法中的具体应用Abaqus软件在地下结构抗震反应位移法中具体包括以下几个方面的应用：（1）建立地下结构的有限元模型。
钢管混凝土抗震性能ABAQUS数值模拟中损伤因子比较研究
钢管混凝土抗震性能ABAQUS数值模拟中损伤因子比较研究黄宏;林博洋;陈梦成【摘要】Aiming at three different concrete damage computational models at home and abroad, the study uti-lized them to simulate the damage process of concrete-filled steel tube under cyclic loading respectively. The damage factor varying with strain for the three models was drawn. For Birtel and Mark model, the impact of co-efficient in the model on the damage factor was also discussed. With the decrease of the coefficient, the damage factor increased under the same strain. Finally, the CFST skeleton curve of the FEM numerical solutions was compared with that of the test results under cyclic loading. It shows by the comparison that when in the Birtel and Mark modelit was 0.5, the load(P) - displacement(Δ) skeleton curve was in good agreement with the test re-sults;the load (P)-displacement(Δ) skeleton curve by the complementary energy model had less errors, second to Birtel and Mark model compared to test results, but that of the modified complementary energy model had the largest errors in the three models.%针对国内外3种不同的混凝土损伤计算模型，分别用其模拟计算了往复荷载下钢管混凝土损伤过程，并绘出了3种模型损伤因子随应变变化的曲线；对于Birtel和Mark模型，探讨了系数bc对损伤因子的影响，随着系数bc取值的减小，相同应变下对应的损伤因子值增大；最后将这3种模型有限元计算得到的往复荷载下钢管混凝土构件的骨架曲线与试验骨架曲线进行对比分析。
ABAQUS混凝土框架有限元计算分析
“悬链线”，继续维持该梁一定的承载力。 2.4 加载点荷载-位移曲线
通过计算分析得到的结果，绘制加载点的荷载-位移曲线如下图所示：
荷载/KN
加载点力-位移曲线
120 100
80 60
40
20
0 0
100
200
300
400
500
600
位移/mm
图 2.13 加载点力-位移曲线 通过加载点力-位移曲线可以看到，当位移超过 80mm 后该结构的承载力有所下 降，但下降幅度不大，在 240mm 后荷载保持稳定，值里可以看到梁内塑性铰形成的 “悬链线”机制发挥出来抗倒塌的作用。但是之后还有些许上升，可能是因为计算模 型对于下降段的模拟不够准确所致。
D6
394
519
220
0.3
D10
419
617
219
0.3
D12
625
685
钢筋应力-应变曲线如下图所示：
171
0.3
stress
钢筋应力-应变关系曲线
700
600
500
400
Φ6 300
Φ10 200
Φ12
100
0
0
0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006
strain
σ = (1 − ������������)������������������
1 − ������������[1.2 − 0.2 ������5]
������������
=
{1
−
������������(������
������������ − 1)1.7
+
ABAQUS分析钢结构
ABAQUS分析钢结构首先，我们需要创建钢结构的几何模型。
在ABAQUS中，可以使用几何建模工具创建复杂的几何形状。
确定了几何模型后，我们可以定义各个构件的截面尺寸和属性。
钢结构通常由梁、柱和连接构件组成。
在这个例子中，我们将以一个简单的桁架结构为例进行分析。
创建好几何模型后，我们需要定义材料的力学性质。
钢材的力学性质可以从标准材料力学测试中获取。
在ABAQUS中，可以定义钢材的弹性模量、屈服强度和断裂应变等力学参数。
接下来，我们需要应用边界条件和加载条件。
边界条件描述了材料如何与外部环境交互，加载条件则描述了在实际应用中会施加在结构上的力或位移。
例如，在桁架结构的一个端点施加固定边界条件，表示该点不能进行任何自由度的运动。
完成了边界条件和加载条件的定义后，我们可以进行有限元网格划分。
有限元网格将结构划分为多个单元，使得较复杂的结构问题可以比较容易地处理。
在ABAQUS中，有多种划分单元的选项可供选择，例如线单元或壳单元。
选择适当的单元类型对于准确地模拟结构行为非常重要。
有限元网格划分完成后，我们可以进行分析。
ABAQUS可以求解结构的静力分析或动力分析问题。
在静力分析中，我们可以计算结构的受力和位移等响应。
在动力分析中，我们可以研究结构的振动频率和模态形状等动力特性。
通过ABAQUS软件进行钢结构的有限元分析，可以得到结构的应力、位移和变形等结果。
这些结果可以帮助我们理解结构在外部加载下的行为，并评估结构的稳定性和安全性。
通过分析结果，我们可以进行参数优化和设计改进，以提高结构的性能和效率。
总之，ABAQUS是一种功能强大的有限元分析软件，适用于各种结构的模拟和分析。
在钢结构分析中，它可以帮助我们深入了解结构的力学特性和行为，并进行性能评估和设计改进。
使用ABAQUS进行分析，有助于工程师进行结构设计和优化，从而提高工程项目的质量和安全性。
ABAQUS钢框架结构抗震仿真分析
ABAQUS钢框架结构抗震仿真分析首先，我们需要建立结构的有限元模型。
钢框架结构主要由柱、梁、节点和连接件组成，我们需要根据实际情况进行建模。
在ABAQUS中，我们可以使用节点（节点）和单元（单元）建立结构模型。
其次，我们需要定义结构的材料特性。
