ABAQUS中的钢筋混凝土剪力墙建模
abaqus钢筋混凝土参数
abaqus钢筋混凝土参数
Abaqus 是一款常用的有限元分析软件，常用于工程领域的结构力学
分析、流体力学分析等方面。
在使用 Abaqus 进行钢筋混凝土结构的
分析时，需要设置一些参数才能获得准确的计算结果。
1. 材料参数
钢筋和混凝土是钢筋混凝土结构中重要的材料。
在使用 Abaqus 进行
分析时，需要设置钢筋和混凝土的材料参数，例如弹性模量、泊松比、拉伸强度、压缩强度等。
这些参数是计算混凝土结构的重要基础。
2. 单元类型
在进行分析时需要选择所需的单元类型，钢筋混凝土结构中常用的单
元类型有三种：梁单元、壳单元和实体单元。
不同的单元类型适用于
不同的钢筋混凝土结构，在选择单元类型时需要根据实际情况进行选择。
3. 网格密度
网格密度是指在分析过程中将钢筋混凝土模型离散化时所采用的网格
大小。
网格密度越高，分析结果越精确，但计算时间也会相应增长。
在确定网格密度时需要权衡精确性和计算时间。
4. 荷载与边界条件
在进行分析时需要设置结构的荷载、边界条件等参数。
这些参数直接
影响到计算结果的准确性。
在设置荷载和边界条件时要考虑实际情况，确保计算结果的合理性。
总之，设置合适的参数是获得准确的钢筋混凝土结构分析结果的关键。
在进行分析时要结合实际情况，根据需要进行适当调整，确保计算结
果的准确性和可靠性。
基于ABAQUS的钢管混凝土钢板剪力墙静力性能分析研究
学位论文使用授权声明
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2
第1章 绪论
加劲钢板墙的设计原理是利用不同形式的加劲肋延缓钢板的屈曲，提高钢板的 极限承载力及延性性能。对薄钢板墙，可以通过设置加劲肋以改善其受力性能及延 性。加劲肋有多种形式，如十字或井字形布置的加劲肋、对角交叉加劲肋和门、窗 洞边加劲肋等。设置加劲肋的最大优点是提高薄板的弹性刚度，并使其在弹塑性范 围内具有稳定饱满的滞回曲线，克服薄钢板滞回曲线的“捏拢”现象。 3 开缝钢板剪力墙 开缝钢板墙以缝间板条的弯曲链杆为主要的耗能构件，在不需要强大加劲体系 的前提下，使弯曲弹塑性变形主要集中在弯曲链杆的端部，从而实现延性耗能。国 内关于开缝钢板墙的试验研究表明[14]：开缝钢板墙的承载力和侧移刚度能满足正常 使用阶段要求，当内嵌钢板的整体面外屈曲、缝间板条和边缘加劲肋的弯扭屈曲不 先于弯曲链杆的端部弯曲屈服时，开缝薄钢板墙有很好的延性和耗能能力。 4 组合钢板墙 组合钢板墙是在钢板一侧或两侧覆盖钢筋混凝土预制墙板，二种材料用抗剪螺 栓固定。 组合钢板墙根据混凝土墙板与周边梁、柱结合方式又分为“传统”的和“改 进”的组合钢板墙。所谓“传统”组合墙，是指混凝土墙板与周边的钢结构梁、柱 紧密相接， 不留缝隙， 二者自始至终共同工作。 不足在于， 混凝土墙板因刚度较大， 可能在水平位移较小时就首先发生破坏而提前退出工作。 “改进” 型组合墙与 “传统” 组合墙的最大区别在于：混凝土墙板与周边梁、柱间预留适当的缝隙（根据结构在 大震下的侧移大小确定） 。这样，在较小的水平位移下，混凝土墙板并不直接承担水 平力，而仅仅作为钢板的侧向约束，防止钢板发生面外屈曲，此时它对整体平面内 刚度和承载力的贡献可忽略不计。随着水平位移的不断增加，混凝土墙板先在角部 与边框梁、柱接触，随后，接触面不断增大，混凝土墙板开始与钢板协同工作。并 且，此时混凝土墙板的加入，还可以补偿因钢板发生局部屈曲造成的刚度损失，从 而减小了 p 效应。 试验结果显示 “改进” 型组合墙表现出更好的塑性变形能力[2]。 5 低屈服点钢板墙 厚板墙先屈服后屈曲；薄板墙则先屈曲后屈服。为了提高钢板墙的耗能能力及 延性，钢板墙采用低屈服点材料（ f y 100 165MPa ） 。此时，为了满足结构刚度 要求，低屈服点钢板墙可采用较强的加劲肋予以加强；也可以通过改变板厚来满足
基于ABAQUS平台的钢与混凝土结构纤维模型软件（iFiberLUT）用户文档
基于ABAQUS平台的钢与混凝土结构纤维模型软件(iFiberLUT)用户文档目录一、基于ABAQUS平台的钢与混凝土结构纤维模型软件(iFiberLUT)介绍 (2)二、iFiberLUT程序使用方法 (4)1、材料模型的定义 (4)2、纤维模型的定义 (4)3、状态变量的输出 (4)4、iFiberLUT的调用 (5)三、iFiberLUT程序材料模型介绍 (6)1、iConcrete01 (6)2、iConcrete02 (9)3、iConcrete03 (11)4、iConcrete04 (14)5、iConcrete05 (16)6、iSteel01 (19)7、iSteel02 (20)8、iSteel03 (21)9、iSteel04 (23)10、iSteel05 (24)四、参考文献 (27)一、基于ABAQUS平台的钢与混凝土结构纤维模型软件(iFiberLUT)介绍基于ABAQUS平台的钢与混凝土结构纤维模型软件，简称iFiberLUT，是基于大型通用有限元软件ABAQUS提供的二次开发接口，将纤维模型移植到ABAQUS中。
可用于钢结构、钢筋混凝土结构以及钢-混凝土组合结构的分析。
iFiberLUT包括纤维模型的前处理程序—ABAQUS纤维离散生成器以及一系列材料单轴滞回本构模型，ABAQUS纤维离散生成器界面如图1.1所示，所包含了5种混凝土模型，5种钢材(筋)模型，如表1.1所示。
图1.1 ABAQUS纤维离散生成器界面表1.1iFiberLUT程序材料本构模型材料模型材料参数状态变量模型特征描述iConcrete01 7 5 圆截面约束混凝土模型iConcrete02 7 5 方、矩形截面约束混凝土模型iConcrete03 7 7 混凝土结构设计规范(GB50010-2010)中普通混凝土模型iConcrete04 4 3 不考虑受拉的普通混凝土模型，OpenSEES的Concrete01模型iConcrete05 7 6 考虑受拉的普通混凝土模型，OpenSEES的Concrete02模型iSteel01 3 1 双折线随动强化钢材模型iSteel02 3 5 双折线最大点指向型钢材模型iSteel03 6 8 考虑有无屈服平台、拉压不等强，考虑曲线再加载钢材模型iSteel04 6 8 考虑有无屈服平台、拉压不等强，最大点指向型钢材模型iSteel05 10 7 可考虑包辛格效应和等向硬化的钢材模型，OpenSEES的Steel02iFiberLUT软件已获得国家版权局计算机软件著作权登记证书，原登记名为iFiber，为标识知识产权归属单位，现更名为iFiberLUT，敬请使用者合理引用，尊重知识产权。
ABAQUS钢管混凝土建模
1、建立PART 建的圆是半径主支管混凝土端板2、输入材料混凝土材料：损伤塑性模型，注意单位的对应，弹性模量参考ACI318-05（2005）中的混凝土弹性模量计算方法，取E=4700( f ’c)1/2(MPa)，f ’c为混凝土的圆柱体轴心抗压强度f ’c=0.79f cu,k；f cu,k为立方体抗压强度标准值；混凝土弹性阶段泊松比为0.2。
塑性行为：膨胀角，偏心率等都为默认值受压行为：用韩林海老师的程序算出受拉行为：ABAQUS提供了三种定义混凝土受拉软化性能的方法：1.、混凝土受拉的应力-应变关系；2、采用混凝土应力-裂缝宽度关系；3、混凝土破坏能量准则即应力-断裂能关系。
