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【JY】YJK前處理參數(shù)詳解及常見問題分析:剛度系數(shù)(三)
B區(qū)參數(shù)詳解
1、中梁剛度放大系數(shù)
對程序判斷為中梁的梁,其抗震狀態(tài)下的剛度放大系數(shù)按該參數(shù)設(shè)置,該剛度系數(shù)影響模型的模態(tài)計算、地震下的位移、內(nèi)力等(注:主要為適應(yīng)廣東高規(guī)2021版按設(shè)防烈度計算的原則,以考慮梁板在中震下開裂后,樓板無法繼續(xù)為梁提供彈性計算時的剛度放大系數(shù)的情況)。
2、邊梁剛度放大系數(shù)
對程序判斷為邊梁的梁,其抗震狀態(tài)下的剛度放大系數(shù)按該參數(shù)設(shè)置,該剛度系數(shù)影響模型的模態(tài)計算、地震下的位移、內(nèi)力等(注:主要為適應(yīng)廣東高規(guī)2021版)。
3、連梁剛度折減系數(shù)
軟件根據(jù)該參數(shù)對連梁剛度進行折減,并且對按框架梁輸出的連梁和墻開洞方式生成的連梁均有效。
相關(guān)條文:
《高規(guī)》5.2.1條
C區(qū)參數(shù)詳解
1、中梁剛度放大系數(shù)
對程序判斷為中梁的梁,其風(fēng)荷載計算時的剛度放大系數(shù)按該參數(shù)設(shè)置,該剛度系數(shù)影響模型風(fēng)荷載下的位移、內(nèi)力等(注:主要為適應(yīng)廣東高規(guī)2021版)。
2、邊梁剛度放大系數(shù)
對程序判斷為邊梁的梁,其風(fēng)荷載計算時的剛度放大系數(shù)按該參數(shù)設(shè)置,該剛度系數(shù)影響模型風(fēng)荷載下的位移、內(nèi)力等(注:主要為適應(yīng)廣東高規(guī)2021版)。
3、連梁剛度折減系數(shù)
軟件根據(jù)該參數(shù)對風(fēng)荷載計算時的連梁剛度進行折減,并且對按框架梁輸出的連梁和墻開洞方式生成的連梁均有效。
展開 案例分享 | 東電設(shè)計公司如何快速構(gòu)建核建筑設(shè)施的詳細(xì)3D FEM模型
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首先,東京電力設(shè)計株式會社通過MSC Apex軟件對一個由柱、梁和墻組成的3D門模型做了對比研究。圖2為節(jié)點共享模型,左側(cè)為細(xì)網(wǎng)格模型,右側(cè)為粗網(wǎng)格模型,圖3為粘接模型,即對每個構(gòu)件分別劃分網(wǎng)格,然后進行粘接,左側(cè)為細(xì)網(wǎng)格模型,右側(cè)為粗網(wǎng)格模型,分別對四組模型進行靜態(tài)震度分析,得到四組對應(yīng)的應(yīng)力云圖,分別如圖4、圖5所示。
圖2 節(jié)點共享模型(左側(cè)細(xì)網(wǎng)格,右側(cè)粗網(wǎng)格)
圖3粘接模型(左側(cè)細(xì)網(wǎng)格,右側(cè)粗網(wǎng)格)
圖4 節(jié)點共享模型靜態(tài)震度分析(馮-米塞斯應(yīng)力)
1%誤差(壁和圓柱之間連接的差異導(dǎo)致)
圖5 粘接模型靜態(tài)震度分析(馮-米塞斯應(yīng)力)
0.5%誤差(壁和圓柱相連處應(yīng)力分布一致)
對以上四種情況的模型進行特征值分析,并比較固有頻率。盡管它們在圖6中看起來差別較小,但誤差在2%以內(nèi)。
圖6 固有頻率比較
之后,他們再次創(chuàng)建了更為復(fù)雜的完整的有限元模型,并且分別創(chuàng)建圓柱、梁、地板和墻壁的網(wǎng)格,并分析每個部件連接部分使用粘接定義的情況和這些部件用共享節(jié)點方式連接的情況。圖7分別為網(wǎng)格圖和變形圖。最大位移與固有頻率之差最大為3%,右側(cè)的變形輪廓和馮·米塞斯應(yīng)力云圖幾乎相同。通過此研究發(fā)現(xiàn),將每個構(gòu)件劃分為六面體單
元,然后采用粘接模型的形式,可以獲得足夠的精度。
圖7 復(fù)雜模型的網(wǎng)格和變形圖
東京電力設(shè)計株式會社還通過對比板梁單元模型與實體單元模型的固有頻率,充分證實了實體單元的計算更為精準(zhǔn)。