在钢框架结构中，材料的弹性模量（E）和泊松比（ν）是两个重要参数。
根据实际材料的特性，我们可以在ABAQUS中定义这些参数。
接下来，我们需要定义结构的边界条件。
抗震仿真分析通常需要在地震力作用下进行，我们需要定义结构的固定支撑条件，以模拟垂直方向上的地震力。
在ABAQUS中，我们可以将结构的底部或其他特定地方固定支撑。
然后，我们需要定义地震载荷。
地震力通常由地震加速度谱表示，在ABAQUS中，我们可以通过载荷定义来输入这些数据。
根据地震保护设计准则，我们可以计算出地震力对结构的作用。
在进行抗震仿真分析之前，我们还需要进行网格划分和网格优化。
钢框架结构通常具有较高的刚度和复杂的形状，我们需要根据结构的实际情况进行网格划分，并使用ABAQUS的网格优化工具来确保网格质量。
最后，我们可以进行抗震仿真分析。
在此过程中，我们可以将地震载荷应用于结构，并模拟结构在地震力作用下的响应。
ABAQUS可以计算出结构的位移、应力和变形等参数，并可生成相应的结果报告。
总结起来，ABAQUS是一种强大的有限元分析工具，可以用于钢框架结构的抗震仿真分析。
通过建立模型、定义材料特性、边界条件和地震载荷，进行网格划分和网格优化，并进行仿真分析，我们可以获取结构在地震力作用下的响应情况，评估结构的抗震性能，并指导实际工程设计。
基于ABAQUS的钢管混凝土框架结构抗震性能分析
数 值 １／Βιβλιοθήκη ０ ｌ １／１０ １０ １／１０００ １０
本模 型与 原结 构 的函 数关 系 以及 主 要材 料 参 数
的相 似天 系如 表 ２所 示
材 料 抗 压 强 度 及 屈 服 强 度 平 均值
表 ２
钢管 混 凝 土框 架 结 构 目前 在 高 层 建筑 Ｔ程 领域 中应 用越 来越广 泛＿】～Ｉ，而 框架 结构 的动 力 特性 分析 是 钢管 混凝 土框架 结构 分析 研 究 的热 点 之一 ，但 南于 地 震 动强度 的不 确定性 ，直 接导 致钢 管混 凝 土框 架结 构 在 未来可 能进 入弹 塑性变 形 阶段 的不确定 性 。框 架结 构在 线性 阶段 和弹 塑性 阶段 的反应不 同。这 不仅 表现 在 框架 结 构 的 基本 动 力特 性 在非 线 性 反应 阶段 Ｈ－，ｔＨ， ／ 刻刻 都发 生着 变化 ，而且 还表 现 在框架 结 构在 线性 阶 段 与非线 性 阶段 的动 力特 征 截然 不 同 。本 文采 用 ＡＢＡＱＵＳ进行 数值 模拟 ，探讨 钢管 混凝 土柱 一钢 梁框 架结 构 的振 型与模 态 ．分 析框 架结构 的抗 震性 能 。
＿＿］ ： 。 部填充 Ｃ３０的碎石混凝土 ，
…
｛
楼 板 采 用 ２０ｒａｍ 厚 的 Ｃ２０
ｌｌ ．｛ ０ ０ 现 浇混 凝 土 板 ，内配置 直径
ｈ 架 构 面 侧 图 ２．２ｍｍ 的 镀 锌 铁 丝 ，钢 管 与
圈１ 框架结构试件尺寸示意图 Ｈ４０×４５×２．５×３的钢 梁 焊
作 者 简 介 ：李 飞 （１９９（）一），男 ，河 南新 乡人 ，中原 工 学 院 ，硕 士 １３４
采 用 地 震 波 分 别 为 Ｅｌ—Ｃｅｎｔｒｏ 波 ｆ１９４０）、 Ｈｏｌｌｙｗｏｏｄ ｓｔｏｒａｇｅ（１９５２）、Ｍｅｘｃｏ Ｃｉｔｙ（１９８５）一种 地 震 波
基于ABAQUS下钢筋水泥房屋结构抗震能力分析
基于BQUS下钢筋水泥房屋结构抗震能力分析徐绍娟李良江谢圣富张敏谢顺添摘要：本文通过对XX地区钢筋混泥土房屋结构的调查，展开了钢筋混泥土房屋结构抗震特点的讨论。
基于bqus有限元分析软件建立模型，然后接受模态分析计算出该模型的前四阶振型及固有频率，并与公式的计算频率进行对比分析，预报该模型的还原程度及可信度。
选取XX省地震波为地震动的输入时程，分别计算在不同峰值加速度时程下的钢筋混泥土结构的地震反应，得到相应的拉伸损伤XX图，并分析机构的破坏特征，给出该模型抗震能力薄弱之处。
结果说明：当钢筋混泥土房屋结构输入东西和南北地震动时，首先由窗户上横墙和纵墙相交汇的地方开裂，且两相邻交汇处裂纹渐渐靠拢，又由于整体重力过大导致该房屋结构的下半部分领先损坏，直至房屋倒塌。
关键词：钢筋混泥土房屋结构;抗震特点 bqus有限元分析;模态分析;频率;拉伸损伤XX图引言本文从XX地区现有的农居结构出发，选出具有代表性的建筑作为讨论对象，利用有限元软件bqus建模，并输入不同的地震波，探究不同的地震等级对房屋结构的影响。
1 模型建立本文针对XX地区进行了抽样调查。
最终接受bqus建立调查后的钢筋混泥土房屋结构模型。
1.1 调查分析依据调查状况，本文选用了XX常见钢筋混泥土房屋为主要的参考对象。
通过对其结构尺寸进行提取，可得到本文需建立的模型基本参数如表所示：在模型的建立中依据上述基本尺寸进行建立，且房屋的样式与主要参考对象略有不同。
1.2 有限元模型的建立为完成钢筋混泥土结构的抗震性能分析。
本文首先使用bqus 有限元分析软件中的部件〔prt〕以及互相作用关系〔interction〕模塊完成了基础模型的建立。
其次，在模型进行有限元分析之前还还需要对模型的材料以及XX格进行划分，这里则需要使用的是bqus中的属性〔property〕和XX格〔Mesh〕模块，且在设置属性的过程中需要对钢筋混泥土材料的本构关系进行确定，而XX格〔Mesh〕的作用则是将模型划分为小的单元，以便分析。
地震作用下钢结构损伤过程数值模拟_段红霞
性硬化参数，还是随动硬化参数，难以真正通过试
验来测定，这时可以利用这些材料已有的常规试验
数据，比如对称应变循环试验数据、半循环应力-
应变数据、稳定循环应力-应变数据等，对这些数据
进行处理或通过计算模拟来获得所需用值。
在弹塑性损伤模型实际应用时，首先要判断损
伤的出现。塑性变形发展到一定阶段，微孔洞、微
裂纹不断累积，当满足下列准则时，认为结构出现
延性损伤[16]：
∫ ωD =
dε pl
ε
pl D
(η
,
ε
pl
)
=
1
(9)
式中： ωD 为损伤状态变量，随着塑性变形单调递
增；
ε
pl D
为延性损伤出现时的相当塑性应变，是三
轴应力度 η 和相当塑性应变率的函数，η = − p / q ，
摘 要：采用弹塑性损伤本构模型，该模型结合了非线性各向同性和随动强化准则以及基于塑性位移的损伤演化 规律，利用 ABAQUS 对一个 9 层钢结构在 EL-Centro 地震波作用下塑性变形和损伤区域的发展过程进行了数值 模拟。结果表明，上部楼层的梁端产生较明显的塑性变形并形成损伤部位。这与在 Northridge 地震中观测到的高 层钢结构的地震损伤情况是一致的。 关键词：地震荷载；钢结构；损伤演化；数值模拟；ABAQUS 中图分类号：TU393.2 文献标识码：A
李守巨(1960―)，男，辽宁人，教授，博士，从事工程力学和参数反演研究(E-mail: lishouju@)； 刘迎曦(1944―)，男，四川人，教授，博士，从事有限元研究(E-mail: yxliu@).