分别对应软件的STRAIN, DISPLACEMENT, GFI。
其中，采用能量破坏具有更好的收敛性。
断裂能确定：对于C20混凝土，断裂能为40 N/m ；对于C40混凝土，断裂能为120 N/m ；中间插值计算。
开裂应力近似按下式确定：应力=0.26*（1.25*f ’c）2/3 ；也可使用韩林海老师的计算软件算的受拉应力—应变关系。
钢材材料普通定义3、组装：T型钢管和混凝土两个PART可以先分别画网格然后进行组装4、荷载步：建立多个荷载步，第一个荷载步施加非常小的力荷载，让接触平稳建立，第二个荷载步施加位移荷载，进行求解。
初始步要小。
关闭大变形效应比较好收敛。
5、建立接触：接触面之间的相互作用包含两部分：一部分是接触面之间的法向作用，另一部分是接触面之间的切向作用。
切向作用包括接触面之间的相对滑动和可能存在的摩擦剪应力。
两个表面分开的距离称为间隙（CLEARANCE）。
当两个表面之间的间隙变为0时，在ABAQUS 中施加了接触约束。
在接触问题的公式中，对接触面之间可以传递的接触压力的量值未做任何限制。
当接触面之间的接触压力变为0或负值时，两个接触面分离，并且约束被移开。
这种行为代表了硬接触。
接触性质切向行为定义为有摩擦，用罚函数，圆钢管混凝土摩擦系数0.3，方钢管混凝土摩擦系数0.2；法向定义为硬接触。
abaqus混凝土本构
7
6.3
介绍 混凝土容器构造
8
6.3
9
介绍 钢筋混凝土 建模：混凝土模型＋钢筋模型＋混凝土和钢筋的相互作用 中分别定义混凝土本构和钢筋的本构关系。 和 的相互作用，粘结滑动( ) 暗销作用( )都可以通过引入拉伸硬化( )模拟
6.3
1 0
介绍 加强筋（）选项提供非常全面的几何设计： 可以是单独的筋，也可以是夹层，加强筋和夹层的方向是任意的 可以加载初始应力，初始应力可以为“” (灌浆前后都可以) 也可以为“” (通常无灌浆).
,*
例题
6.3
()
中脆性破裂模型
适用于拉伸裂纹控制材料行为的应用
压缩失效不重要
此模型考虑了由于裂纹引起的材料各向异性性质
材料压缩的行为假定为线弹性.
脆性断裂准则可以使得材料在拉伸应力过大时失效
: *,*,
*
2 2
6.3
2 3
( 6.3)
适用于混凝土的各种荷载分析 单调应变, 循环荷载, 动力载荷. 标量损伤模型 (各向同性) ， 包含拉伸开裂()和压缩破碎(). 此模型可以模拟硬度退化机制以及反向加载刚度恢复的混凝土力学特性 :*
6.3
无钢筋混凝土 的力学行为
1 2
无钢筋混凝土的力学行为
混凝土在高压下（三轴）表现出准脆性的行为 不同于普通的脆性材料, 混凝土可以有非弹性变形，非弹性变形可以比弹性变形大很多 混凝土损伤机制: 混凝土内部微裂纹和微孔洞的产生和发展 在高压（静水压力）下材料的固化和多微孔的结构的坍塌
6.3
1 3
6.3
介绍
2：
高压 (
) 混凝土的压碎()是主导行为
大荷载 (非弹性)
单调荷载、循环荷载都可以
基于ABAQUS的钢筋混凝土剪力墙抗震性能研究
基于ABAQUS的钢筋混凝土剪力墙抗震性能研究王小静【期刊名称】《《甘肃科技》》【年(卷),期】2019(035)017【总页数】3页(P131-132,41)【关键词】钢筋混凝土剪力墙; ABAQUS; 滞回性能; 抗震性能【作者】王小静【作者单位】天水市秦州区住房和城乡建设局甘肃天水741000【正文语种】中文【中图分类】TU398天水市抗震设防烈度为8度（0.3g），属于典型的高烈度地区，近年来天水市老厂区及城中村棚户区改造项目逐渐增多，且多以高层建筑结构体系为主，且结构形式多以钢筋混凝土框架-剪力墙或钢筋混凝土剪力墙结构为主，对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的深入分析，对这类建筑在高烈度地区的可靠性具有重要意义。
本文通过选择合理的钢筋和混凝土本构模型，采用ABAQUS有限元分析软件建立了带有暗柱的钢筋混凝土剪力墙滞回性能分析模型，并通过与实验数据的对比验证了本文数值模型的可靠性，该模型可为该类结构体系的抗震分析提供参考。
1 有限元模型基于ABAQUS有限元软件，采用分层壳单元，建立了钢筋混凝土剪力墙分析模型。
采用组合式建模方法将钢筋层弥散于混凝土墙体中，这对钢筋分布均匀的剪力墙结构是合理的，且在进行整体结构分析时，计算也较容易实现。
1.1 单元选取采用B31梁单元模拟暗柱构件，箍筋约束下的混凝土采用约束混凝土本构，保护层采用非约束混凝土本构模型。
暗柱中的钢筋通过*rebar关键字以钢纤维的方式添加进去。
并在关键词定义时输入纤维的名称、局部坐标以及材料特性。
采用ABAQUS中的壳单元S4R模拟剪力墙板，并在创建截面属性时选择“Composite”截面类型，并在编辑时输入材料特性、壳体厚度等信息，在“Rebar Layers”中定义钢筋的材料特性，最后通过节点绑定的方式将暗柱和混凝土墙板连接到一起以实现二者的共同受力。
1.2 混凝土本构模型选取钢筋混凝土暗柱中的混凝土，由于考虑到箍筋对混凝土的约束，选用Kent-Park模型[1]，受压骨架线和加卸载准则如图1所示。
ABAQUS显式分析梁单元的混凝土、钢筋本构模型共3篇
ABAQUS显式分析梁单元的混凝土、钢筋本构模型共3篇ABAQUS显式分析梁单元的混凝土、钢筋本构模型1在ABAQUS中，梁单元是一种经常用于模拟混凝土和钢筋梁的元素。
它使用线性或非线性混凝土本构模型和钢筋本构模型来描述材料的行为，并考虑梁单元在三个方向上的应力和应变。
混凝土本构模型:ABAQUS提供了多个混凝土本构模型，它们可以用于描述混凝土的本构行为。
其中一个常用的模型是Mander本构模型，它考虑了混凝土的三个不同阶段的行为：1. 压缩阶段: 混凝土在受到压缩时会逐渐变硬，所以Mander模型使用一个非线性的应力-应变关系来描述混凝土的压缩行为。
该模型使用三个参数来描述混凝土在不同应变范围内的硬化行为。
2. 弯曲-拉伸阶段: 当混凝土受到弯曲或拉伸时，会发生一些微小的裂缝，导致其变得更容易受到破坏。
因此，Mander模型采用一个渐进应力-应变关系来描述混凝土的弯曲和拉伸行为。
该模型也使用三个参数来描述不同应变范围内的弯曲和拉伸行为。
3. 破坏阶段: 当混凝土受到极大应力时，会发生破坏。
为了模拟破坏行为，Mander模型使用两个参数来描述混凝土的弹性模量和极限应变。
当混凝土受到超过极限应变的应变时，该模型将输出一个非常大的应力值，这意味着梁单元已经破坏。
钢筋本构模型:ABAQUS也提供了多个钢筋本构模型。
其中一个常用的模型是多屈服弹塑性模型，它考虑了钢筋的应力-应变关系的多个拐点：1. 弹性阶段: 在应力小于屈服强度时，钢筋的行为是弹性的。
因此，多屈服弹塑性模型使用一个线性应力-应变关系来描述弹性阶段的行为。
2. 屈服阶段: 当钢筋的应力达到屈服强度时，它的行为将开始变得非线性。
因此，多屈服弹塑性模型使用一个拐点来描述屈服后的应力-应变关系。
该模型使用一组参数来描述每个拐点的应力和应变差。
3. 再次弹性阶段: 当钢筋的应变超过屈服点后，它的应变-应力关系将再次变得线性。
多屈服弹塑性模型也考虑了这个阶段的行为。
钢筋混凝土剪力墙建模及分析
ABAQUS中的钢筋混凝土剪力墙建模曲哲2006-5-29一、试验标定选用ABAQUS中的塑性损伤混凝土本构模型，分离式钢筋建模，建立平面应力模型模拟钢筋混凝土剪力墙的单调受力行为。