展開 ABAQUS 單元類型和選型規(guī)則
在選單元之前,我們先了解一下ABAQUS 單元編號法則,而了解單元編號法則就不得不提ABAQUS中單元具備的五個基本要素,分別是:
1)單元族群,如下圖所示為力學(xué)分析中常用的單元族群,這些族群的主要區(qū)別在于幾何特征的差異,適合于研究不同的結(jié)構(gòu)類型,選擇合適的族群可以在不降低計算精度條件下,減少計算量,比如:一座高樓大廈如果全用實體單元建模,可能需要千萬甚至上億個實體單元,但如果將大廈的梁柱簡化為梁單元,墻和樓板簡化為殼單元模擬,單元數(shù)量將急劇減少。
單元編號法則1:它們的首字母或前幾位字符通常會作為單元編號的起始字符。比如:‘C3D8’中首
字母‘C’為Continuum elements 的首字母。
2)自由度,是分析過程中計算的基本變量,比如力學(xué)分析中的自由度是節(jié)點的平移和旋轉(zhuǎn)自由度;傳熱分析中需要考慮的自由度是節(jié)點溫度;滲流分析則是孔隙壓力自由度……
單元編號法則2:單元自由度通常由單元族群和尾部字符確定,比如尾部字符包含T,則表示包含溫度自由度,包含P,則表示包含孔壓自由度。
3)節(jié)點數(shù),自由度僅在節(jié)點位置上計算,而其他位置上的數(shù)值則通過內(nèi)部公式插值獲得,而插值方法由單元節(jié)點數(shù)確定,比如8 節(jié)點六面體單元,采用線性插值方式,稱為一階單元;而20 節(jié)點六面體單元,也就是在每條單元邊中間增加一個節(jié)點,采用二次方程插值,因此被稱為二階單元。
單元編號法則3:節(jié)點數(shù)量會在單元編號中直接體現(xiàn),比如C3D8 中的‘8’表示8 節(jié)點;而其中的‘3’或‘2’后面跟著D 字符,則需要和‘3D’/‘2D’一起辨識為三維/二維單元。
4)單元架構(gòu),自由度和節(jié)點就像是零件,要把這些零件有機的組合起來,就需要裝配說明,而單元架構(gòu)就是這樣的一套裝配說明,裝配好之后才能稱為單元。
展開 如何快速“吃”透結(jié)構(gòu)施工圖,提高識圖技能?
同時也可以結(jié)合建筑平面圖來看,“基本上是墻下就有梁,房間分隔處下就有梁”,便于理解。
②看墻柱標(biāo)準(zhǔn)層位置圖,注意有些連系梁的配筋是標(biāo)注在墻柱布置圖上的,并將柱布置圖與梁圖結(jié)合看。完成這幾步后,基本上能清楚標(biāo)準(zhǔn)層的結(jié)構(gòu)了。在看柱位置圖時,可以同時看一看柱子配筋。
③看標(biāo)準(zhǔn)層板配筋圖,將梁、柱、板配筋圖中的說明看一遍,包括圖上的文字說明和施工圖中的各種詳圖(大樣圖)代碼,結(jié)合標(biāo)識位置看;結(jié)合樓梯看標(biāo)準(zhǔn)層的樓梯配筋和與梁、墻、柱的結(jié)合。
④看樁基施工圖、承臺、地梁圖
⑤看非標(biāo)準(zhǔn)層的結(jié)構(gòu)施工圖和地下室的結(jié)構(gòu)施工圖。
⑥看屋面結(jié)構(gòu)施工圖。
⑦看水池、坡道、屋頂樓梯間、電梯間等的結(jié)構(gòu)施工圖。
⑧看結(jié)構(gòu)施工圖總說明,了解各種施工要點
⑨如有審圖意見和圖紙會審、設(shè)計變更之類,將其對照施工圖看,并注寫在結(jié)構(gòu)施工圖上。
⑩仔細(xì)查看各種大樣圖,注意鋼筋走向,根據(jù)標(biāo)注思考如何布置和支模。
施工圖看多了,很多人會養(yǎng)成特有的看圖習(xí)慣,以上的識圖順序也不是固定不變的,剛開始看圖的盆友們可以試試這個順序,當(dāng)然識圖經(jīng)驗也需要大家慢慢積累,才能更快的提高識圖的速度和效率。
(2)識圖要點
①結(jié)構(gòu)設(shè)計說明識圖要點
設(shè)計說明中有些內(nèi)容有時候會通用的,所以大家在看圖的時候只需記住比較特殊的內(nèi)容。
