ABAQUS关于梁柱节点模拟的问题

abaqus第四讲：应用梁单元解析

（a）梁截面无偏置
（b）梁截面有偏置
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如图所示的工字型梁附着在一个1.2单位厚的壳上。通过定义梁的节点从I截面的底部的偏移量，梁截面的定位可以如图所示。在这种情况下，偏移量为0.6，亦即壳厚度的一半。
壳截面厚度1.2
梁单元曲率
梁单元的曲率是基于梁的n2方向相对于梁轴的取向。如果n2方向不与梁轴正交（即，梁轴的方向不与切向t一致），则认为梁单元有初始弯曲。要模拟曲梁结构，可能需要使用两种方法直接定义n2方向，它允许你更好地控制对曲率进行模拟：一种是给出n2矢量的分量作为节点坐标的第4、第5和第6个数据值；另一种是使用*NORMAL选项直接地指定法线方向（添加该选项可以通过ABAQUS/CAE中的Keywords Editor（关键词编辑器））
图工字型梁用作壳单元的加强件
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你也可以指定形心和剪切中心的位置；这些位置也可以从梁的节点偏置，从而使你很容易地模拟加强件。另外也可以分别定义梁节点和壳节点，并在两个节点之间采用一个刚性梁的约束连接梁和壳。
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二、计算公式和积分
在ABAQUS中的所有梁单元都是梁柱类单元，这意味着它们可以产生轴向、弯曲和扭转变形。Timoshenko梁单元还考虑了横向剪切变形的影响。
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剪切变形：
线性单元（B21和B31）和二次单元（B22和B32）是考虑剪切变形的 Timoshenko梁单元；因此，它们既适用于模拟剪切变形起重要作用的深梁又适用于模拟剪切变形不太重要的细长梁。 ABAQUS假设这些梁单元的横向剪切刚度为线弹性和常数。三次单元，称为Euler-Bernoulli梁单元（B23和B33），它们不能模拟剪切变形。这些单元的横截面在变形过程中与梁的轴线保持垂直，因此，应用三次梁单元模拟相对细长构件的结构更为有效。对于静态分析，常常可用一个三次单元模拟一个结构构件，而对于动态分析，也只采用很少数量的单元。这些单元假设剪切变形是可以忽略的。

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。

基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟

基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟一、本文概述Overview of this article本文旨在探讨基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟。

文章将对钢筋混凝土框架结构进行简要介绍，阐述其在实际工程中的应用及其重要性。

接着，将详细介绍ABAQUS软件及其在结构数值模拟中的优势，特别是梁单元在模拟钢筋混凝土框架中的应用。

This article aims to explore the numerical simulation of reinforced concrete frame structures based on ABAQUS beam elements. The article will provide a brief introduction to reinforced concrete frame structures, explaining their application and importance in practical engineering. Next, we will provide a detailed introduction to ABAQUS software and its advantages in structural numerical simulation, especially the application of beam elements in simulating reinforced concrete frames.文章将重点分析使用ABAQUS软件建立钢筋混凝土框架结构的数值模型的过程，包括材料属性的定义、边界条件的设置、荷载的施加以及网格的划分等。

还将探讨如何对模拟结果进行分析和评估，以便更好地理解和预测钢筋混凝土框架结构的性能。

The article will focus on analyzing the process of establishing a numerical model of reinforced concrete frame structures using ABAQUS software, including the definition of material properties, setting of boundary conditions, application of loads, and meshing. We will also explore how to analyze and evaluate simulation results in order to better understand and predict the performance of reinforced concrete frame structures.通过本文的研究，旨在为工程师和研究者提供一种有效的数值模拟方法，以便在设计和优化钢筋混凝土框架结构时，能够更准确地预测其受力性能和变形行为。

有限元法——数值模拟

钢框架梁柱十字形节点抗震性能数值模拟与理论分析摘要：梁柱节点在钢框架结构中扮演着举足轻重的角色，因此研究钢框架节点的抗震性能具有重要的意义。

本文通过ABAQUS有限元分析软件对钢结构梁柱十字形节点进行了建模分析，考查了全焊接连接节点在地震波作用下的受力性能。

研究表明：全焊接连接节点具有较好的抗震性能。

关键词：钢框架结构；剪切变形；节点域模型；有限元；非线性分析NUMERICAL AND THEORETICAL ANAL YSIS ON SEISMICPERFORMANCEOF THE CROSS-TYPE JOINT OF STEEL STRUCTUREAbstract:The beam-column connections in steel frame structures play an important role. Therefore, studying the seismic performance of the connection in steel frame has a great significance. In order to investigate the seismic performance of the connection in steel frame, this paper presents the cross-type model using the software “ABAQUS”. The results show that the weld connection has a good performance in seismic behavior.Keywords: Steel Frame Structure; Shear Deformation; Panel Zone Model; Finite Element Method; Nonlinear Analysis0 前言有限单元法（或称有限元法）是在当今工程分析中获得最广泛应用的数值分析计算方法。

术架式钢骨混凝土梁柱节点加固的ABAQUS分析

第30卷2017年11月苏州科技大学学报（工程技术版）Journal of Suzhou University of Science and Technology (Engineering and Technology)Vol.30Nov. 2017術架式钢骨混凝土梁柱节点加固的ABAQUS分析官依庆，曹大富，许隆茂(扬州大学建筑科学与工程学院，江苏扬州225127)摘要：框架结构传力明确，结构布置灵活，适用性强，能够提供大空间，并能够根据需要对空间进行灵活分隔，教学楼、办公楼、多层住宅楼等建筑大多数被设计成框架结构。

