6弹塑性及接口

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ABAQUS接口功能说明
将梁、柱、墙、板和它们的实配钢筋转入Abaqus计算 各类构件实配钢筋的合理转换 可将次梁、悬挑梁凝聚,只保留主梁转到Abaqus计算,简 化计算模型,提高计算稳定性 提供Abaqus计算必须的UMAT、VUMAT编程子程序模块,由 Abaqus主程序调用,以进行混凝土杆系结构滞回分析的需要 ABAQUS分析后处理
可普及应用的弹塑性动力时程分析
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弹塑性动力时程分析
• YJK主要做了两方面的工作: • 一是做了Abaqus软件的前处理接口和后处理,前处理接口 就是把YJK的结构、荷载模型和各构件钢筋数据转成 Abaqus可读取的文件,并可直接运行Abaqus计算;后处 理就是读取Abaqus计算结果给出文本、图形、动画的各种 输出。 • 二是开发了自己的弹塑性动力时程分析程序。 • 在这两部分工作中,前处理接口和后处理部分是相同的, 只是核心计算采用了不同模块。
12s时刻各层位 移曲线
12s内各层最大 位移曲线
各层最大层间位移角
构件损伤因子:显示整个地震持时的构件损伤动画。同时 支持显示指定时刻梁、柱、斜撑构件的受拉、受压损伤演 化参数(对应《混规》附录C中dt、dc)和墙的损伤因子
框架受压损伤图
剪力墙受压损伤图
不同时刻的损伤因子显示(3s)
6s时受压损伤因子
ABAQUS分析后处理界面
• 楼层时程曲线:显示用户指定塔、指定楼层、指定方向的 层位移、层间位移、层剪力、层弯矩等变量的时程曲线。 • 楼层最大响应:显示各层整个地震持时内的层位移、层间 位移、层剪力、层弯矩最大值。同时支持显示指定时刻的 层位移、层间位移、层剪力、层弯矩值。 • 构件损伤因子:显示整个地震持时的构件损伤动画。同时 支持显示指定时刻梁、柱、斜撑构件的受拉、受压损伤演 化参数(对应混规附录C中dt、dc)和墙的损伤因子。
柱、梁、剪力墙、楼板实配钢筋模型 的合理转化
梁、柱、斜撑的钢筋
• 支持各种常见截面的构件与复杂的配筋形式,构件钢筋采用实 配钢筋,直接从施工图模块读取。 • 1)目前将梁、柱钢筋转换为等效钢梁,并扣除钢筋与混凝土 重叠区域质量,YJK中各种常见截面(含异形截面等)的配筋均 能合理等效; • 2)等效时考虑了各边钢筋面积不等的因素(如下图); • 3)钢管混凝土、型钢混凝土组合截面梁、柱,拆分成多个简 单的型钢与混凝土梁。多根梁通过共用两端节点的方式协同工 作,除型钢外,还配有普通钢筋时,钢筋等效成钢梁考虑;
12s时受压损伤因子
弹塑性时程计算结果合理性的判断
• 基底剪力是多遇地震结果的3-5倍; • YJK同时进行各地震波下的大震弹性时程计算
• 和大震弹性时程结果对比,各层最大位移接近,弹塑性下 一般位移偏小,薄弱层位移角偏大 • YJK给出弹塑性/大震弹性的对比曲线
同时输出大震弹塑性和大震弹性的计算曲线
已进行了大量实例转换 某250m带加强层框筒高层结构
已进行了大量实例转换
后处理界面
• 输出弹塑性时程分析最为关注的指标 • 后处理计算:根据节点位移、构件内力计算层间位移角,层 剪力等 • 节点时程:显示用户指定节点、指定方向的位移/速度/加速 度时程曲线(含绝对位移/速度/加速度、相对位移/速度/加 速度)。
箱形钢梁
楼板
• 提供多种楼板模拟方式,不同分析阶段与分析用途选用不 同的楼板模型。 • 刚性隔板 • 3/4节点化大楼板单元 • 细分网格楼板单元
1)刚性隔板
• 以节点自由度之间约束关系模拟楼板平面内无限刚,可用 于楼板规则模型的初步弹塑性试算分析。
2)3/4节点化大楼板单元
• 楼板在柱/斜撑顶点、墙角点与楼板通过共用节点相连。 大楼板单元计算稳定快速,适合于初步弹塑性试算分析与 楼板不重要结构的分析。
点此键打开使用说明
前处理接口 参数
Abaqus接口关键点
• • • • • 梁柱墙板的钢筋计算模型 混凝土本构关系 阻尼体系(瑞利和模态) 单元尺寸1米(杆件和壳元) 荷载产生的质量沿构件均匀分布
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YJK弹塑性:采用隐式算法
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自动选地震波
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设置计算参数和生成数据
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查看修改计算模型
