剪力墻抗震性能模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-09-01
剪力墻抗震性能模擬的視頻教程
木結(jié)構(gòu)剪力墻抗震性能分析
某木結(jié)構(gòu)剪力墻單向加載分析 難點(diǎn)： 1、木框架采用CAD建模，木板采用ABAQUS建模，之后在ABAQUS中進(jìn)行裝配； 2、應(yīng)用非線性彈簧SPRINGA模擬面板釘，模型共施加310個(gè)彈簧； 3、310個(gè)非線性彈簧的施加通過(guò)修改INP文件實(shí)現(xiàn) 4、非線性彈簧參數(shù)的設(shè)定； 5、如何釋放木框節(jié)點(diǎn)彎矩約束（應(yīng)用關(guān)鍵字）； 6、荷載位移曲線的提取。 購(gòu)買(mǎi)后可下載附件！
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基于ABAQUS的帶構(gòu)造邊緣構(gòu)件的L形雙面疊合剪力墻抗震模擬
本課程選取武漢理工大學(xué)做的一個(gè)帶構(gòu)造邊緣構(gòu)件的Ｌ形雙面疊合剪力墻的低周往復(fù)加載試驗(yàn)，發(fā)表于《建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào)》。課程主要內(nèi)容包括： （1）一步步在CAD建模，然后導(dǎo)入到ABAQUS進(jìn)行前處理； （2）新老混凝土疊合面采用Cohesive+庫(kù)倫摩擦混合接觸屬性。
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ABAQUS裝配式剪力墻建模與抗震分析
相關(guān)課程 ABAQUS內(nèi)置型鋼RC剪力墻滯回模擬 https://www.yqgqt.org.cn/video/c206513 ABAQUS裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)建模與抗震分析 https://www.yqgqt.org.cn/video/c246062 ABAQUS鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點(diǎn)抗震性能模擬
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剪力墻抗震性能模擬的實(shí)例教程
仿真計(jì)算的結(jié)果分析：剪力墻下端混凝土兩側(cè)發(fā)生膨脹變形，鋼筋屈服，混凝土出現(xiàn)裂縫，且主要出現(xiàn)在墻角兩側(cè)，隨著加載的位移增大，混凝土的裂縫逐漸發(fā)展到上端，最后墻角混凝土發(fā)生損壞。
剪力墻根據(jù)其受力特點(diǎn)，可以分為由彎曲行為控制的細(xì)長(zhǎng)墻，和由剪切行為控制的短方墻。根據(jù)美標(biāo)ASCE 41的建議，若墻高度與其長(zhǎng)度之比大于3可視為細(xì)長(zhǎng)墻（slender），該比值小于1.5可視為短方墻（short and squar）。高層結(jié)構(gòu)中的剪力墻通常屬于細(xì)長(zhǎng)墻，以壓彎行為為主，常用纖維截面來(lái)模擬其彈塑性行為的發(fā)展。
此外，對(duì)于剪力墻的抗震性能評(píng)價(jià)，ETABS提供了一系列性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，從微觀的纖維應(yīng)變、構(gòu)件局部變形，到宏觀的結(jié)構(gòu)整體變形等等。同時(shí)，ETABS通過(guò)精巧的性能評(píng)價(jià)工具實(shí)現(xiàn)了海量性能指標(biāo)數(shù)據(jù)的組織、篩分、呈現(xiàn)。本文將介紹相關(guān)的功能，并通過(guò)一個(gè)剪力墻案例展現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值。
1、剪力墻的彈塑性單元
墻體彈塑性行為的發(fā)展與其受力方式密切相關(guān)，不同的單元類(lèi)型適用于不同的受力狀態(tài)。ETABS提供了兩種彈塑性單元來(lái)模擬墻體：墻鉸與分層殼。我們應(yīng)區(qū)分情況選擇合適的方式來(lái)模擬墻體彈塑性行為。
1.1 墻鉸
墻鉸，顧名思義，是墻體上布置的塑性鉸。墻鉸的實(shí)質(zhì)是由混凝土纖維和鋼筋纖維組成的纖維截面，用來(lái)模擬墻體的壓彎行為的塑性發(fā)展過(guò)程。在ETABS中，墻體的鋼筋來(lái)源有三個(gè)選項(xiàng)：來(lái)自設(shè)計(jì)結(jié)果、給定配筋率、自定義布筋，如圖1-1所示。