除了在高层建筑中应用较少,框架结构已经成为应用最广泛的结构类型。

框架节点作为结构关键的传力部位，也是结构中最薄弱、最易损伤的部位。

该文以框架结构中节点为研究对象，用ABAQUS有限元软件建立了 3个有限元模型，其中1个为对比试件，1个采用碳纤维布，1个采用纤维布与角钢加固。

通过模拟分析发现采用不同类型的加固方式均能够有效提高节点核心区抗剪性能，提高节点承载力与延性，耗能能力得到提高，从而提高了结构的抗震性能。

关键词：加固；碳纤维布;角钢；梁柱节点;ABAQUS中图分类号：TU242.9 文献标志码：A文章编号：2096-3270(2017)Sl-0129-04ABAQUS analysis of truss typesteel reinforced concretebeam-column joints reinforcedGUAN Yiqing,CAO Dafu,XU longmao(College of Civil Science and Engineering,Yangzhou University,Yangzhou225127,China) Abstract：Force framework structure clear,the flexible structure arrangement,applicability,can provide large space,and can according to the need for flexible space space,teaching building,office building,multi-storey buildings,etc.Most of the building was designed in frame structure.In addition to having fewer applications in high-rise buildings,the framework has become the most widely used structure.The frame node is the key transmission area of the structure,and is also the weakest and most vulnerable part of the structure.Based on the node in the structure as the research object,using the finite element software ABAQUS finite element model is established for three,one for contrast specimen,a CFRP,CFRP with angle steel reinforcement.Through simulation analysis using different kind of reinforcement method can effectively improve the shear shear performance,improve the bearing capacity and ductility,energy dissipation ability was improved,so as to improve the seismic performance of the structure.Key words ：reinforcement；CFRP；a ngle steel；f rame joints；ABAQUS碳纤维布加固混凝土框架节点的工程实践一直元分析软件，不但在求解线性问题时表现很好，在求走在试验研究和理论分析的前面，不可避免地存在解非线性问题时也同样表现的非常出色。

钢框架结构梁—柱节点的温度效应模拟与安全检测鉴定

钢框架结构梁—柱节点的温度效应模拟与安全检测鉴定
钢结构由于其轻质高强等突出的优点在建筑领域中得到迅速发展,然后对于钢结构不耐火的缺陷也越来越受到人们的关注。

针对建筑火灾的频繁发生以及所造成的巨大经济损失问题,建筑物的高温性能及灾后的检测与鉴定研究已成为热点。

本文主要以工程实例为研究背景,总结归纳了钢材的高温性能,同时综述了目前关于钢框架结构火灾鉴定与检测的研究现状。

选取钢装置框架结构中的梁-柱节点为研究对象,运用ABAQUS有限元分析软件模拟计算了不同工况下钢梁-柱节点的温度场分布情况以及温度应力耦合分析。

基于上述的数值模拟分析,最后结合工程实际案例,采用数值分析与实际工程试验数据相互比较分析的方式,对钢装置框架结构的高温性能以及灾后检测与鉴定进行了较为系统的研究,同时对钢装置框架结构火灾后的性能进行了评价。