比如結(jié)構(gòu)的特殊要求,結(jié)構(gòu)所采用的材料,混凝土、鋼筋(包括預(yù)應(yīng)力鋼筋)、砌體的塊材和砌筑砂漿等結(jié)構(gòu)材料,清楚其品種、規(guī)格、強度等級、特殊性能要求、自重及相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)等。還有,關(guān)于建筑物的基本信息、所在場地的巖土勘察報告、所用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和構(gòu)造等,這些也是要掌握的基本內(nèi)容。
②結(jié)構(gòu)布置圖識讀要點
結(jié)構(gòu)布置圖,由結(jié)構(gòu)平面圖和剖面圖或標(biāo)準(zhǔn)圖組成。
?了解結(jié)構(gòu)的類型、主要構(gòu)件的平面位置與標(biāo)高,并與建筑施工圖結(jié)合了解各構(gòu)件的位置和標(biāo)高的對應(yīng)情況。
展開 
圖解 | 鋼結(jié)構(gòu)各構(gòu)件和做法大全
■型材可選擇鋁型材或塑
14、泛水板、飾邊板
說明:
■W1因內(nèi)墻壓型鋼板不同而取值不同;W2根據(jù)磚墻、墻梁的差異而取不同的數(shù)值。
14-2、磚墻與壓型鋼板墻結(jié)合處
說明:
■W1、W2尺寸根據(jù)壓型鋼板板型而變化。
14-3、墻頂處
說明:
■W值根據(jù)墻梁、壓型鋼板的不同而變化。
14-4、山墻與屋面交接處
14-4-1、墻面凸出屋面
說明:
■W1、W2尺寸根據(jù)屋面外層壓型鋼板不同而變化。
14-4-2、墻面平于屋面
說明:
■W1、W2尺寸根據(jù)屋面外層壓型鋼板不同而變化。
14-5、屋脊處
說明:
■W1、W2尺寸根據(jù)屋面壓型鋼板不同而變化。
14-6、墻面開洞
說明:
■W1、W2、W3、W4、W5尺寸根據(jù)墻面壓型鋼板和墻梁的不同而變化。
聲明:轉(zhuǎn)載此文是出于傳遞更多信息之目的,
不為商業(yè)用途
。文字和圖片版權(quán)歸原作者所有
展開 BIM的183個知識點,看完快速熟悉BIM!
會隱藏“建筑墻”、“建筑樓板”等非結(jié)構(gòu)圖元,“墻飾條”、“幕墻”不會被隱藏。
16、Revit創(chuàng)建梁的方式:
梁和梁系統(tǒng)。
17、條形基礎(chǔ)屬于系統(tǒng)族。
18、Revit提供了建筑墻、結(jié)構(gòu)墻、面墻。
19、Revit建筑樣板三種基本樣式:
幕墻、外部玻璃、店面。
20、基本參數(shù):
材質(zhì)、尺寸標(biāo)注。
這些參數(shù)可以按項目的需求進行修改。
21、Revit平面草圖繪制構(gòu)件:
樓板、屋頂。
22、屋頂創(chuàng)建方式:
面屋頂、跡線屋頂、拉伸屋頂。
23、編輯欄桿位置對齊:
起點、終點、中心、展開樣式匹配。
24、創(chuàng)建坡道草圖:
梯段、邊界、踢面。
25、地形創(chuàng)建方式:
直接放置高程點、導(dǎo)入等高線(DWG、DXF、DGN)、導(dǎo)入土木工程應(yīng)用程序中的點文件。
26、Revit三維視圖:
正交、透視。
27、打開視圖的“圖形顯示選項”三種方式:
視覺樣式-圖形顯示選項、視圖的小三角、單擊屬性欄中圖形顯示選項。
28、顏色控制可選“保留”,也可選“黑白”,選“保留”較好。
29、水管與其他專業(yè)碰撞修改原則:
電線橋架最上面、風(fēng)管中間、水管最下方。
滿足要求:
管道高距離梁底200。
節(jié)約空間。
重力管道與其他碰撞,應(yīng)修改其他:
管道偏移200。
展開 全面認(rèn)識BIM技術(shù)的183個知識點,迎接無BIM不工程的時代
會隱藏“建筑墻”、“建筑樓板”等非結(jié)構(gòu)圖元,“墻飾條”、“幕墻”不會被隱藏。
16、Revit創(chuàng)建梁的方式:梁和梁系統(tǒng)。
17、條形基礎(chǔ)屬于系統(tǒng)族。
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19、Revit建筑樣板三種基本樣式:幕墻、外部玻璃、店面。
20、基本參數(shù):材質(zhì)、尺寸標(biāo)注。這些參數(shù)可以按項目的需求進行修改。
21、Revit平面草圖繪制構(gòu)件:樓板、屋頂。
22、屋頂創(chuàng)建方式:面屋頂、跡線屋頂、拉伸屋頂。
23、編輯欄桿位置對齊:起點、終點、中心、展開樣式匹配。
24、創(chuàng)建坡道草圖:梯段、邊界、踢面。