李宏男（2004）本可以提供比较理想的基准试验。
然而计算发现，该文中试验记录的初始刚度普遍偏小，仅为弹性分析结果的1/5~1/8，原因不明，故此处不予采用。
左晓宝（2001）研究了小剪跨比开缝墙的低周滞回性能，其中有一片整体墙作为对照试件，本文仅以这片墙为基准标定有限元模型。
图1：剪力墙尺寸与配筋该试件尺寸及配筋如图1所示。
墙全高750mm，宽800mm，厚75mm，墙内布有间距φ6@100的分布钢筋，墙两端设有暗柱。
混凝土立方体抗压强度为54.9MPa，钢筋均为一级光圆筋。
（a）墙体分区及网格（b）钢筋网图2：ABAQUS中的有限元模型剪力墙采用平面应力八节点全积分单元，墙上下两端各加设100mm高的弹性梁。
钢筋采用两节点梁单元，通过Embed方式内嵌于墙体内。
模型网格及外观如图2所示。
墙下弹性梁底面嵌固。
分析中，先在墙顶施加160kN均布轴压力，再在墙上方弹性梁的左端缓缓施加位移荷载。
ABAQUS中损伤模型各参数取值如表1、图3所示。
未说明的参数均使用ABAQUS默认值。
表1：有限元模型材料属性混凝土 钢筋 材料非线性模型 Damaged PlasticityPlasticity初始弹性模量（GPa ）38.1 210 泊松比 0.2 0.3 膨胀角（deg ） 50 初始屈服应力（MPa ） 13 235 峰值压应力（MPa ） 44 峰值压应变（µε） 2000 峰值拉应力（MPa ）3.65注：其中混凝土弹性模量为文献中提供的试验值，其余均为估计值。
（a ）压应力-塑性应变曲线 （b ）拉应力-非弹性应变曲线 （c ）受拉损伤指标-开裂应变曲线图3：混凝土塑性硬化及损伤参数ABAQUS 的混凝土塑性损伤模型用两个硬化参数分别控制混凝土的拉压行为，同时可以分别引入受压和受拉损伤指标。
钢管混凝土ABAQUS建模过程
钢管混凝土ABAQUS建模过程Part模块一、钢管1.壳单元概念：壳单元用来模拟那些厚度方向尺寸远小于另外两维尺寸，且垂直于厚度方向的应力可以忽略的的结构。
以字母S开头。
轴对称壳单元以字母SAX开头，反对称变形的单元以字母SAXA开头。
除轴对称壳外，壳单元中的每一个数字表示单元中的节点数，而轴对称壳单元中的第一个数字则表示插值的阶数。
如果名字中最后一个字符是5，那么这种单元只要有可能就会只用到三个转动自由度中的两个。
2.壳单元库一般三维壳单元有三种不同的单元列示：①一般壳单元：有限的膜应变和任意大的转动，允许壳的厚度随单元的变形而改变，其他壳单元仅假设单元节点只能发生有限的转动。
②薄壳单元：考虑了任意大的转动，但是仅考虑了小应变。
③厚壳单元：考虑了任意大的转动，但是仅考虑了小应变。
壳单元库中有线性和二次插值的三角形、四边形壳单元，以及线性和二次的轴对称壳单元。
所有的四边形壳单元（除了S4）和三角形壳单元S3/S3R采用减缩积分。
而S4和其他三角形壳单元采用完全积分。
3.自由度以5结尾的三维壳单元，每一节点只有5个自由度：3个平动自由度和面内的2个转动自由度（没有绕壳面法线的转动自由度）。
然而，如果需要的话，节点处的所有6个自由度都是可以激活的。
其他三维壳单元在每一节点处有6个自由度（三个平动自由度和3个转动自由度）。
轴对称壳单元的每一节点有3个自由度：1 r-方向的平动2 z-方向的平动3 r-z平面内的平动4.单元性质所有壳单元都有壳的截面属性，它规定了壳单元的材料性质和厚度。
壳的横截面刚度可在分析中计算，也可在分析开始时计算。
①在分析中计算：用数值方法来计算壳厚度方向上所选点的力学性质。
用户可在壳厚度方向上指定任意奇数个截面点。
②在分析开始时计算：根据截面工程参量构造壳体横截面性质，不必积分单元横截面上任何参量。
计算量小。
当壳体响应是线弹性时，建议采用这个方法。
5.壳单元的应用如果一个薄壁构件的厚度远小于其整体结构尺寸，并且可以忽略厚度方向的应力，建议用壳单元来模拟。
ABAQUS建模教程
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大连理工大学工程抗震研究所
图 1. 9
在环境栏中选择 ，如图 1. 10，弹出 Create Wire Feature 窗口，如图 1. 11， Add method 选择 Disjoint wires ，通过 Add，连接柱子的两个端点， 完成之后如图 1. 12。同理，可以生成标准层 Part-2 的柱子。
柱： 500mm × 500mm 梁： 250mm×500mm 混凝土： C30 剪力墙： 250mm 层高 :一层 4500mm，二 ~九层 3600mm
图 1. 1 结构尺寸
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大连理工大学工程抗震研究所
图 1. 2 分析模型
1.1 【方法一】直接在 ABAQUS 中建立模型
单位制： N、m、 kg、s
1.1.1Part 模块—建立首层和标准层
进入 Part 模块— Create Par，t 如图 1. 3，Part-1 为首层平面，如图 1. 4；标准
层与首层只是层高不同，而平面布置完全一样，所以可以在左侧模型树
Parts—
Part-1 右击，点击 Copy，如图 1. 5，进入 Part Copy 窗口，如图 1. 6，命名为 Part-2。
图 1. 49
图 1. 50
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大连理工大学工程抗震研究所
1.1.6 Load 模块—定义边界条件
在环境栏
Module 中选
择 Load，点击 ，弹出 Create Boundary Condition 窗口，如图 1. 51，Step 栏中 选择 Initial ， Types for Selected Step中选择 Displacement/Ration，点击 Continue， 选择基底所有的节点，如图 1. 52，点击 Done，弹出 Edit Boundary Condition 窗 口，勾选 U1、U2、U3、UR1、UR2 和 UR3 ，如图 1. 53，点击 OK，完成边界条 件的定义，如图 1. 54。
PKPM中型钢混凝土剪力墙的建模及计算处理
PKPM中型钢混凝土剪力墙的建模及计算处理PKPM（钢结构分析与设计软件）是一款常用于结构分析和设计的软件。
在PKPM中进行中型钢混凝土剪力墙的建模和计算处理主要包括以下步骤：1.建立模型：a.打开PKPM软件，选择新建项目。
b.在新建项目中，选择建筑类型为钢混结构，设置相关参数如结构类型、楼层数等。
c. 在结构树中选择“Wall”或“剪力墙”功能，选择合适的截面型号，定义墙的位置、尺寸等。
d.根据实际情况，继续添加或调整其他构件如梁和柱。
2.材料属性和荷载输入：a.在结构树中选择材料属性，定义混凝土和钢材的强度等参数。
b.在结构树中选择荷载组合，输入各个组合下的荷载大小和作用位置。
3.边界条件和约束设置：a.在结构树中选择边界条件，设置支座类型和位置。
b.在结构树中选择约束条件，设定节点的约束类型如固定约束或弹性约束。
c.根据具体情况，可能还需要设置变形约束或者连接的刚度。
4.分析求解：a.在结构树中选择分析类型，如线弹性分析或非线性静力分析等。