结合数值模拟与现场检测试验结果的分析得出,数值模拟结果与实际现场情况较吻合。

边界条件的选取对于钢结构的温度场分析影响很大,直接影响其模拟结果的精确度。

对于温度场的分析,高温区主要集中分布于受火面的交叉处,且温度场的变化趋势呈层状分布,依次由高温到低温沿受火面法线方向向内传递。

高温应力耦合分析时,在钢梁和钢柱的上下翼缘受火的情况,随着受火时间的延长,其翼缘逐渐呈卷边收缩状态,且受火时间越长,卷边收缩变形越严重。

基于abaqus的梁腹板开孔的梁柱节点的动力分析

基于ＡＢＡＱＵＳ的梁腹板开孔的梁柱节点的动力分析黄㊀康(西安建筑科技大学ꎬ陕西㊀西安㊀７１００５５)收稿日期:２０１９－０９－１１作者简介:黄康(１９９５－)ꎬ男ꎬ陕西西安人ꎬ硕士ꎬ主要研究方向:钢结构ꎮ摘㊀要:为了研究梁腹板开孔的梁柱节点在地震作用下的抗震性能与延性ꎬ利用动力有限元软件ＡＢＡＱＵＳꎬ建立了梁柱节点的有限元模型ꎬ分析了不同荷载下的节点变形情况ꎬ并和梁腹板没开孔的节点进行动力比较ꎬ结果表明:腹板开孔的梁柱节点具有较好的抗震性能和耗能能力ꎬ在梁柱节点腹板处开孔可减轻应力集中的问题ꎬ这也有利于延长节点的疲劳寿命ꎮ关键词:梁腹板开孔ꎻ梁柱节点ꎻ抗震性能ꎻ延性ꎻ动力有限元软件ꎻ疲劳寿命中图分类号:ＴＵ３９１文献标志码:Ａ文章编号:１６７２－４０１１(２０２０)０２－００７８－０２ＤＯＩ:１０３９６９/ｊｉｓｓｎ１６７２－４０１１２０２００２０３９０㊀前㊀言钢结构凭借其自身优势不仅广泛应用于工业㊁航空航天㊁桥梁等领域ꎬ而且在高层建筑中的应用也越来越广泛[１]ꎮ然而ꎬ钢结构在高层建筑中的应用不是只有优点没有缺点ꎮ在强震作用下ꎬ高层钢结构梁柱节点成为整体结构的应力大承载力小的薄弱部位ꎬ这容易导致梁柱焊接节点的破坏进而导致结构的倒塌ꎬ因此ꎬ研究梁柱节点的抗震性能和疲劳寿命具有重要的意义[２]ꎮ１㊀有限元模型建立本次模型的梁柱截面均采用Ｈ形截面ꎬ梁柱截面尺寸根据真实截面尺寸建立:钢梁的截面尺寸是翼缘宽度为２００ｍｍꎬ厚度为１２ｍｍꎬ腹板高度为５００ｍｍꎬ厚度为８ｍｍꎻ钢柱的截面尺寸是翼缘宽度为５００ｍｍꎬ厚度为２０ｍｍꎬ腹板高度为５００ｍｍꎬ厚度为１５ｍｍꎮ钢梁和钢柱都采用Ｑ２３５钢材料ꎮ本模型没有考虑柱上的剪切板与梁腹板之间可能存在的相对滑动ꎮ为使分析结果更加真实准确ꎬ在梁靠近节点一端划分网格进行加密如图１所示ꎮ该模型材料遵循ＶｏｎＭｉｓｅｓ屈服准则[３]ꎮ在梁腹板和钢柱翼缘板连接的地方上下各开了１/４圆孔ꎮ钢柱上下端采用铰接的形式ꎮ图１㊀梁柱节点模型２㊀不同位移下的模型对比分析建立３个相同的模型ꎬ对梁的远离结点的一端施加不同的竖向位移控制来反映不同的动载对节点的影响ꎮ３个模型施加的最大竖向位移分别是１２０㊁１５０㊁１８０ｍｍꎬ分别令这三个模型为模型１㊁２㊁３ꎮ位移加载点位于梁的远端截面的中心ꎮ２１㊀应力云图分析应力云图如图２所示ꎮ由图２的模型１的应力云图所示ꎬ在位移载荷的控制下ꎬ钢结构的最大应力都出现在梁的腹板靠近梁柱节点的位置以及梁腹板靠近靠近节点的上下翼缘处ꎬ远离节点应力逐渐降低ꎮ而且发现随着位移载荷的增大ꎬ节点处红色最大应力区域逐渐扩大ꎮ梁在位移载荷作用下ꎬ靠近节点位置ꎬ梁的腹板中部和靠近翼缘的上下部位首先出现最大应力ꎬ当位移达到最大时ꎬ靠近节点的整个腹板和翼缘都出现红色应力区域ꎮ２２㊀等效塑性应变云图分析等效塑性应变云图如图３所示ꎮ图２㊀模型１的应力云图图３㊀模型１的等效塑性应变云图等效塑性应变的物理意义是为了记录变形历史而提出的一个表征塑性应变累积值的量ꎬ将一个复杂应变状态简化成一个具有相同效应的单向应变状态ꎮ所以等效塑性应变的分布和大小能很好反映结点的损伤情况ꎮ由图３可知ꎬ最容易产生裂纹发生破坏的地方是梁腹板和翼缘靠近１/４圆孔的位置ꎬ最大变形区域面积非常小ꎬ大部分塑性应变小ꎬ远离１/４圆孔塑性应变逐渐减小ꎮ最大的等效塑性应变随着