工程力学
199
材的本构关系)，对结构的动力方程采用逐步积分的 方法计算地震过程中每一瞬时结构的位移、速度、 加速度、内力反应，从而可以分析结构在弹性和非 弹性阶段的内力变化及构件破坏、直至倒塌的全过 程。进行结构弹塑性地震反应分析的关键问题是建 立循环荷载下精确的材料本构模型和计算模型。对 于建筑用钢材，常用的本构模型有理想弹塑性模 型、各向同性强化模型及随动强化模型。理想弹塑 性模型无法描述材料的硬化特性，与材料的实验结 果有一定偏差。同性强化理论允许屈服面膨胀、收 缩，适用于单调加载，对于循环塑性，同性强化不 能反映包辛格(Bauschinger)效应。随动强化理论假 定屈服面在应力空间中可以平移，但不能转动、膨 胀和收缩。随动强化理论比同性强化理论前进了一 步，但随动强化只适应于小应变的情况。对复杂荷 载历史工况，同性强化、随动强化都不能真实描述 钢材的循环特性。由 Hodge 提出，并由 Axelsson 和 Samuelsson[1]进一步发展的混合强化模型将各向 同性强化和随动强化结合起来，屈服面既能膨胀(收 缩)又能平移，可考虑钢材的包辛格(Bauschinger)效 应和屈服平台，模型简单而实用。许红胜介绍了一 种新的双曲面混合模型，对非比例加载有良好的适 用性，可用于钢结构在复杂动力荷载作用下的塑性 分析[2]。但是上述这些模型没有涉及到钢材损伤的 影响，实际上原生材料就存在损伤[3]，随着荷载的 循环作用，在材料中的微裂纹、微孔洞、剪切带等 细观损伤萌生、串接、汇合、扩展，从而形成损伤 的动态演化过程，直接影响着钢结构的性能。因此， 要客观地描述建筑用钢材的循环本构关系，不可忽 略损伤对材性的不可逆劣化影响[4―7]。郑宏提出了 结构钢弹塑性各向异性损伤本构模型，采用非线性 有限元方法，分析了箱形柱在单轴循环荷载作用下 的滞回性能[8]。丁阳考虑了钢材的损伤累积效应和 应变强化效应，应用塑性应变和能量耗散理论建立 了钢材的损伤力学模型[9]。王连坤基于钢材各向同 性塑性累积损伤本构关系，推导了考虑材料损伤和 混合强化本构关系的弹塑性刚度矩阵，算例证明文 中方法可以达到较高精度[10]。Mashayekhi 采用连续 损伤本构模型，计算了带槽口矩形截面试件的损伤 参数，并通过试验证明了该模型的有效性[11]。为了 能够真实描述钢结构经受循环荷载时的损伤破坏 特性，本文同时考虑了钢材的混合强化模型和损伤 演化规律，利用高效有限元 ABAQUS 模拟了一个 9
基于ABAQUS的钢筋混凝土柱抗震数值模拟分析
第１８卷第６期２０２０年１２月水利与建筑工程学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ．１８Ｎｏ．６Ｄｅｃ．，２０２０ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－１１４４．２０２０．０６．０２５收稿日期：２０２０ ０８ ０９ 修稿日期：２０２０ ０９ ０１基金项目：国家自然科学基金青年项目（５１４０８２２３）；国家自然科学基金面上项目（５１６７９０９１；５１９７９１０９）作者简介：程学斌（１９９５—），男，江西上饶人，硕士研究生，研究方向为工程结构抗震。
Ｅ ｍａｉｌ：ｌｂｊｃｈｅｎｇ＠１６３．ｃｏｍ通讯作者：马 颖（１９８２—），女，河南郑州人，博士，硕士生导师，主要从事水工、桥梁等工程结构抗震研究工作。
Ｅ ｍａｉｌ：ｍａｙｉｎｇ１９８２０８＠１６３．ｃｏｍ基于ＡＢＡＱＵＳ的钢筋混凝土柱抗震数值模拟分析程学斌，马 颖，袁子淇（华北水利水电大学水利学院，河南郑州４５００４５）摘 要：为了研究ＡＢＡＱＵＳ软件中实体单元和纤维梁单元在不同破坏模式下（ＲＣ）柱滞回性能数值模拟的适用性，从美国ＰＥＥＲ数据库中收集了９根钢筋混凝土矩形截面柱的拟静力试验数据，柱试件分别发生了弯曲、弯剪或剪切不同模式的破坏。
在ＡＢＡＱＵＳ中分别建立柱试件的实体单元模型和纤维梁单元模型并进行往复荷载作用下ＲＣ柱滞回性能的数值模拟，将模拟结果与试验数据进行了对比分析。
结果表明：对于弯曲破坏ＲＣ柱，适合采用纤维梁单元模拟，而对于弯剪破坏和剪切破坏ＲＣ柱，基于实体单元的模拟结果与试验结果更为接近；纤维梁单元能够更准确地模拟ＲＣ柱滞回曲线的捏拢效应。
关键词：钢筋混凝土柱；ＡＢＡＱＵＳ；实体单元；纤维梁单元；滞回性能中图分类号：ＴＵ３７５．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—１１４４（２０２０）０６—０１４６—０７ＳｅｉｓｍｉｃＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＣｏｌｕｍｎｓＢａｓｅｄｏｎＡＢＡＱＵＳＣＨＥＮＧＸｕｅｂｉｎ，ＭＡＹｉｎｇ，ＹＵＡＮＺｉｑｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅ’ｎａｎ４５００４５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏａｓｓｅｓｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＲＣｃｏｌｕｍｎｓｗｉｔｈｓｏｌｉｄｅｌｅｍｅｎｔａｎｄｆｉｂｅｒｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｉｎＡＢＡＱＵＳｓｏｆｔｗａｒｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｓ．Ｔｈｅｐｓｅｕｄｏ ｓｔａｔｉｃｔｅｓｔｄａｔａｏｆ９ｒｅ ｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎｃｏｌｕｍｎｓｗｅｒｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅＰＥＥＲｄａｔａｂａｓｅｉｎｔｈｅＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓ．Ｔｈｅｃｏｌｕｍｎｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗｅｒｅｆａｉｌｅｄｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｄｅｓｏｆｆｌｅｘｕｒｅ，ｆｌｅｘｕｒｅ ｓｈｅａｒｏｒｓｈｅａｒ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｏｒｃｅｔｅｓｔｄａｔａ，ｔｈｅｓｏｌｉｄｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｆｉｂｅｒｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎＡＢＡＱＵＳｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅＲＣｃｏｌｕｍｎｕｎｄｅｒｔｈｅｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇｌｏａｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｅｓｔｄａｔａ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｆｏｒｆｌｅｘｕｒｅｆａｉｌｕｒｅＲＣｃｏｌｕｍｎｓ，ｆｉｂｅｒｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｓｕｉｔａｂｌｅ，ｗｈｉｌｅｆｏｒｆｌｅｘｕｒｅ ｓｈｅａｒｆａｉｌｕｒｅａｎｄｓｈｅａｒｆａｉｌｕｒｅＲＣｃｏｌｕｍｎｓ，ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｂａｓｅｄｏｎｓｏｌｉｄｅｌｅｍｅｎｔｓａｒｅｃｌｏｓｅｒｔｏｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ，ａｎｄｆｉｂｅｒｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｃａｎｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｌｙｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｐｉｎｃｈｅｆｆｅｃｔｏｆＲＣｃｏｌｕｍｎｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｃｕｒｖｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｌｕｍｎｓ；ＡＢＡＱＵＳ；ｓｏｌｉｄｅｌｅｍｅｎｔ；ｆｉｂｅｒｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔ；ｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ 在地震作用下，钢筋混凝土柱作为水工、桥梁、房屋等结构的主要竖向承重与水平抗力构件，承载着整个结构的竖向荷载和由地震引起的水平荷载。
ABAQUS地震分析
ABAQUS地震分析简介ABAQUS是一种广泛使用的有限元分析软件，主要用于进行结构、流体和热分析。
地震分析是ABAQUS的一项重要应用，可以用于评估结构在地震作用下的安全性和可靠性。
本文将介绍如何使用ABAQUS进行地震分析，并提供一些实际案例进行说明。
地震分析的基本原理地震分析是通过模拟地震波向结构传播和作用的过程，来评估结构在地震中的响应和承载能力。
地震波可以通过地震记录或人工生成，并用于ABAQUS模拟地震作用。
ABAQUS的地震分析主要基于以下两个主要原理： 1. 结构响应的动力学方程：ABAQUS使用基于质量矩阵和刚度矩阵的动力学方程来求解结构在地震中的响应。
这些方程可以用于计算结构的加速度、速度和位移等重要响应。
2. 材料特性的描述：ABAQUS允许用户自定义材料模型，用于描述不同材料在地震中的行为。
这些材料模型可以包括弹性材料、塑性材料和粘弹性材料等。
ABAQUS地震分析的步骤ABAQUS地震分析通常包括以下几个步骤：1. 结构建模首先需要使用ABAQUS的建模工具创建结构的几何模型。
包括定义结构的节点、单元、边界条件等。
2. 材料定义根据结构中使用的材料类型，需要定义材料的物理特性，如弹性模量、泊松比、密度等。
3. 节点约束和载荷定义结构的固定边界条件和施加在结构上的载荷。
这些约束和载荷将用于分析结构在地震中的响应。
4. 地震波定义使用ABAQUS的地震波定义工具定义地震波的参数，如峰值加速度、频率和振型等。
5. 地震分析设置设置ABAQUS进行地震分析的参数，如求解器类型、时间步长等。
6. 地震分析求解运行ABAQUS进行地震分析，得到结构在地震中的响应结果。
7. 结果后处理使用ABAQUS的结果后处理工具，分析和可视化地震分析的结果，如位移、应力和变形等。
实例案例为了更好地理解ABAQUS地震分析的使用方法，下面将介绍一个实际案例。
地震分析案例：桥梁结构假设我们要分析一座桥梁结构在地震中的响应。
基于ABAQUS的型钢超高强混凝土短柱抗震延性的研究
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第 ２ ０ １ １ 卷篓４ ３ 年８ 翅 月
基于ABAQUS现浇梁柱节点抗震性能有限元模拟分析研究
基于 ABAQUS 现浇梁柱节点抗震性能有限元模拟分析研究发布时间：2022-09-18T02:52:51.799Z 来源：《中国建设信息化》2022年第10期作者：杨振桥[导读] 通过震后研究结果表明：在地震作用下，框架结构整体倒塌主要原因由于梁柱节点破坏从而会导致建筑框架整体发生倒塌杨振桥上海市浦东新区建设(集团)有限公司上海 200120摘要：通过震后研究结果表明：在地震作用下，框架结构整体倒塌主要原因由于梁柱节点破坏从而会导致建筑框架整体发生倒塌，因此，研究节点在地震力作用下的受力特点至关重要的。
本文基于现有的工程项目，选取梁和柱为反弯点的部分为研究单元，通过 ABAQUS 建立有限元模型，以轴压比为变量，研究本工程项目所取的框架结构中梁柱节点的滞回变形曲线、骨架曲线、延性、强度、刚度退化以及耗能能力等相关抗震性能指标。
关键词：框架结构；梁柱节点；轴压比；ABAQUS；抗震性能0 引言现浇钢筋混凝上框架结构由于整体性好，抗震能力强，因此被应用范围广[ 1]。
梁柱节点是钢筋混凝土框架结构中的重要组成部分，梁柱节点施工相对较为困难且工程质量一般很难得到较有效的安全工程保证，同时由于节点处受力相对较为复杂，因此，在地震力的作用下，框架结构受力破坏也大多发生于该梁柱节点区域，从而导致整体结构发生倒塌现象[2] 。
因此，研究现浇梁柱节点的受力及破坏形态至关重要的，同时也为梁柱节点的优化提供参考。