25、地形創(chuàng)建方式:直接放置高程點、導(dǎo)入等高線(DWG、DXF、DGN)、導(dǎo)入土木工程應(yīng)用程序中的點文件。
26、Revit三維視圖:正交、透視。
27、打開視圖的“圖形顯示選項”三種方式:視覺樣式-圖形顯示選項、視圖的小三角、單擊屬性欄中圖形顯示選項。
28、顏色控制可選“保留”,也可選“黑白”,選“保留”較好。
29、水管與其他專業(yè)碰撞修改原則:電線橋架最上面、風(fēng)管中間、水管最下方。滿足要求:管道高距離梁底200。節(jié)約空間。重力管道與其他碰撞,應(yīng)修改其他:管道偏移200。
30、垂直對正方式:中、底、頂。
31、在平面視圖、立面視圖、剖面視圖、三維視圖都可以放置管件。
32、管道在粗和中等下為單線。精細(xì)下為雙線。風(fēng)管在粗下為單線,中等和精細(xì)下為雙線。
33、管道類型:半徑彎頭/T型三通、半徑彎頭/接頭、斜接彎頭/T型三通和斜接彎頭/接頭。
34、首選連接類型:設(shè)置風(fēng)管支管連接的默認(rèn)方式。T形三通默認(rèn)類型:接頭、四通、過渡件、多形狀過渡件、活接頭。
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19、Revit建筑樣板三種基本樣式:幕墻、外部玻璃、店面。
20、基本參數(shù):材質(zhì)、尺寸標(biāo)注。這些參數(shù)可以按項目的需求進行修改。
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22、屋頂創(chuàng)建方式:面屋頂、跡線屋頂、拉伸屋頂。
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25、地形創(chuàng)建方式:直接放置高程點、導(dǎo)入等高線(DWG、DXF、DGN)、導(dǎo)入土木工程應(yīng)用程序中的點文件。
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30、垂直對正方式:中、底、頂。
31、在平面視圖、立面視圖、剖面視圖、三維視圖都可以放置管件。
32、管道在粗和中等下為單線。精細(xì)下為雙線。風(fēng)管在粗下為單線,中等和精細(xì)下為雙線。
33、管道類型:半徑彎頭/T型三通、半徑彎頭/接頭、斜接彎頭/T型三通和斜接彎頭/接頭。
34、首選連接類型:設(shè)置風(fēng)管支管連接的默認(rèn)方式。T形三通默認(rèn)類型:接頭、四通、過渡件、多形狀過渡件、活接頭。
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1、 跨中板帶在剪力墻中間層上部縱筋平直段≥0. 4Lab,彎折15d,下部縱筋伸入墻內(nèi)12d且過支座中心線。
2、 跨中板帶在剪力墻頂連接有兩種,一種搭接連接Ll,墻外側(cè)水平筋彎折15d,板上部縱筋彎折斷點位于板底。板下部縱筋伸入墻內(nèi)12d且過支座中心線。第二種是板上部縱筋充分利用鋼筋的秔拉強度,上部縱筋平直段≥0. 6Lab,彎折15d,下部縱筋伸入墻內(nèi)12d且過支座中心線。
3、 柱上板帶在剪力墻中間層上、下縱筋平直段≥0. 4Lab,彎折15d。
4、 柱上板帶在剪力墻頂墻外側(cè)鋼筋與板上部縱筋搭接Ll,墻外側(cè)水平筋彎折15d,板上部縱筋彎折斷點位于板底;下縱筋平直段≥0. 4Lab,彎折15d。
圖三 板在墻頂端部構(gòu)造
樓梯
16G101-2樓梯沒有根本性變化,基本上已經(jīng)定型了,但有些細(xì)微的變化,不可不察也。
雖然有了電梯,但樓梯永遠(yuǎn)無法被取代,是建筑設(shè)計標(biāo)配,因為電梯會有故障,而樓梯不會。樓梯是建筑物中作為樓層間垂直交通用的構(gòu)件,也是火災(zāi)時唯一逃生通道。樓梯由連續(xù)梯級的梯段、休息平臺、梯梁梯柱和圍護構(gòu)件等組成。
變化一、取消代號HT樓板,原11G101的HT梯板支承方式改為現(xiàn)GT梯板支承方式。11G101中FT型 和GT型(由層間板、踏步段和樓層平板構(gòu)成)兩者高相似度,16G101-2把FT型 和GT型合并為FT, 取消GT,然后把HT改為GT,即取消層間平板端單邊支承方式。