施加的最大竖向位移的增加而增大ꎮ２３㊀荷载－位移滞回曲线荷载位移滞回曲线如图４~６所示ꎮ图４㊀模型１的滞回曲线８７图５㊀模型２的滞回曲线图６㊀模型３的滞回曲线３个模型的滞回曲线都是梭形说明滞回曲线的形状非常饱满ꎬ反映出该节点的塑性变形能力强ꎬ具有较好的抗震性能和耗能能力ꎮ随着循环次数的增加ꎬ曲线围成的面积越大ꎬ说明循环输入和消耗的能量随着循环位移的增加而增大ꎮ在每一周的循环中ꎬ梁端的位移从０加到较大位移时ꎬ荷载呈先快速增大阶段ꎬ梁的位移在往上增加时ꎬ荷载增加缓慢直到加到最大值ꎬ随着梁端位移的降低ꎬ荷载迅速下降ꎬ这表明:在弹性阶段ꎬ位移随着荷载的增加而增大并表现出一定的抵抗力ꎻ发生塑性变形后ꎬ荷载不变或稍微增大时ꎬ位移都会发生大幅度的增加ꎮ３㊀有孔和无孔模型对比分析分别选择两个模型进行比较ꎬ一个模型是梁腹板开孔的梁柱节点ꎬ在梁的远端截面中点施加的最大竖向控制位移是１５０ｍｍꎬ另一个模型梁腹板不开孔的梁柱节点ꎬ在梁的远端截面中点施加的最大竖向控制位移是１５０ｍｍꎬ分别令它们为模型Ａ和模型Ｂꎮ通过比较它们的应力云图㊁应变云图和荷载位移滞回曲线ꎬ对它们的抗震性能进行比较进而得到最后的结论ꎮ３１㊀应力云图比较模型Ａ和模型Ｂ的应力云图比较如图７~８所示ꎮ图７㊀模型Ａ的应力云图图８㊀模型Ｂ的应力云图通过上面应力云图的比较发现ꎬ模型Ａ和模型Ｂ的最大应力都出现在梁腹板和翼缘靠近节点的部分ꎮ就最大应力区域的面积来看ꎬ模型Ｂ的面积更大ꎮ在梁的腹板㊁翼缘以及柱子的交界处ꎬ明显模型Ｂ更加应力集中ꎬ模型Ａ中腹板的两个１/４孔很好的减弱应力集中的问题ꎮ３２㊀等效塑性应变云图比较模型Ａ和模型Ｂ的等效塑性应变云图比较如图９~１０所示ꎮ如图９~１０所示ꎬ模型Ａ和模型Ｂ的最大等效塑性应变出现在梁腹板和翼缘靠近节点的部分ꎬ远离最大应变处ꎬ等效塑性应变随着距离的增加而减小ꎮ模型Ａ的最大等效塑性应变为２５４２ꎬ模型Ｂ的最大等效塑性应变为３２３３ꎬ模型Ｂ的塑性变形大于模型Ａꎬ从梁翼缘的变形也可以看出ꎬ模型Ｂ的应变更加集中ꎮ当同时发生相同的地震时ꎬ模型Ｂ的节点最先发生破坏ꎬ这也从侧面体现了梁腹板留孔的梁柱节点的优越性ꎮ图９㊀模型Ａ的等效塑性应变云图图１０㊀模型Ｂ的等效塑性应变云图３３㊀荷载－位移滞回曲线比较模型Ａ和模型Ｂ的荷载－位移滞回曲线比较如图１１~１２所示ꎮ图１１㊀模型Ａ的滞回曲线图１２㊀模型Ｂ的滞回曲线如图１１所示ꎬ模型Ａ的滞回曲线都是梭形说明滞回曲线的形状非常饱满ꎬ反映出该节点的塑性变形能力强ꎬ具有好的抗震性能和耗能能力ꎮ如图１２ꎬ模型Ｂ的滞回曲线非常凌乱ꎬ一开始循环表现出不很饱满的梭形曲线ꎬ然后曲线突然变成反Ｓ形ꎬ滞回曲线的形状不饱满ꎬ说明模型Ｂ的节点延性和吸收地震能量的能力较差ꎮ４㊀结㊀语利用动力有限元软件ＡＢＡＱＵＳ对梁柱节点进行了数值分析ꎬ根据节点的变形最大地方的应力云图㊁等效应变云图及应力应变滞回曲线ꎬ得出以下结论ꎮ１)利用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ能够很好地模拟梁柱节点在强震作用下的变形情况ꎮ因此ꎬ本文的数值模拟是合理的ꎮ２)在不同的位移载荷的控制下ꎬ变形和应力分布随着位移的增加而增大ꎮ但它们的滞回曲线的形状都很饱满ꎬ能够说明出该节点的塑性变形能力强ꎮ３)在有孔和无孔的梁柱节点动力比较中ꎬ模型Ａ的节点相比较于模型Ｂ具有更好的抗震性能和延性ꎬ通过在梁的腹板上可能会出现较大应力集中的地方留孔ꎬ可以很好解决应力集中问题ꎬ进而可以延长节点的疲劳问题ꎬ可以在实际工程应用中使用该节点模式ꎮ[ＩＤ:００９１３３]参考文献:[１]㊀崔鸿超.高层建筑钢结构在我国的发展[Ｊ].建筑结构学报ꎬ１９９７ꎬ１８(１):６０－７１.[２]㊀李国强.我国高层建筑钢结构发展的主要问题[Ｊ].建筑结构学报ꎬ１９９８ꎬ１９(１):２４－３２.[３]㊀ＡＢＡＱＵＳ６１４超级学习手册[Ｚ].９７。