b.运行分析软件进行求解。
5.结果输出：a.分析得到结果后，在结构树中选择结果输出功能。
b.查看并分析结果，如变形、内力、应力等。
在计算处理过程中，需要注意以下几个方面：-模型的准确性：模型的建立应准确反映实际情况，包括几何形状、材料性质和约束边界等。
-荷载的合理性：输入荷载时应符合实际情况，且包含常规组合和特殊组合等。
-材料的属性：选取和输入材料的强度参数应符合设计规范的要求，如混凝土的抗压强度和钢材的屈服强度等。
-边界条件：设置合理的支座类型和位置，以及正确的约束条件。
-分析求解：选择合适的分析方法和求解器进行计算，并保证收敛性和稳定性。
-结果的解读和评估：对于分析结果，需要进行详细的解读和评估，包括变形、内力、应力等方面的检查。
总之，在PKPM中进行中型钢混凝土剪力墙的建模和计算处理，需要进行准确的模型建立、合理的荷载和材料输入、正确的边界条件和约束设置，以及选择合适的分析和求解方法，并对结果进行详细的解读和评估。
用Ansys或Abaqus分析钢管混凝土结构或构件
用Ansys或Abaqus分析钢管混凝土结构或构件以上两个软件国外都有人用来分析钢管混凝土结构，但建模的方法不尽相同。
关键在于钢管和混凝土本构关系的选取以及两者之间的界面处理方法，各位有没有这方面的经验能向我们大家介绍一下。
程序中大概只有Drucker-Prager比较适合描述受约束混凝土的本构关系，因为这个模型可以考虑hydrostaticstress(流体静应力)的影响。
在程序中，需要输入cohesion,angleofinternalfriction,(onemoreforANSYSistheangleofdilatancy)。
值得注意的是，两个软件确定这几个参数的公式各不相同，很是令人头疼。
其实usermanuals不可能给出明确的表达式，因为到目前为止，好像没有研究把钢管的强度，混凝土的强度，含钢率等等因素(i.e.theconfinement)全部在Drucker-Prager中考虑进去。
至于两种材料的界面，日本的HanbinGe曾用linkelement来模拟，但在他的文章中，没有详细的描述。
轴压状况下，好像可以忽略滑移。
偏压可能情况有所不同。
韩教授书上的混凝土应力-应变关系，可以简单理解为单向受力的混凝土本构关系(考虑了钢管的约束)，因此不能用于多向应力状态下混凝土的有限元分析。
材料非线性有限元分析，需要定义材料的屈服面，流动准则，强化准则，等等。
对受约束的混凝土，还要考虑体积膨胀，钢管对它的约束等因素。
显然，不是一个简单的应力-应变曲线所能概括的。
三向有限元分析，需要定义屈服面、流动准则和强化准则等等，而考虑钢管约束的混凝土本构关系，只是应力-应变关系。
对钢管混凝土的有限元分析，主要困难是如何定义屈服面，和模拟两个材料之间的滑移，我曾经用过接触分析(contactanalysis)来求轴压构件的承载力，发现最大承载力能够比较精确地求得，但是精确的荷载-位移曲线很难获得，因为商用软件(Ansys\Marc)里面的D-P模型是塑性模型。
ABAQUS中的钢筋混凝土剪力墙建模
ABAQUS中的钢筋混凝土剪力墙建模曲哲2006-5-29一、试验标定选用ABAQUS中的塑性损伤混凝土本构模型，分离式钢筋建模，建立平面应力模型模拟钢筋混凝土剪力墙的单调受力行为。
李宏男（2004）本可以提供比较理想的基准试验。
然而计算发现，该文中试验记录的初始刚度普遍偏小，仅为弹性分析结果的1/5~1/8，原因不明，故此处不予采用。
左晓宝（2001）研究了小剪跨比开缝墙的低周滞回性能，其中有一片整体墙作为对照试件，本文仅以这片墙为基准标定有限元模型。
图1：剪力墙尺寸与配筋该试件尺寸及配筋如图1所示。
墙全高750mm，宽800mm，厚75mm，墙内布有间距φ6@100的分布钢筋，墙两端设有暗柱。
混凝土立方体抗压强度为54.9MPa，钢筋均为一级光圆筋。
（a）墙体分区及网格（b）钢筋网图2：ABAQUS中的有限元模型剪力墙采用平面应力八节点全积分单元，墙上下两端各加设100mm高的弹性梁。
钢筋采用两节点梁单元，通过Embed方式内嵌于墙体内。
模型网格及外观如图2所示。
墙下弹性梁底面嵌固。
分析中，先在墙顶施加160kN均布轴压力，再在墙上方弹性梁的左端缓缓施加位移荷载。
ABAQUS中损伤模型各参数取值如表1、图3所示。
未说明的参数均使用ABAQUS默认值。
表1：有限元模型材料属性混凝土 钢筋 材料非线性模型 Damaged PlasticityPlasticity初始弹性模量（GPa ）38.1 210 泊松比 0.2 0.3 膨胀角（deg ） 50 初始屈服应力（MPa ） 13 235 峰值压应力（MPa ） 44 峰值压应变（µε） 2000 峰值拉应力（MPa ）3.65注：其中混凝土弹性模量为文献中提供的试验值，其余均为估计值。
（a ）压应力-塑性应变曲线 （b ）拉应力-非弹性应变曲线 （c ）受拉损伤指标-开裂应变曲线图3：混凝土塑性硬化及损伤参数ABAQUS 的混凝土塑性损伤模型用两个硬化参数分别控制混凝土的拉压行为，同时可以分别引入受压和受拉损伤指标。
基于ABAQUS的钢筋混凝土构件有限元模型的建立
基于 ABAQUS的钢筋混凝土构件有限元模型的建立摘要：钢筋混凝土结构由钢筋和混凝土两种材料组成。
钢筋一般是包围于混凝土之中的，而且相对体积较小。
因此建立钢筋混凝土结构的有限元模型时，必须考虑到这一特点。
ABAQUS是一套功能非常强大的基于有限元方法的工程模拟软件，它可以解决从相对简单的线性分析到极富挑战性的非线性模拟等各种问题。
本文从模型的选取、单元的选取以及本构关系三个方面研究了如何建立混凝土构件有限元模型。
关键词：钢筋混凝土；ABAQUS；有限元模型1 模型的选取钢筋混凝土结构由钢筋和混凝土两种材料组成。
钢筋一般是包围于混凝土之中的，而且相对体积较小。
因此建立钢筋混凝土结构的有限元模型时，必须考虑到这一特点。
通常构成钢筋混凝土结构的有限元模型主要有三种方式：分离式、组合式和整体式。
1.1 分离式模型分离式模型是把混凝土和钢筋分别作为不同的单元来处理，即将混凝土和钢筋各自划分为足够小的单元。
在平面问题中，可以将混凝土划分为三角形单元或者四边形单元，也可将钢筋划分为三角形单元或四边形单元。
但钢筋作为一种细长材料，一般情况下可以忽略钢筋的横向抗剪强度，即把钢筋视为线性单元，这样不仅可以大大减少单元的数目，而且可以有效的避免钢筋单元划分太细而在钢筋与混凝土交界处应用太多的过渡单元。
1.2 组合式模型组合式模型适用于钢筋和混凝土之间具有较好的粘结性，可近似认为两者之间无相对滑移的情况。
常用两种方式：分层组合式和等参数单元。
分层组合式将构件在横截面上分成许多混凝土层和钢筋层，对对截面的应变作出某些假定（如应变沿截面高度为直线分布等）。
根据材料的实际应力应变关系和平衡条件可以到处单元的刚度表达式，分层组合法在杆件系统，尤其是钢筋混凝土板和壳结构中应用非常广泛。
1.3 整体式模型整体式模型是指将钢筋分布于整个单元中，并把单元作为均匀连续的材料来处理，它与分离式不同之处是，整体式模型求出的刚度矩阵是综合类钢筋与混凝土的矩阵，与组合式不同之处是，它一次求得综合的单元刚度矩阵，而不是先分别求出混凝土与钢筋对单元的贡献然后再进行组合。
高层钢筋混凝土结构 abaqus参数化建模方法优秀毕业论文 可复制黏贴