本文基于正在施工的工程项目，该项目单体 18-20 层不等，其中柱子截面为 500×500mm ，梁截面以 300×500 为代表性，综合考虑取框架梁柱中节点反弯点处，柱子高度取值为 3600m ，梁的跨度为 4000mm 。
其中柱子纵筋采用 4C25 ， 8C22 ，箍筋间距 C10@ 150/ 100 ，梁纵筋采用 8C18 箍筋间距 C10@ 150/ 100 ，节点域 C10@50。
ABAQUS钢框架结构抗震仿真分析报告
ABAQUS钢框架结构抗震仿真分析报告【摘要】本文使用ABAQUS软件对一幢钢框架结构进行了抗震仿真分析。
首先，建立了结构的有限元模型，并对其进行了网格划分。
然后，加载了地震波荷载，进行了静力分析和动力分析。
最后，通过比较结构的位移响应和内力分布，评估了结构的抗震性能。
结果表明，结构具有较好的抗震能力。
【关键词】ABAQUS；钢框架结构；抗震仿真；有限元模型；地震波荷载1.引言随着城市化进程的推进，建设规模越来越大的钢框架结构变得越来越普遍。
然而，地震是一个常见的自然灾害，在一些地区频繁发生。
因此，钢框架结构的抗震性能成为了设计的重要考虑因素。
为了评估钢框架结构的抗震性能，可以通过抗震仿真分析来模拟地震情况，得到结构的位移、应力等响应。
2.方法2.1建立有限元模型首先，根据结构的几何形状和材料性质，建立了合适的有限元模型。
钢框架结构主要由梁柱组成，因此可以使用梁单元和柱单元来建模。
在建立模型时，需要考虑结构的几何非线性和材料非线性。
2.2网格划分在建立有限元模型后，需要对结构进行网格划分。
合理的网格划分能够提高计算精度和计算效率。
一般来说，细小的单元可以更好地模拟结构的性能，但也会增加计算量，因此需要权衡。
3.分析3.1静力分析首先，按照建筑物受到的地震荷载大小进行静力分析。
静力分析是为了确定结构在地震荷载下的受力状态。
通过静力分析，可以获得结构的位移响应和内力分布。
3.2动力分析在静力分析的基础上，进行动力分析。
动力分析是为了模拟地震时结构的动态响应。
在动力分析中，需要加载地震波荷载，并设置一定的计算时间。
通过动力分析，可以获得结构在地震中的动态位移响应和内力分布。
4.结果与讨论通过比较静力分析和动力分析的结果，可以评估钢框架结构的抗震性能。
如果位移响应较小，内力分布均匀，说明结构具有较好的抗震能力。
反之，则说明结构抗震能力较差。
5.结论本文使用ABAQUS软件对一幢钢框架结构进行了抗震仿真分析。
基于ABAQUS的楼板对钢筋混凝土框架的抗震影响分析
基于ABAQUS的楼板对钢筋混凝土框架的抗震影响分析钢筋混凝土框架是一种常用于建筑结构中的结构形式，其在抗震设计中起到了至关重要的作用。
然而，由于楼板的存在，框架结构的抗震性能可能会受到一定的影响。
因此，通过使用ABAQUS软件对楼板的抗震影响进行分析，能够更好地评估钢筋混凝土框架结构的抗震性能。
首先，为了进行抗震分析，需要使用ABAQUS软件进行有限元建模。
在建模过程中，需要考虑框架结构的几何形状、材料性质和边界条件等因素。
通过细分建模，可以更精确地模拟结构的受力状态。
同时，应根据实际情况合理设置初始条件，如初始位移和初始速度等。
在建模完成后，需要进行地震荷载的施加。
ABAQUS软件可以通过施加动力荷载或地震时间历程来模拟地震作用。
在分析过程中，可以通过定义响应谱等指标来评估结构的抗震性能。
此外，还可以通过初始刚度矩阵的求解，确定结构的初始刚度分布，为后续的动力分析提供准确的初始条件。
在模拟地震作用后，需要进行动力分析以评估结构的受力性能。
通过ABAQUS软件的求解器，可以得到结构的响应结果，如位移、加速度和内力等。
通过对这些结果的分析，可以了解结构在地震作用下的受力情况，对结构的稳定性和安全性进行评估。
此外，需要注意的是，在进行抗震分析时，还需要考虑楼板对结构的影响。
由于楼板的存在，可能会产生一定的刚度和阻尼效应，对结构的抗震性能产生一定的影响。
因此，在建模过程中，需要合理设置楼板的材料属性和几何参数，以准确模拟楼板对结构的影响。
综上所述，基于ABAQUS的楼板对钢筋混凝土框架的抗震影响分析是一种重要的抗震设计方法。
通过细致的建模和准确的分析，可以更好地评估钢筋混凝土框架结构的抗震性能，为工程设计提供依据。
在实际应用中，还可以进一步优化模型和参数，提高分析结果的准确性和可靠性，以确保工程的安全性和稳定性。
ABAQUS地震响应分析
ABAQUS地震响应分析1. 介绍地震响应分析是工程领域中一个重要的研究方向，主要用于评估建筑结构或其他工程系统在地震荷载下的抗震性能。
ABAQUS是一种强大的有限元分析软件，广泛应用于地震工程领域。
本文将介绍如何使用ABAQUS进行地震响应分析，并探讨其中的一些关键概念和步骤。
2. 地震响应分析的基本原理地震响应分析的基本原理是将地震力作用于建筑结构或其他工程系统上，通过数值模拟计算结构响应的动态过程。
ABAQUS利用有限元方法将结构离散化为有限个单元，并通过求解动力方程来计算结构的动态响应。
地震荷载可以通过地震记录进行模拟或直接输入，ABAQUS则根据输入的地震荷载和结构参数进行计算，并输出结构的响应结果。
3. 地震响应分析的步骤地震响应分析的步骤可以简单地概括为以下几个方面：3.1 建立模型地震响应分析首先需要建立一个准确的结构模型。
模型应包括结构的几何形状、材料属性、边界条件等信息。
ABAQUS提供了多种建模工具和功能，可以方便地进行模型的建立和定义。
3.2 定义材料属性在进行地震响应分析之前，需要定义结构中所使用的材料的物理性质和力学参数。
ABAQUS支持多种材料模型，用户可以根据实际情况选择合适的材料模型，并设置相应的参数。
3.3 施加边界条件在地震响应分析中，需要施加适当的边界条件来模拟结构的约束情况。
边界条件包括支持条件、位移约束等。
ABAQUS提供了丰富的边界条件定义功能，使用户可以灵活地设置边界条件。
3.4 定义加载条件地震响应分析的关键是定义适当的地震荷载。
地震荷载可以通过地震记录进行模拟，也可以直接输入。
ABAQUS支持多种加载方式，用户可以根据实际需求选择合适的加载方式。
3.5 进行分析计算在完成模型建立、材料属性定义、边界条件设置和加载条件定义后，可以进行地震响应分析的计算。
ABAQUS利用有限元方法求解结构的动态响应，将计算结果输出到结果文件中。
3.6 分析结果后处理分析结果后处理是地震响应分析的重要环节。
钢框架-支撑结构振动台试验的有限元分析模拟
表 ２模型在 Ｅ Ｅ Ｔ Ｏ波作 用下顶层绝对 ＬＣ ＮＲ 对加速度峰 值（ａ） 比较 ｇ１