装配式混凝土梁柱节点抗震性能试验与数值模拟

Abstract: In order to study the impact of different bolt strength grades on the seismic performance of the new type of prefabricated concrete beam-column joint, full-scale tests were carried out on thebeam-columnjoints with5 6and8 8 gradebolts!respectively Theseismicperformance indicatorssuchasthehystereticcurve!skeletoncurve!secantstifness!andequivalentviscous dampingcoeficientofthenode werediscussed Moreover!basedon ABAQUSfiniteelement software!the cast-in-place joint and the test joint with 5 6 grade bolt connection were numericalysimulated Theresultsshowthatthesemi-rigidbeam-columnjointsbasedon5 6and
收稿日期：2020-10-26 基金项目：国家重点研发计划项目(2016YFC0701500)；国家自然科学基金项目(11472005)安徽省自然科学基金项目(1908085ME173) 作者简介：丁克伟(1962-),男，安徽合肥人，教授，博士研究生导师,E-mail:1254192805@qq. com。
1试验概况
1.1 试验设计与现浇节点不同，试验节点的混凝土梁柱是分

基于ABAQUS的混凝土梁柱节点非线性分析_万翱宙

基于ABAQUS的混凝土梁柱节点非线性分析_万翱宙混凝土梁柱节点是结构中重要的连接部分，其受力性能直接影响整个结构的强度和刚度。

在实际工程中，由于加载过程中节点发生的非线性变形和裂缝扩展会对结构的性能产生较大影响，因此有必要进行混凝土梁柱节点的非线性分析。

ABAQUS是一种强大的有限元分析软件，可以进行复杂结构的非线性分析。

在混凝土梁柱节点的非线性分析中，ABAQUS可以模拟混凝土的材料非线性行为以及节点的几何非线性变形。

首先，对于混凝土的材料非线性行为，ABAQUS可以采用合适的本构模型来模拟。

常用的混凝土本构模型有弹塑性本构模型、本构模型和等。

通过输入混凝土的材料参数，可以利用ABAQUS进行材料的非线性分析。

其次，对于节点的几何非线性变形，ABAQUS可以通过采用非线性几何分析来模拟。

在非线性几何分析中，ABAQUS可以实现节点的大变形和分析。

在进行混凝土梁柱节点非线性分析时，应按照以下步骤进行：1.建模：使用ABAQUS的建模工具创建梁柱节点的三维有限元模型。

模型中要包含梁柱节点的几何形状和尺寸以及与其相连的构件。

2.定义材料属性：输入混凝土的本构模型和材料参数。

根据实际情况选择适当的本构模型，并输入相应的参数。

3.定义加载条件：定义加载条件，包括节点所受的力和位移。

可以选择静力加载或动力加载，根据实际情况进行设置。

4.网格划分：划分网格，将节点模型离散为有限元网格。

网格划分应合理，以保证计算结果的准确性和稳定性。

5.设置边界条件：根据实际情况设置节点的边界条件。

边界条件应包括支座条件、固定边界条件等，以模拟节点在实际结构中的受限情况。

6.运行分析：运行分析，得到节点在加载过程中的应力、应变和变形等结果。

可以利用ABAQUS的后处理工具进行分析结果的展示和分析。

综上所述，基于ABAQUS进行混凝土梁柱节点的非线性分析需要进行合适的模型建立、材料参数输入、加载条件设置、网格划分和边界条件设置等步骤，并通过运行分析和后处理工具得到节点的应力、应变和变形等结果，从而评估节点的受力性能。

abaqus组合梁连接件模拟研究

ABAQUS软件在预应力钢——混凝土叠合梁剪力键受力特性分析中的应用1前言简支组合梁具有充分发挥钢材抗拉性能好和混凝土抗压强度高组合梁混凝土翼板内布置纵向预应力束[12]。

本文研究后一种情况。

剪力键是预应力钢-起-混凝土叠合梁整体性能的影响就显得尤为重要。

本文用数值分析的方法对影响剪力键在预应力作用下的受力和钢梁与混凝土板之间的相对滑移的因素进行了-和研究提供一定的参考。

2分析方法和计算模型以一预应力钢-ABAQUS软构分析。

在计算分析时结构(间距和长度)、预应力钢绞线的配筋率来分析上述因素对剪力键在预应力作用下的响的变化规律。

2.1构件结构形式构造横断面如图13米。

钢梁与混凝土板连接,下层为预应力钢绞线。

2.2作用荷载本文只研究在钢绞线预应力作用下剪力键的受力特性和钢梁与混凝土板之间的相对滑移。

2.3材料及其参数钢梁为Q345D C40II12.7mm的1×7结构1860钉》GB10433-2002Φ16。

详见表1。

2.4分析工况在混凝土板厚不变的情况下就以下几种工况进行了数值模拟分析。

如表2所示。

2.5有限元模型有限元分析模型中的钢梁、混凝土板和焊钉以空间8节点实体等参单元C3D8R节点空间杆单元T3D2模拟。

焊钉与钢梁的焊接作用、焊钉和钢筋与混凝土板的埋入Initial conditions命令来给钢绞线施加预应力。

种嵌入单元的刚度矩阵和内力矢量包含了钢筋的贡献。

与传统方法何方式穿过混凝土单元(见图2)且可以充分体现钢筋的空间效应。

根据2量通过8节点实体单元节点位移向量与位移转换矩阵Rsc进行计算1根杆单元对混凝土实体单元刚度的贡献为：如果混凝土单元中含有n[Ke][][]为混凝土8为空间杆单元对混凝土单元刚度的贡献。