ABAQUS模拟现浇剪力墙与自复位剪力墙
第40卷 第2期华北理工大学学报(自然科学版)V o l .40 N o .22018年04月J o u r n a l o fN o r t hC h i n aU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y (N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n )A pr .2018收稿日期:2017-09-12 修回日期:2018-03-17文章编号:2095-2716(2018)02-0056-05A B A Q U S 模拟现浇剪力墙与自复位剪力墙王田田,刘英利(华北理工大学建筑工程学院,河北唐山063210)关键词:有限元;自复位剪力墙;往复荷载;弯矩配比摘 要:运用A B A Q U S 对自复位剪力墙及传统现浇剪力墙进行数值模拟分析,对比二者在往复荷载作用下的工作性能,介绍自复位剪力墙这一新型结构的特点㊂根据模拟分析结果,探寻了自复位剪力墙和现浇剪力墙在承载力㊁破坏及耗能方面的差异,并考察自复位剪力墙耗能钢筋弯矩配比不同对其工作性能造成的影响㊂结果表明:自复位剪力墙的承载力相对于现浇剪力墙稍低,在荷载作用下对结构的变形损伤控制自复位剪力墙更具有优越性,而耗能能力现浇剪力墙则较好;自复位剪力墙随耗能钢筋弯矩配比的增加,耗能性能有所改善㊂中图分类号:T U 378.1 文献标识码:A钢筋混凝土自复位结构是一种预制装配式的混凝土结构,其特殊的结构构造体现在预制构件的节点连接处㊂自复位结构运用张拉预应力钢筋及配置节点耗能元件,将预制构件装配成一个整体结构㊂所谓自复位结构,它的发展来源于摇摆结构[1-2],在地震作用下允许节点连接处构件间有一定的张开分离,自复位构件可以预应力筋为轴,发生左右摇摆响应,当卸载后自复位构件依靠其自身重力及预应力筋的拉力能够恢复其原有位置㊂这种自复位结构节点的设置减轻了地震作用下节点连接处构件的破坏,在震后只需对结构稍做修复即可继续使用㊂有限元模拟分析技术成为当今工程界研究的重要手段,其中A B A Q U S 是现在应用非常广泛的一种大型有限元分析软件㊂该项目运用A B A Q U S 分别对传统现浇剪力墙和预制预应力自复位剪力墙建立模拟分析模型,对比2种剪力墙结构受力特点,分析耗能钢筋弯矩配比的不同对自复位结构的影响㊂1模型建立运用A B A Q U S 对现浇整体式剪力墙和预制预应力自复位剪力墙进行数值模拟研究,首先对二者分别设计相同高宽尺寸的墙体㊁基础几何外形,以及设计自复位剪力墙下部墙板与基础结合处耗能钢筋不同的弯矩贡献比,具体参数如表1所示㊂表1 现浇剪力墙与自复位剪力墙几何尺寸模型编号模拟类型墙板数量/个墙板尺寸/mm 基础尺寸/mm 耗能钢筋弯矩配比/%R C W -1现浇整体13800ˑ2000ˑ180600ˑ3000ˑ600-HW -2自复位2u p 1950ˑ2000ˑ18025b p 1800ˑ2000ˑ180HW -3自复位2u p 1950ˑ2000ˑ18030b p 1800ˑ2000ˑ180HW -4自复位2u p 1950ˑ2000ˑ18045b p1800ˑ2000ˑ1802现浇剪力墙与自复位剪力墙对比模拟结果运用A B A Q U S 模拟运算R C W -1和HW -2所得的应力云图如图1所示㊂图1 应力云图观察对比现浇剪力墙与自复位剪力墙的应力云图1可知,在荷载作用下,无论是现浇整体剪力墙还是自复位剪力墙,应力分布主要集中在墙角部位,且分别约为26M P a 和21M P a ,则在地震作用下现浇剪力墙墙体脚部更易破坏,此现象由于现浇剪力墙的墙体与基础是整体浇筑在一起,而自复位剪力墙墙体与基础分离,在荷载作用下自复位墙体可左右摇摆,依靠自身重力和预应力筋提供的恢复力回复原位,以减轻受力破坏㊂由图1可以看出,现浇剪力墙应力分布延伸到整面墙体内部,而自复位墙体除角部应力反应较大,整面墙体其它部位应力反应较小,这说明现浇剪力墙在荷载作用下墙脚以及整面墙体均会发生混凝土开裂,使结构完全破坏,失去使用功能;自复位剪力墙的破坏只发生在脚部,地震后能够保持完整的结构功能,只需对墙角进行加固修复即可继续使用㊂R C W -1和HW -2的滞回曲线如图2所示㊂图2 R C W -1㊁HW -2滞回曲线分析R C W -1和HW -2的滞回曲线,两者最内侧的滞回环比较窄瘦,此时两剪力墙结构均处于弹性工作75 第2期 王田田,等:A B A Q U S 模拟现浇剪力墙与自复位剪力墙85华北理工大学学报(自然科学版)第40卷阶段,继续加大位移加载幅值,二者的滞回环逐渐向位移轴弯曲,这时结构构件进入塑性变形工作阶段㊂由图2可知,现浇整体剪力墙和自复位剪力墙的极限承载力分别为300k N和280k N,现浇墙体与基础处的节点整体性比自复位墙体较强一些㊂由图2可以看出,随着加载位移幅值逐渐增大,R C W-1的滞回环比HW-2的滞回环较为饱满,自复位剪力墙耗能能力比现浇整体剪力墙有所欠缺㊂R C W-1和HW-2的骨架曲线如图3所示㊂图3 R C W-1㊁HW-2骨架曲线观察骨架曲线的走势,起初一段两曲线均为直线,增大加载幅值,两剪力墙骨架曲线均出现拐点, R C W-1骨架曲线在拐点后曲线走势比较平缓,HW-2骨架曲线在拐点过后有一段突变,曲线呈下降趋势,预示自复位剪力墙结构的承载能力降低,这是由于自复位剪力墙的墙体与基础接触面张开所致㊂R C W-1骨架曲线出现拐点及HW-2骨架曲线出现突变后,再继续增大荷载,HW-2骨架曲线就一直处于R C W-1曲线下方,HW-2的承载力较低于R C W-1的承载力,两曲线都有一个峰值点,峰值点后两剪力墙曲线均开始下降,从图3可看出,HW-2曲线下降稍缓于现浇剪力墙曲线下降趋势,即自复位剪力墙的刚度退化性质优于现浇剪力墙㊂3不同弯矩配比的自复位剪力墙对比模拟结果模拟运算弯矩配比不同的自复位剪力墙HW-2~4所得到的滞回曲线如图4所示㊂图4 HW-2~4滞回曲线由表1可知,HW-2㊁HW-3与HW-4耗能钢筋弯矩配比分别为25%㊁30%和40%,观察图4,三面剪力墙在往复荷载作用下的滞回曲线,分别求各试件所消耗的能量,所得数值如表2所示㊂表2 HW -2~4试件耗能模型HW -2HW -3HW -4屈服前耗能/(k N ㊃mm )24704.325290.726517.0破坏前耗能/(k N ㊃mm )242266.1246497.4253863.7三面剪力墙无论是试件屈服前还是破坏前的耗能,均呈现HW -4﹥HW -3﹥HW -2,随着耗能钢筋弯矩配比的增加,自复位剪力墙的耗能逐渐提高㊂HW -2㊁HW -3㊁HW -4三面剪力墙的骨架曲线如图5所示㊂图5 HW -2~4骨架曲线由图5可知,HW -2㊁HW -3㊁HW -4三面剪力墙的承载力均约为280k N ㊂求三者骨架曲线刚度变化,如表3所示㊂表3 HW -2~4刚度变化模型HW -2HW -3HW -4屈服前刚度43.436.431.4屈服后刚度-1.3-1.2-0.3由表3可知,HW -2㊁HW -3㊁HW -4在试件屈服前后的刚度依次减小,表明随着耗能钢筋的弯矩配比的增加,使自复位剪力墙的刚度有所降低㊂4结论(1)地震作用下,现浇与自复位剪力墙破坏主要在墙体角部,自复位剪力墙允许墙体相对基础有所抬升,墙身内部不会有太多裂缝开展,而现浇剪力墙整面墙体处于易破坏状态㊂(2)自复位剪力墙的承载力比现浇剪力墙低4%左右,当结构进入塑性工作阶段,自复位剪力墙刚度的退化缓于现浇整体剪力墙,而现浇剪力墙耗能能力比自复位剪力墙较好㊂(3)在自复位剪力墙耗能钢筋弯矩配比不同的情况下,随着耗能钢筋弯矩配比的增加,自复位剪力墙的耗能能力逐渐提高,承载力影响不大,刚度有所降低㊂参考文献:[1] 周颖,吕西林.