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弹塑性计算过程
转换界面-YJK
Revit接口安装、卸载以及导入/导出中间数据文件
还可将YJK基础模型导入Revit
转换实例-上部结构
钢网架以及梁、墙、板、洞等结构模型的准确 转换,并且采用楼层叠加机制实现大容量模型 的转换。
复杂模型转换实例
用户实例2:上海华都院某公建
转入Revit
复杂模型转换实例
复杂模型转换实例
使用ABAQUS显示动力方程求解方 法获取整个地震激励的效应,重力 荷载产生的初始内力状态仍采用隐 式
Explicit弹塑性动力时程分析
ABAQUS接口功能说明
• 杆构件采用纤维梁模型,墙板采用分层壳模型 • 非线性分析之前,施加重力荷载做为内力的初始状态,复 杂结构初始内力来自于施工模拟,转入的施工模拟顺序与 YJK中指定相同 • 依据《混凝土设计规范》(2010)附录C给出建议的钢筋 及混凝土的本构模型 • 读取YJK施工图中的实际配筋面积做为结构的配筋 • 非线性分析后,输出位移、构件内力、损伤状态。输出结 构弹塑性层间位移角,构件的性能设计验算结果
剪力墙钢筋
• 墙身分布钢筋以钢筋 壳层模拟,分水平与 竖直两个方向,墙厚 度较大时布置的多排 钢筋均准确计入分析 模型 • 连梁:连梁顶筋、底 筋、交叉筋、腰筋、 箍筋,考虑箍筋对连 梁的有利作用,以免 连梁过早破坏导致分 析中断或过低估计连 梁耗能能力
剪力墙边缘构件钢筋转成箱型钢截面
能适应各种剪力墙网格划分情况,受力性能(如塑性抵抗矩)比较 符合实际情况
3)细分网格楼板单元
• 楼板采用均匀细分单元。细分单元后计算较精确,但耗时 较多,通常用于精细分析阶段和楼板比较重要结构的分析 (可指定楼板的局部为细分单元)。
楼板配筋率
• 4)以运动耦合方式转入ABAQUS的刚性板,不存在板单元,不 需指定钢筋数据; • 以S4R/S3R方式转入的刚性板及其它楼板的配筋,以Rebar Layer 的形式指定给楼板单元 • 以顶、底两层双向钢筋壳层模拟楼板钢筋。 • 程序可自动搜索每层所有房间的最大配筋率,将其作为该层楼 板配筋率默认值,以免楼板因配筋太少,过早产生损坏导致计 算终止。 • 楼板配筋率可人工干预,以用户修改后的配筋率作为时程分析 模型的最终配筋率。
合理本构关系的应用
• 本构关系准确与否是分析可靠的最关键因素之一。程序依 据最新混凝土结构设计规范(2010)附录C编写混凝土材 料滞回本构模型,理论权威,结果可靠。单轴受压往复加 载曲线如下图所示。 • 和Abaqus接口时,提供Abaqus计算必须的UMAT、VUMAT 编程子程序模块,由Abaqus主程序调用,以进行混凝土杆 系结构滞回分析的需要
非线性计算主菜单包含2项
• YJK的弹塑性分析, 隐式算法 • 转Abaqus后的弹塑 性分析,显示算法
YJK弹塑性
• • • • 采用隐式算法; 自动选出适宜的地震波; 可对多条波连续计算; 计算速度快,一般工程不超过3小时;
• 同时进行大震弹性时程计算,并自动输出结果对比,便于 判断结果合理性; • 丰富实用的结果输出(位移、位移角、层剪力、内力)
在Revit中建立的三层模型顺利导入到YJK中;
和Revit接口:导入用Revit建立的模型
该模型在YJK中的效果
和Revit接口:导入用Revit建立的模型
这是在Revit软件中导入YJK模型的菜单、对话框
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和中国建筑设计院合作开发BIM本土化项目
• • • • 将YJK目前的全部功能移植到Revit上实现 在Revit平台下实现YJK建模、计算、施工图、基础设计 以Revit为BIM平台 实现建筑、结构、设备、造价协同工作系统
用户选择4种分析模型的inp文件
模型 线弹性分析 用途 结构动力特性分析,校核结构模型 总质量,构件尺寸与连接关系,构 件荷载是否准确 即结构静力推覆分析(PushOver), 给出建议侧推荷载,后处理给出能 力与需求谱曲线等
静力弹塑性分析
Implicit弹塑性动力时程分析
使用ABAQUS隐式动力方程求解方 法获取整个地震激励的效应
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软件与其它程序的接口
。。。。。。
各软件模型信息共享,避免重复劳动 51
和国内外知名软件的接口,大多是双向接口
和Revit接口:将刚才演示的结构模型导到 Revit 53
Revit接口功能说明
支持主流Revit版本的32位和64位程序。 可以准确的将YJK上部结构和基础结构部分各类构件的截面和几何定位 信息转入到Revit当中。 上部结构可以实现楼层叠加转换的功能。 可以实现上部结构墙、梁、板、柱的构件合并功能。 提供参数供用户自由选择转换后构件材质的颜色、透明度和表面填充 样式。 基础转换时上部结构最底层的构件可实现自动探伸直至和基础构件相 接。 可将Revit模型中的结构部分转换到YJK当中。