拟运算Penalty Hard划分如图3所示。

3计算结果及分析结构的内力状态。

图47所示为各个工况下的4分点、中点部位的焊钉剪力键的最大应力与各个参数之间的变化关系。

ABAQUS简支梁分析

ABAQUS简支梁分析梁单元是一种一维元素，用于模拟梁结构的性能。

这些单元只在一维方向上有自由度，并且可以模拟杆、梁、桁架等结构的变形和应力响应。

梁单元的计算速度相对较快，且具有较高的精度，适用于较长且较细的结构中，如钢筋混凝土构件、悬索桥、高层建筑等。

实体单元是一种三维元素，用于对立方体、球体、柱体等实体结构的性能进行分析。

实体单元具有六个自由度，分别为三个平移自由度和三个旋转自由度，能够充分模拟结构的各向异性、非线性和复杂几何形状等特性。

实体单元可以用来分析基础、墙体、桥梁、汽车车身等各种结构的力学响应和变形特性。

在ABAQUS中，梁单元和实体单元的使用方式类似，首先需要定义节点坐标和单元拓扑关系，并指定材料属性、边界条件和加载方式等。

然后，可以进行求解并获取结构的应力、应变、位移和变形等结果。

以下内容将详细介绍如何使用ABAQUS进行简支梁的分析。

1. 创建模型：首先，在ABAQUS的Preprocessing环境中创建模型。

选择适当的单位系统，并定义节点坐标和单元拓扑关系。

在创建节点时，需要注意节点编号和坐标的设置，以确保准确的节点连接关系。

2. 定义材料属性：根据实际材料的力学性质，在Material Manager中定义材料的弹性模量和泊松比等参数。

如果需要考虑材料的非线性行为，可以添加相应的本构模型。

3. 指定边界条件：根据简支梁的边界条件，使用Boundary Conditions Manager指定约束条件。

通常，简支梁的两个端点应变为零，即不存在位移和转角。

在指定边界条件时，需要选择适当的边界条件类型并将其应用到相关节点上。

4. 定义加载方式：根据实际加载情况，在Load Manager中定义加载方式。

对于简支梁，可以施加集中载荷、均布载荷、自重载荷等。

在定义载荷的时候，需要指定作用方向、大小和加载位置等。

5. 设置求解选项：在Step Manager中设置求解选项，包括求解器类型、收敛准则和迭代次数等。

Abaqus利用梁单元模拟螺栓连接（预紧力）

Abaqus利用梁单元模拟螺栓连接（预紧力）螺栓连接是结构连接的一种主要方式，在CAE分析中经常遇到，针对不同的情况，通常我们会采取不同的方法来处理。

螺栓的模拟在Abaqus也有几种不同的处理方式。

（1）建立三维实体的螺栓模型，包括螺纹结构；（2）建立三维实体的螺栓模型，忽略螺纹结构；（3）建立三维实体的螺栓模型，由Abaqus自带的螺纹接触定义方式设置螺纹接触；（4）利用梁单元或者杆单元模拟螺栓。

本次以梁单元模拟螺栓为例，简单阐述其应用。

利用梁单元模拟螺栓与实体螺栓相比优势比较明显，模型简单、接触定义简单、收敛容易，同时梁单元也能有效反应螺栓的受力情况，在很多情况下比较适用。

螺栓的模拟通常需要考虑预紧力的作用，利用CAE方法模拟螺栓预紧力的过程主要由三个载荷步完成，下面的例子会涉及。

建立如下所示的模型，三个部件，两块板和一根梁，其中梁是一个3D wire，建立一条线即可。

图1材料属性定义的时候，梁单元需要指定梁截面，如下图所示。

图2梁的截面形状可以根据需要指定，本次为圆形截面，半径为10，如下图所示。

图3同时，梁单元还需要指定方向，通过菜单栏Assign-Beam Section Orientation，给出其中的n1向量，这里注意，梁的轴向是由向量t表示的，n1和n2两个向量决定梁截面，其中t向量和n1、n2两个向量决定的平面垂直。

本次定义n1向量为0,0,-1，最终梁的方向定义完成如下所示。

图4之后利用Interaction模块下面的Constraint将梁与相关位置建立MPC连接，如下所示。

图5梁单元的两端节点分别与螺栓螺帽位置处的节点进行MPC连接，连接形式可以由多种，这里选择Beam连接。

定义多个载荷步，其中前三个载荷步用于施加螺栓预紧力。

定义方式是在Creat Load下面的Bolt Load（螺栓载荷），选择梁单元后确认方向（这里方向的影响不大）载荷步1：施加10N的预紧力；载荷步2：施加50KN的预紧力；载荷步3：将预紧力的形式改为Fix at current length，如下图所示。

abaqus应用梁单元

第四讲应用梁单元
王慎平北京怡格明思工程技术有限公司
北京怡格明思工程技术有限公司
Innovating through simulation
应用梁单元可以模拟的结构:
结构一个方向的尺度（长度）是明显地大于其它两个方向的尺度，并且沿长度方向的应力是最重要的 .
为了应用梁理论产生可接受的结果，横截面的尺度必须小于结构典型轴向尺度的1/10。
梁单元曲率
梁单元的曲率是基于梁的n2方向相对于梁轴的取向。如果n2方向不与梁轴正交（即，梁轴的方向不与切向t一致），则认为梁单元有初始弯曲。
要模拟曲梁结构，可能需要使用两种方法直接定义n2方向，它允许你更好地控制对曲率进行模拟：
一种是给出n2矢量的分量作为节点坐标的第4、第5和第6个数据值；
采用工字型、梯型和任意多边形的梁截面形式，可能要将该截面几何形状定位在与截面的局部坐标系的原点（原点位于单元节点处）具有一定距离的位置上。使采用这些横截面的梁偏离它们的节点是很容易的。
（a）梁截面无偏置
（b）梁截面有偏置
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Innovating through simulation
三次单元，称为Euler-Bernoulli梁单元（B23和B33），它们不能模拟剪切变形。这些单元的横截面在变形过程中与梁的轴线保持垂直，因此，应用三次梁单元模拟相对细长构件的结构更为有效。
对于静态分析，常常可用一个三次单元模拟一个结构构件，而对于动态分析，也只采用很少数量的单元。这些单元假设剪切变形是可以忽略的。
当要求在分析前计算梁截面的性质时，ABAQUS就不在截面点上计算梁的响应，而是应用截面的工程性质确定截面的响应。
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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梁单元的应用