摇摆结构及自复位结构研究综述[J ].建筑结构学报,2011,32(9):1-10.[2] B r i a n J .S m i t h ,Y a h y aC .K u r a m a ,M i c h a e l J .M c G i n n i s .B e h a v i o r o f P r e c a s t C o n c r e t e S h e a rW a l l s f o r S e i s m i cR e g i o n s :C o m p a r i s o n o f H y b r i d a n dE m u l a t i v eS p e c i m e n s [J ].J o u r n a l o f S t r u c t u r a l E n g i n e e r i n g ,2013,139:1917-1927.[3] 党像梁,吕西林,钱江,等.自复位预应力剪力墙抗震性能实体和平面单元有限元分析[J ].建筑结构学报,2014,35(5):17-24.95 第2期 王田田,等:A B A Q U S 模拟现浇剪力墙与自复位剪力墙06华北理工大学学报(自然科学版)第40卷[4]胡晓斌,贺慧高,彭真,等.往复荷载作用下自复位墙滞回性能研究[J].建筑结构学报,2013,34(11):18-23.S i m u l a t i o no fC a s t-i n-p l a c e S h e a rW a l l a n dS e l f-r e s t o r i n g S h e a rW a l l w i t hA B A Q U S S o f t w a r eWA N G T i a n-t i a n,L I U Y i n g-l i(C o l l e g e o fC i v i l a n dA r c h i t e c t u r eE n g i n e e r i n g,N o r t hC h i n aU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,T a n g s h a nH e b e i063210,C h i n a)K e y w o r d s:f i n i t e e l e m e n tm e t h o d;s e l f-r e s t o r i n g s h e a rw a l l;r e c i p r o c a t i n g l o a d;r a t i oo f b e n d i n g m o m e n t A b s t r a c t:S e l f-r e s t o r i n g s h e a r w a l la n d t r a d i t i o n a lc a s t-i n-p l a c e s h e a r w a l l w e r e s i m u l a t e d b y u s i n g A B A Q U Ss o f t w a r e.T h e l o a d p e r f o r m a n c e so fS e l f-r e s t o r i n g s h e a rw a l l a n d t r a d i t i o n a l c a s t-i n-p l a c e s h e a r w a l l u n d e r r e c i p r o c a t i n g l o a dw e r e i n t r o d u c e d.T h e c h a r a c t e r i s t i c s o f S e l f-r e s t o r i n g s h e a rw a l l a s a n e wt y p e o f s t r u c t u r ew e r e i n t r o d u c e d.A c c o r d i n g t o t h e r e s u l t s o f s i m u l a t i o n a n d a n a l y s i s,t h e d i f f e r e n c e s i nb e a r i n g c a p a c i t y,d a m a g e a n d e n e r g y d i s s i p a t i o no f s e l f-r e s t o r i n g s h e a rw a l l a n d t r a d i t i o n a l c a s t-i n-p l a c e s h e a rw a l l w e r e e x p l o r e d,a n d t h e e f f e c t o f b e n d i n g m o m e n t r a t i oo f d i f f e r e n t e n e r g y-c o n s u m p t i o n r e i n f o r c i n g b a r o n i t sw o r k i n gp e r f o r m a n c ew a s i n v e s t i g a t e d.R e s u l t ss h o wt h a t t h eb e a r i n g c a p a c i t y o f s e l f-r e s t o r i n g s h e a r w a l l i ss l i g h t l y l o w e rc o m p a r e d w i t hc a s t-i n-p l a c es h e a rw a l l.O ns t r u c t u r ed e f o r m a t i o nd a m a g ec o n t r o l u n d e r l o a d i n g,s e l f-r e s t o r i n g s h e a rw a l l i sb e t t e r.O nt h ee n e r g y d i s s i p a t i o n,c a s t-i n-p l a c es h e a rw a l l i s b e t t e r.T h ee n e r g y d i s s i p a t i o n p e r f o r m a n c eo fs e l f-r e s t o r i n g s h e a rw a l l i n c r e a s e sw i t ht h e i n c r e a s eo f b e n d i n g m o m e n t r a t i oo f e n e r g y-c o n s u m p t i o n r e i n f o r c i n g b a r.。
abaqus钢筋混凝土参数