前兩種方式很容易理解，根據(jù)配筋面積或者配筋率將鋼筋均勻分布于墻肢截面中，鋼筋等級(jí)來(lái)自于剪力墻設(shè)計(jì)首選項(xiàng)中設(shè)定的鋼筋材料。若選擇第三種方式，則可以自定義墻肢的邊緣構(gòu)件范圍，分別布置邊緣區(qū)和非邊緣區(qū)的鋼筋，對(duì)話框如圖1-2所示。完成墻體鋼筋指定后，則可指定自動(dòng)墻鉸，生成相應(yīng)的纖維截面，如圖1-3所示。完成計(jì)算分析后，我們可以查詢墻鉸的彎矩-轉(zhuǎn)角曲線、纖維的應(yīng)變等結(jié)果。
墻鉸模擬墻體的壓彎行為，墻體的剪切行為仍是彈性的，取決于材料的剪切模量，壓彎和剪切行為沒(méi)有耦合。
展開(kāi) H型鋼柱薄壁鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的往復(fù)試驗(yàn)?zāi)M（H型鋼，薄壁結(jié)構(gòu)，鋼板剪力墻，滯回曲線，有限元模擬）
模擬結(jié)果如下：
1.4、三種模型總結(jié)
（1）纖維模型由于本身不考慮剪切，所以適用于剪跨比較大的剪力墻，如果想模擬小剪跨比的剪力墻，可以采用柔度法加剪切彈簧（注意：剛度法加剪切彈簧是沒(méi)有用的）。
（2）多垂直桿和分層殼模型，既可以較好的模擬大剪跨比的剪力墻，也可以較好地模擬小剪跨比的剪力墻。
OpenSees剪力墻3種建模方法的視頻教程可在下方鏈接觀看：
https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c14572
學(xué)會(huì)了OpenSees鋼筋混凝土剪力墻的建模方法，帶耗能鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋或者螺栓鋼板的剪力墻、裝配式剪力墻也就簡(jiǎn)單了，在此基礎(chǔ)上添加單元或材料考慮即可。
2、ABAQUS軟件
在ABAQUS中，模擬剪力墻的方法主要有：
（1）實(shí)體單元；（2）殼單元；（3）二維MCFT模型（方自虎老師開(kāi)發(fā)）
由于大家最常用的是實(shí)體單元，所以本文重點(diǎn)講述實(shí)體單元建模中的幾個(gè)要點(diǎn)問(wèn)題。具體的建模過(guò)程不細(xì)講了，如果你剛開(kāi)始學(xué)ABAQUS，推薦你2本書(shū)，里面有擬靜力試驗(yàn)模擬的詳細(xì)建模過(guò)程，看完你就會(huì)了。
①徐亞豐《高等土木工程結(jié)構(gòu)（ABAQUS模擬實(shí)驗(yàn)/實(shí)驗(yàn)室模型實(shí)驗(yàn)）》
②王玉鐲 《ABAQUS結(jié)構(gòu)工程分析及實(shí)例詳解》
2.1、混凝土本構(gòu)及損傷因子的計(jì)算（CDP模型）
混凝土損傷損傷塑性模型（CDP）包括鋼筋和混凝土的本構(gòu)及損傷因子的計(jì)算。
（1）混凝土本構(gòu)的計(jì)算方法有很多，常用的有：①10規(guī)范；②02規(guī)范（過(guò)鎮(zhèn)海模型） ；③丁發(fā)興模型等。從規(guī)范或者文獻(xiàn)中，找到相應(yīng)的公式，制作一個(gè)Excel表格，或者用Matlab寫(xiě)一個(gè)代碼，不是很難的事情。（2）鋼筋本構(gòu)可選用雙折線或者三折線模型，在ABAQUS中，需要輸入真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變，所謂真實(shí)應(yīng)力即考慮了鋼筋拉斷時(shí)截面面積的縮小。試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)為名義應(yīng)力和名義應(yīng)變。
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2.【科研分享】鋼摩擦片的可行性及磨損研究
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案例一：框架剪力墻分析
案例二：大跨橋梁多點(diǎn)地震激勵(lì)分析（tcl來(lái)自陳學(xué)偉）
案例三：超高層彈塑性時(shí)程分析（tcl來(lái)自陸新征老師）
案例四：土結(jié)構(gòu)相互作用SSI分析
案例五：鋼筋混凝土柱腳pushover分析
案例六：鋼筋混凝土柱滯回分析