图 6-1
梁横截面形状
在定义梁横截面的几何形状时，ABAQUS/CAE 会提示输入所需尺寸，不同的横截面类型会有不同的尺寸要求。如果梁的外形与梁横截面的截面性质有关时，可以要求在分析过程中计算横截面的工程性质，也可以要求在分析开始前预先计算横截面的工程性质。当材料的力学特性既有线性又有非线性时（例如，截面刚度因塑性屈服而改变），可以选用第一种方式，而对线弹性材料，第二种方式效率更高。也可以不给出横截面尺寸，而直接给出横截面的工程性质（面积、惯性矩和扭转常数），这时材料的力学特性既可以是线性的也可以是非线性的。这样就可以组合梁的几何和材料特性来定义梁对荷载的响应，同样，响应也可以是线性或非线性的。详情可参考 ABAQUS/ 标准用户手册中 15.3.7 节。
6.1.3
梁单元曲率
梁单元的曲率是基于梁的 n2 方向相对于梁轴的方向来确定的。如果 n2 方向不与梁轴正交(亦即，梁轴向和切向量 t 不一致)，则认为梁单元有初始弯曲。由于曲梁和直梁的行为不同，用户必须检查模型以确保应用正确的法线和曲率。对于梁和壳体，ABAQUS 使用同样的算法来决定几个单元公共节点的法线。在 ABAQUS/Standard 用户手册中 15.3.4 节有这方面描述。如果用户打算模拟曲梁结构，可能应当使用前面所介绍的直接定义 n2 方向的两种方法之一，它允许用户有很大的控制权来模拟曲率。即使用户打算模拟直梁，也可以引入曲率作为公共节点的平均法线。用前述的直接定义梁法线的方法，可以矫正这个问题。
6.2.2
扭转响应翘曲
结构构件经常承受扭矩，几乎所有的三维框架结构都会发生这种情况。在一个构件中引起弯曲的载荷在另一个构件中可能引起扭转，如图 6-7 所示。

轴压比对节点受力性能影响的有限元分析

轴压比对节点受力性能影响的有限元分析摘要：本文运用ABAQUS有限元程序对钢筋混凝土框架梁柱节点进行模拟分析。

模型中钢筋采用理想弹塑性模型，混凝土采用损伤塑性模型。

文中通过对不同轴压比的节点进行模拟分析，讨论了轴压比对节点受力性能的影响。

关键词：梁柱节点、理想弹塑性、损伤塑性、轴压比、受力性能。

1、钢筋混凝土材料的本构模型简介1.1钢筋的本构模型钢筋采用理想图塑性模型，如图1-1所示1.2 混凝土的本构模型1.2.1 单轴拉伸和压缩荷载作用该模型为连续、基于塑性，损伤的混凝土模型。

对于混凝土,它假定两个主要失效机制即拉伸开裂破坏和压缩破碎破坏。

屈服（或破坏）面有两个硬化变量（hardeningvariable）表示：拉伸等效塑性应变和压缩等效塑性应变。

该模型假定混凝土的单轴拉伸和压缩性状由损伤塑性描述，如下图所示1.2.2单轴循环荷载作用周期荷载作用下，损伤力学性状很复杂，这涉及先期形成的张开和闭合，以及它们的相互作用。

试验表明，在单轴循环荷载作用下，荷载改变方向后，弹性刚度将得到部分恢复。

当荷载由拉伸变为压缩时，这种效应更加明显。

损伤塑性模型假定损伤后弹性模量可表示为无损弹性模量与损伤因子d的关系式即式中，为材料初始（无损）模量。

该方程包含循环内拉伸（）和压缩（）两种情况。

损伤因子d为应力状态和单轴损伤变量和的函数。

在单轴循环荷载状态下，ABAQUS假定式中，和为与应力反向相关的刚度恢复下的应力状态的函数，它们可以由下列方程进行定义：权重因子和假定为材料参数，其控制着反向和子啊拉伸和压缩刚度的恢复。

下图给出了荷载从拉伸到压缩过程中权重变化的情况。

当拉伸时，，=1，因此，当压缩时，，=0，因此，。

如果=1则。

因此材料完全恢复压缩刚度（这种情况下，等于初始无损刚度，及）。

另一方面，如果=0，则有，这时刚度没有恢复。

取中间值意味着刚度部分恢复。

2、分析模型参数表：如下表2-1表2-1 模型尺寸及配筋3、ABAQUS有限元分析结果3.1 不同轴压比节点的压缩损伤云图：轴压比在0.05~0.6之间，节点核心区的压缩损伤随着轴压比的增大而减小，轴压比在0.6~0.9之间，节点核心区的压缩损伤随着轴压比的增大而增大。

基于ABAQUS的钢筋混凝土板柱边节点有限元分析

四川建筑科学研究
３２
ＳｉｃｈｕａｎＢｕｉｌｄｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ
第３９卷
第６期 Βιβλιοθήκη ２０１３年１２月
基于ＡＢＡＱＵＳ的钢筋混凝土板柱边节点有限元分析
李林。
（１．中国建筑西南设计研究院有限公司，四川成都
１模型的建立
１．１混凝土本构模型
工方便，可有效降低建筑总高度，因此在公寓、商场、
车库、仓库等建筑中得到越来越广泛的应用。但在剪力和不平衡弯矩的共同作用下，板柱节点，特别是抵抗冲切部分缺乏对称性的板柱边节点，容易发生
２．重庆大学土木工程学院，重庆４０００４４）
６１００４１；
摘
要：简述了钢筋混凝土板柱边节点在ＡＢＡＱＵＳ中的建模过程，对该板柱边节点模型进行了单调加载下的有限
元分析，通过非线性有限元分析结果与板柱边节点试验结果的对比，验证了有限元分析的可行性，研究了混凝土强度、板纵筋强度和抗冲切钢筋配筋率等因素对板柱边节点受力性能的影响。关键词：板柱边节点；抗冲切锚栓；ＡＢＡＱＵＳ中图分类号：ＴＵ３７・９Ｏ３１９．５６文献标志码：Ａ文章编号：１００８—１９３３（２０１３）０６— ０３２— ０４
２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ）