表 ３模 型在迁安波作 用下顶层 绝对对加速度峰 ４ ｇ１￣比较 Ｋ（ ） ａｔ
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本 文 通 过 有 限 元 分 析 程 序 ＡＡＵ Ｂ Ｑ Ｓ对 足 尺 钢 框 架 一支 撑 结 构 弹性 、 塑 性 时 程 分 析 。 序 计 算 得 弹 程 到 结 构 在 中震 下 的 最 大 响 应 （ 括 包 楼 层 相 对 位 移 ，楼 层 绝 对 加 速 度 ， 楼 层剪 力与楼层 倾覆弯矩 数据）与试 验 实 测 结 果 基 本 吻合 。通 过 分 析 ， 表
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钢框架一 支撑结构振动台试验的有限元分析模拟
（、 阳建筑 大学 土木 工程 学院， 宁 沈阳 １ ０ ６ ２ 中国建筑 东北设计研究 院有 限公 司， １沈 辽 １１８ 、 辽宁 沈 阳 １０ ｏ ） １ｏ３
层 大尺寸 钢框架 一中心支 撑结 构振 动 台试 验 １ ｆ］ ２ １ 模型概况 框架层高为 ２ 总高 ６ ５ ｍ， ｍ， ． 平面尺寸为 ０ ２０ ０ 框架柱采用 Ｈ ０ ．４Ｘ２４ ｍ。 Ｗ１０×１０ ０ Ｈ型钢 ， 框 架 主 梁 采 用 ＨＭ１０×１０ 型 钢 ，次 梁 采 用 ５ ０Ｈ ＨＷＩ ０×５ Ｈ 型 钢 ， 向 人 字 形 钢 支 撑 为 方 钢 Ｏ ０ 侧 管４ ０×１ ， ． 其它钢支撑为 Ｌ ０×２角钢 ， ２ ５ 材料均 为 Ｑ３。 ２ ５ 梁柱连接节点为梁 的上下翼缘坡 Ｅ对 ｌ 焊， 腹板依靠螺栓连接抗剪 ， 框架 一中心支撑结 构柱脚通过基础粱与振动台相接。 模型总重 ７８ ． 吨 ， 中框架 自重 １８吨 ， 其 ． 配重 ６吨 ， 每层 ２吨。 ２ Ａ Ａ Ｓ分析软件及分析模 型 Ｂ ＱＵ ２１Ａ Ａ ＵＳ分析软件简介 ． ＢＱ Ａ Ａ Ｓ由美 国 Ｈ Ｂ ＱＵ ＫＳ公 司 开 发 ， 以其 优 异的非线性计算能力 以及 强大 的二次开发功能 而著称 ，并且具有丰富的单元 库和材料模型 。 它具有强大的工程计算 仿真模 拟能力 ，其解决 问题的范围从相对简单 的线性 分析到许 多复杂 的 非 线性 问 题 。 ２２ 材料本构 关系模 型 ． 钢材采用 ＡＢ Ｕ ＡＱ Ｓ软件 中提供等 向弹塑 性模 型 ， 满足 Ｖｏ ｓｓ屈服 准则 ， 种模 型 ｎ Ｍｉ ｅ 这 多用于模 拟金属 材料 的弹塑性性 能。用 连接给 定 数 据 点 的 一 系 列 直线 来 平 滑 地 逼 近 金 属 材 料 的应力一应变关 系。该模 型采 用任意多个点来 逼 近 实 际 的 材料 行 为 ， 因此 ， 非 常接 近 真 实 的 就 材 料 行 为 。 塑性 数 据将 材 料 的 真 实屈 服 应 力 定 义为真实塑性应 变的函数 ；分析 中采用 大变形 理论及双线性 随动强化 弹塑性模 型以及 考虑钢 支 撑 几 何 、 料 非 线性 ， 料 双 线 性 随 动 强 化 弹 材 材 塑 性 模 型 中 Ｅ＝ ．６ Ｘ１ ａ Ｅ＝ ．１ １ ｌ２０ ０ＭＰ ， ２０Ｏ Ｅ ， ｆ ２５ Ｐ ， ｙ ３ Ｍ ａ 泊松 比 ＝ －， ＝ ０ 结构 阻尼 比取实 验 ３ 测得值 ００ １ 同时考虑材料 的损伤和失 效。在 ． ； ２ Ａ Ａ ＵＳＥ ｐｉｉ中 建 立 的 模 型 。 Ｂ Ｑ ， ｘｌ ｔ ｒ ｃ ２３ 单 元类 型 的选 择 ． 模 型 中 的 钢 梁 、 柱 的剪 切 变 形 的影 响 非 钢 常重要但必 须考 虑； 同时避免结构 刚度过 大 ， 远 超 高实际结 构。因此采用三维二阶梁单元 Ｂ ２ ３ 是 比 较合 适 的 。 ３频率提取 根 据 中 国抗 震 规 范 Ｉ 定 ： 型 个 数 一 般 ３ ］ 规 振 可 以 取 振 型 参 与 质 量 得 到 总 质 量 ９ ％所 需 的 ０ 振型 。提取前 ３阶频率见表 ｌ 。 计算 得到 的前 ３阶振 型特 征分别 为 沿 ｘ 轴 方 向 平 移 、 Ｙ 轴 方 向 平 移 、 Ｚ轴 方 向 扭 沿 沿
基于 ABAQUS 的再生混凝土框架中节点抗震性能
基于 ABAQUS 的再生混凝土框架中节点抗震性能周卫东;付佳丽;肖景平;柳炳康【摘要】The recycled aggregate concrete beam-column joints are analyzed and simulated by using the finite element software ABAQUS .The ordinary concrete model is adopted for the constitutive rela-tionship of recycled concrete ,and based on the correction by recycled concrete material properties test ,the constitutive relationship and damaged plasticity model are obtained to analyze and simulate the stress state of the recycled concrete joints .The test results and analysis results are compared and it is shown that the Mises stress contour ,the diagram of concrete and steel deformation at ultimate stage ,the stiffness degradation curve simulation values of specimens are in good agreement with the experimental values .It is proved that the model and parameters of ABAQUS can simulate the me-chanical behavior of recycled concrete specimens .%文章利用有限元软件ABAQUS对再生混凝土梁柱节点进行建模分析和数值模拟 ,再生混凝土本构关系以普通混凝土本构模型为原型 ,结合再生混凝土材料性能试验进行修正 ,得到相应的本构关系及塑性损伤模型 ,能较好地模拟再生混凝土节点的受力状态 ,将框架中节点试验与分析结果进行对比分析.结果表明 ,试件M ises应力云图和极限阶段混凝土、钢筋变形图、刚度退化曲线模拟值与试验值吻合较好 ,证明了ABAQUS软件的模型及参数能较好地模拟再生混凝土构件的力学行为.【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(039)002【总页数】6页(P205-210)【关键词】再生混凝土;中节点;ABAQUS软件;本构关系;塑性损伤模型;数值模拟【作者】周卫东;付佳丽;肖景平;柳炳康【作者单位】华汇工程设计集团股份有限公司,浙江绍兴 312000;合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥 230009;华汇工程设计集团股份有限公司,浙江绍兴312000;合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥 230009【正文语种】中文【中图分类】TU375本文通过两榀再生粗骨料取代率为100%再生混凝土框架中节点试验研究,探讨了再生混凝土框架节点的破坏机制、能耗性能及延性特征等抗震性能。
基于ABAQUS的框架结构抗震分析
图、 位 移 云 图和 加 速 度 云 图 的分 析 ， 以及 后 处 理 的 数 据 分 析 结 果 可 以看 出 ， 运用 Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ分 析 抗 震 分 析 的 正 确 性 及 可 靠 性 都 是 可
以保证的 ， 为研 究人员运用 Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ 进行 更为复杂的分线性分析工作奠定 了基础 。
出版 社 ． ２ ０ ０ ８： １ ２ ７ — ２ １ １ ．
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ Ｏ ｆ ｅ ｃ ｏ ｎｏ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｔ ｅ ｅ １ ． ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ Ｏ ｆ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
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．
３ ６．
第３ ９卷 第 １ １期 ２ ０ １ ３年 ４ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨⅡ ＥＣＴＵＲＥ
Ｖ０ １ ． ３ ９ Ｎｏ ．１ １ Ａｐ ｒ ． ２０１ ３
文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ — ０ ０ ３ ６ — ０ ３
１ 抗震 时 程分析
３ ０ ０ ｍ ｍ的矩形钢柱， 框架梁为工字形钢梁， 模型的具体尺寸如图 １
３ ） 从 图 ２可以得 到梁的经济配筋率 在 ０ ． ７ ５ ％ ～１ ． ４ ５ ％左右 ， 由式 将产生较大 的社会 、 经济效益 。
（ １ １ ） 求得 Ｐ＝ ０ ． ９ ０ ％， 基本 接近 图 ２较优 配筋 率。４ ） 从 图 ３可 以 参 考文 献 ： 得到梁 的经济配筋率 在 ０ ． ７ ０ ％ 一１ ． ４ ０ ％左右 ， 由式 （ １ １ ） 求得 Ｐ＝ ［ １ ］ 张 ０ ． ８ ８ ％， 基本接 近图 ３较优配筋率 。 浩． 钢筋 混凝 土矩形 梁经 济配筋 率近似公 式推 导 ［ Ｊ ］
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一、引言时程分析法是对结构动力方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。
时程分析法将地震波按时段进行数值化后，输入结构体系的振动微分方程，采用直接积分法计算出结构在整个强震时域中的振动状态全过程，给出各个时刻各个杆件的内力和变形。
现已成为多数国家抗震设计规范或规程的分析方法之一。
二、有限元软件ABAQUS简介ABAQUS是美国ABAQUS公司（原名HKS公司．即Hibbitt，Karlsson＆Sorensen,INC．2005年被法国达索公司收购，2007年公司更名为SIMULIA）。
ABAQUS已成为国际上最先进的大型通用有限元力学分析软件之一。
ABAQUS是一套功能强大的进行工程模拟的有限元软件。
其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。
ABAQUS拥有CAE工业领域最为广泛的材料模型，它可以模拟绝大部分工程材料的线形和非线形行为，可以进行结构的静态和动态分析，如应力、变形、振动、热传导以及对流等。
也可以模拟广泛的材料性能，如金属、橡胶、塑料、弹性泡沫等，而且任何一种材料都可以和任何一种单元或复合材料的层一起用于任何合适的分析类型。
三、模型建立与求解1、PartCreate Part：Name：Ban，3D，Deformable， Shell ，Planar，输入坐标创建一个18X9m的壳部件，作为混凝土楼板部件；Create Part：Name：Zhu，3D，Deformable， Wire ，Planar，输入坐标创建一个长3m线部件，作为柱部件；Create Part：Name：Liang，3D，Deformable， Wire ，Planar，输入坐标创建一个长6X3m，宽4.5X2m的线网部件，作为梁网部件；2、 SectionCreate Material：Name：steel，General，Density 7800；Mechanical，Elasticity，Young’s Modulus 2.1e11，Poisson’ Ratio 0.3；Create Material：Name：concrete，General，Density 2500；Mechanical，Elasticity，Young’s Modulus 3e10，Poisson’ Ratio 0.3。
Create Profile：分别创建梁剖面Liang Profile和柱剖面Zhu Profile 为0.3X0.3m，厚0.1m和0.6X0.6m，厚0.1m。
Create Section：板截面：Name：Ban Section，Shell，Homogeneous，Shell Thickness Value：0.1，Material：concrete；梁截面：Name：Liang Section，Profile name：Liang Profile，Material name：steel；柱截面：Name：Zhu Section，Profile name：Zhu Profile，Material name：steel。
Assign Section：分别把创建好的板、梁和柱截面指派到板、梁、柱部件上，梁和柱截面指派时同时指派部件方向。
3、AssemblyCreate Instance：选择板、梁、柱部件，用Dependent方式生成实体；将柱子旋转，使其与板和梁平面垂直；阵列柱子4X3=12根，将12根柱子分别移到梁网交点处，完成一层框架的构造；将构造好的一层框架阵列成3X2=6个框架层（阵列时，注意各个框架层间的距离应该稍大，这样利于平移框架），平移各层框架层，完成6层框架模型的构造。
4、StepCreate Step：Step-1，General，Static General，重力分析，结果作为时程分析数据；Step-2，General，Dynamic Implicit，Time period：10。
5、InteractionCreate constraint：Tie，选择板、梁、柱接触点、面，绑定。
6、LoadCreate Boundary Condition：Name：BC-1，Step：Step-2，Mechanical，Displacement/Rotation，选择柱低端，约束住柱低端除X方向外的5个自由度；Create Boundary Condition：Name：BC-2，Step：Step-2，Mechanical，Acceleration/Angular acceleration,选择柱低端，确定；勾选A1:1（加速度单位m/s²），在Amplitude中创建一个Name:ac,Type:Tabular,Time span:Toal time,复制EICentro数据到Amplitude Data，OK，Amplitude右框下拉选择刚才建好的ac加速度，OK。
7、MeshSeed Part Instance；Assign Mesh Controls：Quard，Free，Advancing front；Assign Element Type：Standard，Linear，Reduced Integration，壳单元S4R；Mesh Part；最后Verify Mesh检查网格是否错误。
8、JobCreate Job；Write Input（输出inp文件）,Submit；打开Monitor观察是否有错误、警报；点击Result进入可视化窗口Visualization。
9、VisualizationResult，Step/Frame分析步/帧，查看各时程变形情况；Tools，XY Data，Create,ODB field output，plot顶层楼板位移时程曲线，各层楼板加速度时程曲线，各层楼板位移曲线。
10、数据后处理在Visualization，XY Data Manager中点击Edit，输出各层楼板位移数据到Excel中，利用Excel：相邻两层的位移作差后得到层间相对位移，画出以Time 为横轴、层间相对位移为纵轴画出各层层间位移时程曲线；然后层间相对位移除以层高得到层间位移角，画出以Time为横轴、层间位移角为纵轴画出各层层间位移角时程曲线。
四、结果展示钢框架内力云图1钢框架内力云图2钢框架内力云图3 顶层楼板位移时程曲线底端加速度时程曲线一层楼板加速度时程曲线二层楼板加速度时程曲线三层楼板加速度时程曲线四层楼板加速度时程曲线五层楼板加速度时程曲线顶层楼板加速度时程曲线底端与一层楼板层间位移一层与二层楼板层间位移二层与三层楼板层间位移三层与四层楼板层间位移四层与五层楼板层间位移五层与顶层楼板层间位移底端与一层楼板层间位移角一层与二层楼板层间位移角二层与三层楼板层间位移角三层与四层楼板层间位移角四层与五层楼板层间位移角五层与六层楼板层间位移角五、总结与分析通过分析数据：①该钢框架模型顶层楼板最大位移发生在9.904615s时，值为0.521279；根据《钢结构设计规范》:多层框架结构柱顶位移H/500，对于该模型为18m/500=0.036m，顶层楼板最大位移超出规范要求。
②该钢框架模型最大加速度：底端发生在2.13928s,值为3.40922，一层楼板发生在4.53904s，值为7.02656，二层楼板发生在2.64224s，值为7.58957，三层楼板发生在 3.22835s，值为8.61059，四层楼板发生在 4.78149s，值为11.1651，五层楼板发生在4.78149s，值为12.4091，顶层楼板发生在4.53904，值为13.9828。
③该钢框架模型层间位移：底端与一层楼板最大值为0.006104，一层与二层楼板最大值为0.025158，二层与三层楼板最大值为0.016052，三层与四层楼板最大值为0.021461，四层与五层楼板最大值为0.012741，五层与六层楼板最大值为0.016035；根据《钢结构设计规范》:多层框架结构层间位移限值h/400，对于该模型为3m/400=0.0.0075m，最大层间位移超出规范要求。
④该钢框架模型层间位移角：底端与一层楼板最大值为0.002035，一层与二层楼板最大值为0.008386，二层与三层楼板最大值为0.005356，三层与四层楼板最大值为0.007154，四层与五层楼板最大值为0.004247，五层与六层楼板最大值为0.005345；根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第5.5.1条规定：“地震作用下，多、高层钢结构弹性层间位移角限值为1/250”，最大层间位移角超出规范要求。
⑤由以上分析，顶层楼板位移、层间位移、层间位移角均超出规范要求，作者对此结果进行了简单分析，造成此结果可能原因有：没有对时程地震波EICentro波进行系数调整，以满足抗震规范；超过加速度时程的加速度没有按规范将其最大值调整为0.35m/s²；对于输入的地震加速度时程曲线没有满足抗震规范，要满足地震动三要素：频谱特性、有效峰值和持续时间要符合规定的要求。
⑥对于此钢框架结构，其抗侧刚度不足，应通过增加柱截面、梁高和梁宽等措施提高结构抗侧刚度。
⑦以上分析可能不够准确，望读者批评指出。
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