案例七：砌體結(jié)構(gòu)滯回分析
案例八：dual system 滯回和時(shí)程分析
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剪力墻抗震性能模擬的最新內(nèi)容
圖4-11 性能校核比率曲線
5小結(jié)
剪力墻抗震性能的模擬和評(píng)價(jià)是一個(gè)復(fù)雜的課題。ETABS提供了一系列工具來(lái)幫助工程師判斷剪力墻在地震作用下的塑性發(fā)展?fàn)顟B(tài)。通過(guò)應(yīng)變計(jì)、墻鉸等工具可以獲知墻肢轉(zhuǎn)角、纖維應(yīng)變的信息，從而判斷墻體的受彎狀態(tài)。通過(guò)剪力校核工具可以判斷墻肢、連梁的受剪狀態(tài)。通過(guò)性能校核比率曲線可以綜合對(duì)比分析不同的地震波、不同性能水準(zhǔn)、不同性能指標(biāo)的結(jié)果。
漿錨連接裝配式剪力墻Abaqus滯回模擬結(jié)果準(zhǔn)確性驗(yàn)證
1.裝配式剪力墻試件模型
1.1試件構(gòu)造與尺寸
試件分為上下兩段墻體，下段預(yù)制墻預(yù)留豎向插件，待上下段墻體豎向插入拼裝就位后，在預(yù)留管道內(nèi)注入高強(qiáng)無(wú)收縮灌漿料，實(shí)現(xiàn)兩段墻的漿錨連接,模型幾何尺寸及配筋,見(jiàn)圖1所示[1]。
圖1 試件構(gòu)造與尺寸
1.2試驗(yàn)材料
構(gòu)件采用HRB335級(jí)鋼筋直徑8mm、10mm、12mm、14mm
文/心塵軒
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H型鋼柱薄壁鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的往復(fù)試驗(yàn)?zāi)M（H型鋼，薄壁結(jié)構(gòu)，鋼板剪力墻，滯回曲線，有限元模擬）
計(jì)算任務(wù)的描述：墻體尺寸為1400mm×160mm×2800mm，兩側(cè)有200mm×160mm×2800mm的后澆暗柱，混凝土立方體抗壓強(qiáng)度為43.1 Mpa，混凝土密度2400kg/m4，混凝土彈性模量為3.15x104 Mpa.泊松比0.2。暗柱設(shè)有4根直徑為16mm的HRB335縱向鋼筋和間距為150mm的直徑為8mm的HPB300型號(hào)的箍筋，墻體橫向和豎向設(shè)間距為200mm，直徑為8mm的
當(dāng)下土木工程研究生，多數(shù)都在從事裝配式混凝土構(gòu)件安全或裝配式混凝土構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能的研究。研究這類(lèi)問(wèn)題，幾乎脫離不開(kāi)對(duì)有限元軟件的使用，Abaqus求解能力非常強(qiáng)大，但模型處理能力相對(duì)較弱。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的有限元計(jì)算與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相比，其節(jié)點(diǎn)處理起來(lái)相對(duì)復(fù)雜，計(jì)算結(jié)果往往需要凸顯出連接節(jié)點(diǎn)力學(xué)特性，所以對(duì)建模精程度的要求較高。所以向大家介紹一款工具—HyperMesh軟件（一下簡(jiǎn)稱Hm），它是專業(yè)的有限元前處理工具
項(xiàng)目難點(diǎn)：
1、砌體剪力墻分離式建模；
2、磚與砂漿材性設(shè)置；
3、磚與砂漿截面粘結(jié)關(guān)系設(shè)置。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
項(xiàng)目難點(diǎn)：
1、鋼連梁與鋼筋混凝土剪力墻連接設(shè)置；
2、復(fù)雜模型快速建模；
3、滯回模擬注意事項(xiàng)。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
項(xiàng)目難點(diǎn)：
1、填充剪力墻具體做法；
2、通法建模；
3、快速分析概要。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
項(xiàng)目難點(diǎn)：
1、快速建模；
2、初始缺陷施加；
3、滯回模擬通法設(shè)置。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