ABAQUS教材：第六课梁单元的应用

第六章梁单元的应用对于某一方向尺度 (长度方向)明显大于其它两个方向的尺度，并且以纵向应力为主的结构，ABAQUS用梁单元对它模拟。

梁的理论是基于这样的假设：结构的变形可以全部由沿梁长度方向的位置函数来决定。

当梁的横截面的尺寸小于结构典型轴向尺寸的1/10时,梁理论能够产生可接受的结果。

典型轴向尺寸的例子如下：·支承点之间的距离。

·有重大变化的横截面之间的距离。

·所关注的最高振型的波长。

ABAQUS梁单元假定梁横截面与梁的轴向垂直，并在变形时保持为平面。

切不要误解为横截面的尺寸必须小于典型单元长度的1/10，高度精细的网格可能包含长度小于横截面尺寸的梁单元，不过并不推荐这种方式，这种情况下实体单元更适合。

6.1 梁横截面的几何形状可以给出梁横截面的形状和尺寸来定义梁的外形,也可以给出梁横截面工程性质（如面积和惯性矩）来定义一般梁的外形。

如果用梁横截面的形状和尺寸来定义梁的外形，ABAQUS提供了如图6－1所示的各种常用的梁横截面形式可资利用。

使用其中的任意多边形横截面可以定义任意形状的薄壁截面梁。

详情可参考ABAQUS/标注用户手册中15.3.9节。

图6-1梁横截面形状在定义梁横截面的几何形状时，ABAQUS/CAE会提示输入所需尺寸，不同的横截面类型会有不同的尺寸要求。

如果梁的外形与梁横截面的截面性质有关时，可以要求在分析过程中计算横截面的工程性质，也可以要求在分析开始前预先计算横截面的工程性质。

当材料的力学特性既有线性又有非线性时（例如，截面刚度因塑性屈服而改变），可以选用第一种方式，而对线弹性材料，第二种方式效率更高。

也可以不给出横截面尺寸，而直接给出横截面的工程性质（面积、惯性矩和扭转常数），这时材料的力学特性既可以是线性的也可以是非线性的。

这样就可以组合梁的几何和材料特性来定义梁对荷载的响应，同样，响应也可以是线性或非线性的。

详情可参考ABAQUS/标准用户手册中15.3.7节。

基于abaqus的钢管混凝土l型柱节点抗震性能计算研究

基于abaqus的钢管混凝土l型柱节点抗震性
能计算研究
钢管混凝土（precast concrete reinforced with steel bars）L型柱是一种常用的结构系统，它们拥有抗震性能良好的优势，具有高强度、较好的阻力和可靠性。

为了进一步优化该结构系统，在研究其
震害范围以及变形构造特征方面，基于 ABAQUS软件的数值模拟分析研究起到了重要的作用。

利用ABAQUS软件，我们对混凝土L型柱节点的抗震性能进行了
计算研究。

为此，我们首先对结构中构件的尺寸，弹性模量，屈服强度，材料性质，供应外部力等进行了设定；然后，基于有限元理论，
根据加载试验，以抗性力法作为刚度的有限元模型进行了构建；最后，使用施加的正弦波加速度和加载速度，结合不同的抗震措施，对混凝
土L型柱节点的震害范围和变形构造特征进行了数值分析和模拟。

经过精心设计和多次数值模拟，我们发现，利用ABAQUS可以有
效预测混凝土L型柱节点在抗震设计过程中可能遇到的损伤和失稳情况。

本研究的成果表明，以ACAQUS为基础的节点抗震性能分析可以明
确节点变形、损坏情况以及抗震处理措施的有效性，进而提升建筑结
构地震抗力。

abaqus第四讲应用梁单元

扭转响应翘曲
结构构件经常承受扭矩，几乎所有的三维框架结构都会发生这种情况。在一个构件中引起弯曲的载荷，可能在另一个构件中引起了扭转，如图所示
梁对扭转的响应依赖于它的横截面形状。一般说来，梁的扭转会使横截面产生翘曲或非均匀的离面位移。ABAQUS仅对三维单元考虑扭转和翘曲的影响。在翘曲计算中假设翘曲位移是小量。在扭转时，以下横截面的行为是不同的：实心横截面；闭口薄壁横截面；和开口薄壁横截面。
一、横截面几何形状
ABAQUS中梁横截面几何形状的定义方法：
从ABAQUS提供的横截面库中选择和指定梁横截面的形状和尺度；应用截面工程性质来定义一个一般性的梁轮廓，诸如面积和惯性矩；利用特殊二维单元的网格，由数值计算得到它的几何量，称为划分网格的梁横截面。
ABAQUS中常用的横截面形状：
（a）梁截面无偏置
（b）梁截面有偏置
如图所示的工字型梁附着在一个1.2单位厚的壳上。通过定义梁的节点从I截面的底部的偏移量，梁截面的定位可以如图所示。在这种情况下，偏移量为0.6，亦即壳厚度的一半。
壳截面厚度1.2
图工字型梁用作壳单元的加强件
你也可以指定形心和剪切中心的位置；这些位置也可以从梁的节点偏置，从而使你很容易地模拟加强件。另外也可以分别定义梁节点和壳节点，并在两个节点之间采用一个刚性梁的约束连接梁和壳。
因此如果壳和梁单元使用相同的节点壳与梁加强件将会重叠除非梁横截面是偏置于节点位置a梁截面无偏置b梁截面有偏置采用工字型梯型和任意多边形的梁截面形式可能要将该截面几何形状定位在与截面的局部坐标系的原点原点位于单元节点处具有一定距离的位置上
第四讲
应用梁单元
王慎平北京怡格明思工程技术有限公司
应用梁单元可以模拟的结构: