擬靜力試驗
關注創建者：鹿頭人 創建時間：2020-06-03
擬靜力試驗的視頻教程
Abaqus混凝土梁柱節點擬靜力試驗模擬
采用Abaqus軟件，對現澆混凝土梁柱中心節點進行擬靜力試驗模擬。 建模方法： 1、Abaqus梁單元+3種子程序（ PQFiber、iFiberLUT、CS ）； 2、Abaqus超自由度單元（Inp文件建模）； 3、Abaqus二維MCFT模型（Inp文件建模）； 4、Abaqus實體單元。
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擬靜力試驗的實例教程
通過擬靜力試驗（也叫低周往復荷載試驗），可以研究構件在地震作用下的受力和變形特征，同時得到滯回曲線和骨架曲線，從而得到構件的極限承載力、極限位移、耗能能力、強度退化、剛度退化和延性等。
數值仿真在科研工作中也發揮著重要的作用，一方面，在試驗之前我們可以進行數值模擬，預測試驗結果；另一方面，通過數值模擬，完成試驗較難完成的變量分析，與試驗形成互補。目前構件擬靜力數值模擬中，最常用的有限元分析軟件有ABAQUS、OpenSees、ANSYS和ADINA等。
本文基于ABAQUS和OpenSees，對鋼筋混凝土剪力墻的擬靜力試驗進行數值模擬，總結2個軟件中的各種建模方法，并進行對比分析。
0、剪力墻試試驗概況
1、OpenSees軟件
在此次數值分析中，采用3種采用建模方法：
（1）纖維模型（DispBeamCloum、 ForceBeamCloum 、 DispBeamCloum +0長度單元、 ForceBeamCloum +Hysteretic）；
（2）多垂直桿（MVLEM、SFI- MVLEM ）；
（3）分層殼（ShellMITC4、ShellNLDKGQ）。
1.1、纖維模型
纖維模型是OpenSees中最常用的模型，模擬中分別采用了剛度法、柔度法、剛度法加零長度單元以及柔度法加剪切彈簧4種方法。模擬結果如下圖所示：
1.2、多垂直桿模型
多垂直桿中，采用MVLEM和SFI-MVLEM模型。MVLEM模型是將剪力墻延高度方向劃分為若干段，每一段內采用多個豎向纖維彈簧來模擬壓彎效應，一個水平剪切彈簧來模擬剪切變形。SFI-MVLEM是將混凝土板單元引入到2維宏觀纖維模型中，更好的模擬了彎剪耦合作用下剪力墻的受力特性。
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OpenSees墩柱擬靜力加載試驗數值模擬
0引言
纖維模型在用于結構彈塑性分析時，能以較低的計算成本獲得較高的求解精度，且各纖維可以采用材料單軸本構關系，從而避免了確定多維本構關系的困難。墩柱擬靜力加載試驗是結構抗震經常會做的試驗，本文以太平洋地震研究中心（PEER）上邊一方形柱試件擬靜力加載試驗為例（如圖1），介紹如何在OpenSees中建立墩柱纖維模型并進行PushOver分析，并附上詳細命令流。
采用OpenSees軟件，對普通混凝土柱子、鋼管混凝土柱子、型鋼混凝土柱子、CFRP增強混凝土柱子的擬靜力試驗進行數值模擬，模擬結果較好。
一、普通混凝土柱子
選取清華大學2011年的普通混凝土柱子，分別采用基于剛度法的非線性梁柱單元（Displacement-Based Beam-Column Element，分別采取1、3、5個單元）和基于柔度法的非線性梁柱單元（Force-Based Beam-Column Element）進行模擬，對比剛度法和柔度法的差別，探討如何能較好地模擬柱子低周反復荷載下的滯回特性。
試驗參數如下：
模擬結果如下：
二、鋼管混凝土柱子
采用OpenSees軟件，采用基于柔度法的非線性梁柱單元（Force-Based Beam-Column Element）進行方鋼管混凝土柱擬靜力試驗模擬。采用Mander模型計算核心區混凝土強度，試驗參數如下：
我的模擬結果如下：
核心期刊論文模擬如下：
可以看出，兩者相差不大。
三、型鋼混凝土柱
采用OpenSees軟件，采用基于柔度法的非線性梁柱單元（Force-Based Beam-Column Element）進行圓形和方型鋼混凝土柱擬靜力試驗模擬，采用Kent-Park模型計算核心區混凝土強度。試驗參數如下：
截面劃分如下：
滯回曲線如下：
四、CFRP加固混凝土柱
采用OpenSees軟件，采用基于柔度法的非線性梁柱單元（Force-Based Beam-Column Element）進行CFRP增強混凝土柱擬靜力試驗模擬，采用Kent-Park模型計算核心區混凝土強度，采用Lam-Teng模型計算CFRP參數。
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一、案例簡介
采用Abaqus軟件，對現澆鋼筋混凝土梁柱中心節點進行擬靜力試驗模擬（滯回分析）。
采用4種不同的建模方法，對比分析各個模型的特點與適用性，為構件滯回模擬方法的選擇提供參考。
1、Abaqus梁單元；
2、Abaqus實體單元；
3、Abaqus超自由度單元；
4、Abaqus二維MCFT模型。
例如構件出現整體或局部屈曲，如圖10所示，為一個支撐構件的擬靜力試驗結果，其中（b）、（c）（d）的破壞無法通過纖維鉸進行模擬，而（a）也無法通過單個纖維鉸進行模擬，需要將構件分割為多個對象，并對每個對象設置纖維鉸，同時通過修改未變形幾何命令對構件施加初始缺陷，而后在分析工況中考慮P-Δ與大位移，方可對整體屈曲進行一定程度的模擬。
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