圖一 FT型和GT型
變化二、增加梯板CTa和CTb型,CTa和CTb型為帶滑動支座的板式樓梯,樓板由踏步段和高端平板構(gòu)成,其支承方式為梯板高端支承在梯梁上,CTa型梯板低端帶滑動支座支承在梯梁上,CTb型梯板低端帶滑動支座支承在挑板上。ATa 、ATb都是帶滑動支座的板式樓梯,全部由跳步段構(gòu)成。
展開 基于ANSYS/LS-DYNA框剪結(jié)構(gòu)爆破倒塌仿真分析
方案四,A軸第一~四層待拆除立柱同時起爆,使用MS7(200ms)段;B軸第一層待拆除立柱同時起爆,使用MS11(500ms)段;B軸第二~四層和C軸第一層柱子使用MS16(1000ms)段;形成如圖4(d)所示的三個延期起爆區(qū)段的梯形切口。
各立柱起爆時間及柱子炸高、區(qū)段分別見表1和圖4。
2 框剪結(jié)構(gòu)倒塌數(shù)值模擬方法
ANSYS/LS-DYNA軟件很適用于模擬分析大變形、研究爆炸沖擊等動力學(xué)問題,其程序中內(nèi)嵌常用的單元,包括link160桿單元、beam161梁單元、shell163殼單元和solid164實體單元等。其中,solid164主要適用于實體單元,本文即選用solid164實體單元對框剪樓房和地面進行建模。
2.1 整體式模型
鋼筋混凝土計算模型一般有整體式、組合式和分離式這三種形式。現(xiàn)代城市建筑設(shè)計的高度不斷增加促使其結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜化,若采用共節(jié)點分離式模型,不但難以建模,而且其劃分后的單元數(shù)可達(dá)到百萬數(shù)量級,由此產(chǎn)生的計算量讓普通計算機不堪重負(fù)。而整體式模型則不需要單獨對鋼筋進行單元劃分,鋼筋的力學(xué)性能直接被融合在混凝土中。而在拆除爆破中,我們研究的是結(jié)構(gòu)體的宏觀變化,故采用整體式模式是可行的。
模型中,梁、柱和剪力墻材料采用*MAT_BRITTLE_DAMAGE(MAT96),填充墻和地面則采用*MAT_PLASTIC_KINEMATIC(MAT3)材料,本例中的梁柱(剪力墻以及樓板的材料參數(shù)與梁柱不同之處在于配筋率,都為2%)和填充墻以及地面參數(shù)見表2、3和4所示。
展開 
用戶作品賞析 | 基于Ansys/LS-DYNA框剪結(jié)構(gòu)爆破倒塌仿真分析
模型中,梁、柱和剪力墻材料采用*MAT_BRITTLE_DAMAGE(MAT96),填充墻和地面則采用*MAT_PLASTIC_KINEMATIC(MAT3)材料,本例中的梁柱(剪力墻以及樓板的材料參數(shù)與梁柱不同之處在于配筋率,都為2%)和填充墻以及地面參數(shù)見表2、3和4所示。
表2 梁、柱材料參數(shù)
表3 填充墻材料參數(shù)
表4 地面材料參數(shù)
2.2 接觸
Ansys/LS-DYNA中提供了幾十種接觸,比較常用的的接觸有,AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE(自動單面接觸),AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE(自動面面接觸),ERODING_SINGLE_SURFACE(單面侵蝕接觸)等,由于框剪結(jié)構(gòu)劃分完過后有30萬多的單元,再加上模型中part(構(gòu)件)數(shù)目較多,為了節(jié)省計算時間,采用單面侵蝕接觸,取動、靜摩擦系數(shù)分別為0.4和0.5。單面侵蝕接觸不需要定義主從面,可以自動判別框剪結(jié)構(gòu)與地面的接觸,并且可以處理侵蝕現(xiàn)象。
2.3 荷載施加與材料失效
建筑物爆破切口形成后,切口上部結(jié)構(gòu)在重力荷載作用下產(chǎn)生傾覆彎矩,發(fā)生傾斜倒塌。數(shù)值模擬中,可以直接在K文件中添加重力荷載關(guān)鍵字*LOAD_BODY_Y,在結(jié)構(gòu)高度方向(Y)施加重力荷載。
實際情況中,切口處的柱子是在炸藥作用下爆破失效,失去承重能力的。
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