abaqus钢筋混凝土参数ABAQUS是一款有限元分析软件，可用于模拟精细结构的力学行为。
当涉及到钢筋混凝土时，ABAQUS可以模拟该材料的多种行为，例如拉伸、压缩、弯曲、剪切和断裂。
钢筋混凝土的ABAQUS参数包括材料参数和几何参数。
在ABAQUS 中，材料性质是一种材料的定量描述，它们定义了材料如何响应外力和变形。
以下是ABAQUS用于描述钢筋混凝土材料的参数：1.弹性模量：弹性模量是衡量材料弹性变形能力的属性。
其参数通常用MPa表示。
钢筋混凝土的弹性模量可以根据不同荷载下的变形曲线来确定。
2.泊松比：泊松比是描述材料在压力作用下沿着其它两个方向膨胀的程度的属性。
它是无量纲的，通常用0.2到0.3的值表示。
3.抗拉强度：抗拉强度是材料在拉力作用下抵抗破坏的能力，其通常用MPa表示。
在ABAQUS中，抗拉强度可以通过实验测定或根据弹性模量和泊松比计算得出。
4.压缩强度：压缩强度是材料在受压时抵抗破坏的能力，其通常用MPa表示。
在ABAQUS中，压缩强度可以通过实验测定或根据弹性模量和泊松比计算得出。
5.剪切强度：剪切强度是材料在受到剪切力时抵抗破坏的能力，其通常用MPa表示。
在ABAQUS中，剪切强度可以通过实验测定或根据抗拉和压缩强度计算得出。
6.断裂韧性：断裂韧性是材料在塑性变形条件下能够吸收的能量。
钢筋混凝土的断裂韧性可根据三点弯曲试验测定，其参数通常用J/m²表示。
此外，在ABAQUS中，几何参数包括钢筋混凝土样本的尺寸、几何形状和荷载位置等。
这些参数对于建立有效的数值模型非常重要。
总之，ABAQUS对于钢筋混凝土等材料的模拟分析非常重要。
钢筋混凝土作为一种常见材料类型，在土建工程中使用广泛。
ABAQUS提供了丰富的材料参数和几何参数，使得我们可以更准确地预测钢筋混凝土结构的行为，并优化设计。
ABAQUS中的钢筋混凝土剪力墙建模
ABAQUS中的钢筋混凝土剪力墙建模范本一：1. 引言1.1. 目的本文档旨在指导如何在ABAQUS中建模钢筋混凝土剪力墙，并对相关参数和步骤进行详细说明。
1.2. 背景钢筋混凝土剪力墙是一种常见的结构形式，在工程中广泛应用。
通过对其进行建模和分析，可以评估其在地震等荷载下的性能，并进行优化设计。
2. 模型准备2.1. 材料定义在ABAQUS中，首先需要定义钢筋混凝土的材料特性，包括混凝土的弹性模量、泊松比、抗拉强度等，钢筋的弹性模量、屈服强度等。
2.2. 几何建模钢筋混凝土剪力墙的几何模型可以根据实际需求进行建模，常见的有矩形、T形等形状。
3. 节点和单元的3.1. 网格划分根据剪力墙的几何模型，可以使用ABAQUS提供的网格划分工具节点和单元，确保网格密度足够细致。
4. 材料和截面属性的设置4.1. 材料属性的设置根据2.1中定义的材料特性，在ABAQUS中设置材料属性，包括材料的弹性模量、泊松比等。
4.2. 截面属性的设置根据剪力墙的几何形状，在ABAQUS中设置截面属性，包括截面面积、惯性矩等。
5. 节点和单元的约束和加载5.1. 边界条件的设置根据实际情况，设置剪力墙的约束条件，包括固定边界、滑移边界等。
5.2. 荷载的施加根据实际荷载情况，在剪力墙上施加荷载，可以包括地震荷载、垂直荷载等。
6. 分析求解6.1. 求解设置在ABAQUS中设置分析求解的参数，包括初始条件、收敛准则等。
6.2. 结果输出在分析求解完成后，输出剪力墙的应力、应变等结果，并进行后处理分析。
7. 结论在本文档中，我们详细介绍了如何在ABAQUS中建模钢筋混凝土剪力墙，并分析了相关参数和步骤。
通过此文档，可以准确地进行钢筋混凝土剪力墙的建模和分析。
附件：本文档无任何附件。
法律名词及注释：本文档无任何法律名词及注释。
范本二：1. 简介1.1. 目的本文档旨在为提供在ABAQUS中进行钢筋混凝土剪力墙建模的全面指南，包括详细步骤和参数设置。
基于ABAQUS的钢管混凝土组合剪力墙弹塑性有限元分析_杨亚彬
华北水利水电学院学报 Journal of North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power
文章编号： 1002 － 5634（ 2012） 02 － 0014 － 03
Vol. 33 No. 2 Apr． 2012
ABAQUS 是一套功能强大的基于有限元方法的 工程模拟软件，它可以解决从线性分析到非线性模 拟等问题． 作者通过 ABAQUS 软件对钢管混凝土组 合剪力墙进行有限元分析，模拟钢管混凝土组合剪 力墙的受力过程，以期全面地认识其抗震机理．
1 有限元模型的建立
1． 1 材料本构模型 钢材采用 ABAQUS 软件中提供的等向弹塑性
2012 年 4 月
图 5 为试件达到峰值荷载时钢管混凝土边框的 Mises 应力云图状态． 在试件达到峰值荷载时，边框 柱脚中下部进入屈服，边框柱的变形以弯曲变形为 主，在受压侧边框底部出现了钢管的鼓起变形．
图 5 钢管 Mises 应力云图
通过对钢管混凝土组合剪力墙的弹塑性有限元 分析，对其破坏过程与工作机理分析如下．
［5］ 刘威． 钢管混凝土局部受压时的工作机理研究［D］． 福 州： 福州大学，2005．
［6］ Attard M M，Setunge S． Stress-strain relationship of confined and unconfined concrete［J］． ACI Materials Journal， 1996，93（ 5） ： 432 － 442．
［3］ 同 济 大 学，浙 江 杭 萧 钢 构 股 份 有 限 公 司． CECS 159： 2004 矩形钢管混凝土结构技术规程［S］． 北京： 中国计 划出版社，2004．
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ABAQUS中的钢筋混凝土剪力墙建模曲哲2006-5-29一、试验标定选用ABAQUS中的塑性损伤混凝土本构模型，分离式钢筋建模，建立平面应力模型模拟钢筋混凝土剪力墙的单调受力行为。
李宏男（2004）本可以提供比较理想的基准试验。
然而计算发现，该文中试验记录的初始刚度普遍偏小，仅为弹性分析结果的1/5~1/8，原因不明，故此处不予采用。
左晓宝（2001）研究了小剪跨比开缝墙的低周滞回性能，其中有一片整体墙作为对照试件，本文仅以这片墙为基准标定有限元模型。
图1：剪力墙尺寸与配筋该试件尺寸及配筋如图1所示。
墙全高750mm，宽800mm，厚75mm，墙内布有间距φ6@100的分布钢筋，墙两端设有暗柱。
混凝土立方体抗压强度为54.9MPa，钢筋均为一级光圆筋。
（a）墙体分区及网格（b）钢筋网图2：ABAQUS中的有限元模型剪力墙采用平面应力八节点全积分单元，墙上下两端各加设100mm高的弹性梁。
钢筋采用两节点梁单元，通过Embed方式内嵌于墙体内。
模型网格及外观如图2所示。
墙下弹性梁底面嵌固。
分析中，先在墙顶施加160kN均布轴压力，再在墙上方弹性梁的左端缓缓施加位移荷载。
ABAQUS中损伤模型各参数取值如表1、图3所示。
未说明的参数均使用ABAQUS默认值。
表1：有限元模型材料属性混凝土 钢筋 材料非线性模型 Damaged PlasticityPlasticity初始弹性模量（GPa ）38.1 210 泊松比 0.2 0.3 膨胀角（deg ） 50 初始屈服应力（MPa ） 13 235 峰值压应力（MPa ） 44 峰值压应变（µε） 2000 峰值拉应力（MPa ）3.65注：其中混凝土弹性模量为文献中提供的试验值，其余均为估计值。