能量时程:显示外部激励所做功与内能时程曲线, 用于判断弹塑性动力计算是否出现异常。
节点时程:显示指定节点、指定方向的位移/速度/ 加速度时程曲线
楼层时程曲线:显示用户指定塔、指定楼层、指定 方向的层位移、层间位移、层剪力、层弯矩等变量 的时程曲线。
楼层最大响应:显示各层整个地震持时内的层位移、 层间位移、层剪力、层弯矩最大值。同时支持显示指 定时刻的层位移、层间位移、层剪力、层弯矩值
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给出弹塑性/大震弹性的对比曲线
给出弹塑性/大震弹性的对比曲线
基底剪力应是多遇地震结果的3-5倍
开放接口环节,激活产业链
实现优势互补
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开放接口
• 提供和当今流行的10余种软件的互相转换接口 • Revit、 PKPM 、Etabs、Midas、STAAD.pro、 SAP2000、Abaqus、PDMS、PMS、Benley、 ArchiCAD等 • 建立一个平台:一模多算,发挥各自优势,互相 比对; • 各软件模型信息共享,避免重复劳动
梁钢筋
剪力墙钢筋
• 既支持普通混凝土剪力墙,也支持型钢、钢板剪力墙。剪 力墙钢筋信息全面,包括边缘构件钢筋;墙身水平与纵向 分布钢筋;连梁顶底钢筋、腰筋、交叉筋与箍筋。 • 1)钢板剪力墙中的钢板与混凝土墙采用两片材质不同的 墙分开模拟,以共用节点方式考虑两者的协同作用; • 2)型钢剪力墙,在有型钢的位置建立一根型钢柱,型钢 柱与墙通过共用节点协同工作;
在Revit下设置的YJK结构菜单
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wk.baidu.com
YJK结构菜单分为几个部分: 1、建模计算 2、施工图 3、基础设计 4、弹塑性时程分析
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在Revit下的模型荷载输入与YJK相同
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在Revit下的计算前处理与YJK相同
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在Revit下的计算结果输出
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将施工图中的钢筋信息加到Revit模型
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用户实例3:CCDI海棠湾
转入Revit
复杂模型转换实例
转换实例-基础结构
可以自动将上部结构模型最底层的柱/墙 向下探伸直至与基础构件相接。
转换实例-基础结构
YJK基础结构模型
Revit基础结构模型
YJK的上部结构和基础同时导入Revit实例
YJK上部结构模型
Revit整体结构模型
YJK基础结构模型
将次梁、悬挑梁等次要构件凝聚
• 凝聚可以简化计算模型,提高计算效率和稳定性。 • 程序自动识别出次梁、悬挑梁等次要构件,并可以高亮显 示自动识别的次要构件。 • 可通过指定次要梁/非次要梁功能将自动识别的次要梁指 定成非次要梁,也可以将未自动识别的次要梁指定成次要 梁
开放的网格控制尺寸
• 杆件采用纤维束模型 • 可单独指定梁、柱、斜撑构件中任何一类构件的分段数或 划分控制尺寸。 • 墙、楼板的网格划分尺寸也可单独控制。
将施工图中的钢筋信息加到Revit模型
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Etabs接口
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YJK模型生成Etabs计算数据
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和Etabs接口
• 在充分学习了解Etabs特性情况下的最全面的转化,从专 业计算模型转化; • 1、各类构件与各类荷载的对应并正确转化;弧墙自动转 化为多段的折线墙; • 2、质量分布、风荷载、构件偏心、铰接构件、地下室土 的侧向约束模拟等的正确处理 • 3、对规范要求内容:梁的刚度放大系数,连梁刚度折减; 主梁次梁自动实现; • 4、提供自动对比程序;
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