（a ）压应力-塑性应变曲线 （b ）拉应力-非弹性应变曲线 （c ）受拉损伤指标-开裂应变曲线图3：混凝土塑性硬化及损伤参数ABAQUS 的混凝土塑性损伤模型用两个硬化参数分别控制混凝土的拉压行为，同时可以分别引入受压和受拉损伤指标。
本文受压硬化曲线采用Saenz 曲线（式1），可用表1中列出的初始弹性模量、峰值应力和峰值应变唯一确定。
受拉软化曲线采用Gopalaratnam 和Shah （1985）曲线（式2），并采取江见鲸建议参数k =63，λ=1.01，如图3（b ）所示。
本文模型只定义受拉损伤指标，损伤指标随开裂应变的变化如图3（c ）所示，当开裂应变小于0.0014时，损伤指标线性增大，开裂应变超过0.0014后，损伤指标保持固定值0.6。
020000012cc c c E E εσεεεσεε=⎛⎞⎛⎞⎛⎞+−+⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎝⎠（1）e k t tf λωσ−=（2）图4比较了采用4节点单元和8节点单元得到的剪力墙荷载-位移曲线，并同时画出了文献中提供的荷载-位移骨架线。
可见8节点单元模型的计算结果较4节点单元模型更加平滑顺畅，下降段也比较稳定。
二者在达到峰值之前差别不大，但软化行为则相差较多。
这可能与基于开裂应变定义的损伤指标引入的网格依赖性有关，本文对此不做深入讨论。
与试验曲线相比，有限元分析得到的荷载-位移曲线初始刚度略大，且墙底开裂（图中1点）时刚度退化不如试验中显著，导致之后的分析结果位移偏小。
受拉侧钢筋屈服后计算得到的刚度与试验曲线比较接近，不久主斜裂缝的出现使墙的承载力进入软化段，被主要裂缝穿过的钢筋均进行屈服段。
软化过程中墙体形成了新的主斜裂缝并最终沿这条主斜裂缝破坏。
图5、6分别展示了剪力墙在受力全过程中关键点处的混凝土主拉应变和钢筋大主应力。
与试验曲线相比，计算结果刚度偏差较大，承载力基本一致。
图4：荷载-位移曲线之比较图5：混凝土主拉应变图6：钢筋大主应力二、参数讨论分析中存在两类参数。
一类是有限元模型中难以从试验直接得到的参数，比如混凝土的损伤行为等，这类参数的不确定性直接影响了有限元分析结果的可靠性，也正是因为有限元模型中经常存在这类参数，利用有限元分析的结果时才需要比较慎重，并要求设计人员具有丰富的工程经验与扎实的力学概念；另一类是试件本身的参数，比如剪跨比等。
关于这类参数的讨论有助于了解问题的机理。
现有的各种用于有限元分析的混凝土本构在模拟剪切行为时都不理想。
本文使用的ABAQUS 自带的塑性损伤混凝土本构也存在类似的问题。
下面首先讨论对上文有限元模型中的模型参数，然后再选用一套标准参数讨论剪力墙试验的试验参数。
从上文结果可以看出，4节点单元的计算结果与8节点相差不多，但可以大量节省计算成本。
故这里采用4节点单元模型进行模型参数的讨论。
（1）模型参数：以上述模型为基准，调整混凝土膨胀角、钢筋弹性模量、混凝土拉压损伤以及混凝土受拉软化曲线等参数，分析结果如图7-图11所示。
膨胀角定义混凝土的塑性流动势面在主应力空间中开口的大小，在剪切受力状态下，它严重影响体积应变的发展。
膨胀角越大，剪胀现象越严重。
从图7中可以看出，随着膨胀角从45度增加到55度，剪力墙的抗剪能力显著增强。
由于试验中总是或多或少的存在钢筋与混凝土之间界面的粘结滑移而模型中没有反映这一点，所以常有人采用折减钢筋弹性模量的方法隐式的考虑钢筋滑移的影响。
从图8可以看出，当把钢筋弹模折减为原来的一半时，剪力墙的开裂后的刚度有轻微的下降。
图9、10分别展示了混凝土的拉、压损伤指标的不同定义对剪力墙行为的影响。
图9中，less damage 曲线代表受拉损伤指标最大为0.2的模型的计算结果，more damage 曲线则代表受拉最大损伤指标为0.8的模型计算结果。
各模型中的混凝土均在开裂应变达到0.0014时达到最大损伤指标。
图9显示，受拉损伤对剪力墙的行为影响不大。
有趣的是，less damage 曲线反而比标准模型的曲线更低。
原因不详。
图10显示受压损伤对剪力墙的行为也有一定的影响，特别是当剪力墙进行承载力软化阶段以后。
混凝土的受拉软化行为对剪力墙的行为有重要的影响。
图10图例中的k 即为式（2）中控制受拉软化曲线形状的参数，k 越小，混凝土拉应力随裂缝宽度增大而减小得越慢。
由图10可见，当受拉软化较慢时，剪力墙的承载能力将得到显著提高。
由以分析可见，有限元材料本构模型中有许多难以标定的参数都可能严重影响分析结果，所以在利用有限元分析结果时应该格外谨慎。
（2）试验参数剪力墙的受力形态受高宽比（剪跨比）的影响很大。
采用与上文中矮墙完全相同的材模型，保持暗柱配筋率和墙身纵横配筋率，保持轴压比，而把墙高从750mm 改变到1600mm ，即把剪跨比从不足14所示。
图13：高墙混凝土主拉应变图14：高墙钢筋大主应力图12比较了高墙（高宽比2.0）和矮墙（高宽比0.94）在静力推覆作用下的荷载-位移曲线。
高墙承载力较低，延性较好。
从图13中可以看出，高墙的破坏形态与矮墙完全不同。
矮墙的最终破坏由主斜裂缝的滑移控制，属于剪切破坏；而高墙则发生弯曲破坏。
下面分别讨论轴压比、分布配筋率和约束构件配筋率对矮墙受力性能的影响。
（a ）轴压比图15（a ）比较了不同轴压比下矮墙的荷载-位移曲线。
明显的趋势是，随着轴压比的增高，墙的抗剪承载力提高，延性下降。
图15（b ）和（c ）对比了不同轴压比下破坏主斜裂缝的角度。
当轴压比较高时，主斜裂缝倾角明显增大，这符合经验。
（b ）低轴压比墙斜裂缝 （c ）高轴压比墙斜裂缝图15：轴压比对剪力墙的影响（b ）分布筋配筋率墙内分布钢筋可以有效抑制斜裂缝的发展，提高墙的抗剪承载力。
图16显示了这一变化。
随着分布钢筋配筋率的增大，墙的承载力显著提高，延性也有增强。
并且当分布筋配筋率较高时，墙的破坏模式也发生了变化。
图17显示了较高配筋率墙体的破坏过程。
对于分布筋配筋率较高的墙体，墙身剪切斜裂缝得到有效抑制。
随着墙体侧称的不断增大，墙根部裂缝得不到边缘约束构件中纵筋的有效约束（边缘纵筋已屈服），此处裂缝不断张开并横向扩展，最终墙底部被整体剪坏。
图17：高分布配筋率墙体的主拉应变发展过程（c ）暗柱配筋率如图18所示，增大边缘约束构件的配筋率，可以增大墙的抗侧刚度，但这方面的效果不明显。
配筋较多的边缘约束构件反而降低了墙的抗剪承载力，但延性有所改善。
同时，高配筋的边缘约束构件增大了墙整体的纵向配筋率，从而增大了矮墙斜裂缝的倾角。
b ）弱边缘约束墙斜裂缝 （c ）强边缘约束墙斜裂缝图18：边缘约束构件对剪力墙的影响参考文献ABAQUS （2003）. ABAQUS Analysis User ’s Manual. US: ABAQUS, Inc.李宏男，李兵 (2004). “钢筋混凝土剪力墙抗震恢复力模型及试验研究.” 建筑结构学报 25, no. 5: 35-42.江见鲸，陆新征，叶列平（2005）. “混凝土结构有限元分析”.清华大学出版社，北京 左晓宝, 戴自强，李砚波(2001). “改善高强混凝土剪力墙抗震性能的试验研究.” 工业建筑 31, no. 6: 37-39.。