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1、 显示下一条 | 关闭首页日志博友关于我 雕工结构鸣谢 把所有青春献给建筑结构设计的人们.建筑工程施工图设计文件审查要点（试行）自密实高性能混凝土力学性能的研究与应用 2012-11-09 19:34:10 | 分类： 结构|举报| 订阅PERFORM-3D参数定义方法 1、钢梁塑性铰参数定义(FEMA Beam)先定义截面：给定材料屈服应力，在定义FEMA梁的时候，程序会自动根据给定的屈服应力和塑性截面模量计算截面极限强度(U点对应纵坐标)。横坐标的定义：参考Fema356表格Table5-6，并作一定的简化，如下图所示，图中红色曲线为PERFORM-3D中的定义方法(建议，非必须)。FEM
2、A给出了a，b，c三个参数，没有给出DU对应的横坐标，可以取DY到DL中的任意值，建议DU的取值保证KH/KO=0.1左右(WittoWang推测)。DX可以取个较大的值，防止有些构件达到DX点，可能会造成计算不收敛或计算停止。字号日志 a+1=10，DR= b+1=12。同样的情况在定义Deformation Capacity的时候也需要考虑，因此对应的Level1(IO)=1+1=2、Level2(LS)=7+1=8、Level3(CP)=8+1= Factor是用来考虑刚度退化的。它的定义是：考虑退化的滞回环能量与不考虑退化时的滞回环能量的比值。详细定义参考用户手册1.2.各点能量退化系
3、数基本上可以参考上图的定义设置。2、钢柱塑性铰参数定义(FEMA Column)先定义截面：与FEMA Beam类似，给定材料屈服应力，在定义FEMA柱的时候，程序会自动根据给定的屈服应力和塑性截面参数计算截面极限强度(U点对应纵坐标)，包括P、M2、M3三条荷载位移曲线。关于P-M-M的定义，参考PERFORM-3D用户手册，PERFORM按下面的计算公式进行模拟。需要给出三个参数：、以定义曲线形状。各参数PERFORM均给出了取值范围及建议值，如无特殊情况，可以按上图中PERFORM的建议值取值，即=2.0、=1.1、=1.4。 Capacity的定义与FEMA钢梁的定义基本一致，也要在F
4、EMA356表格Table5-6的数值上加1。与梁不同的是，柱的延性与轴压比有关，参考PERFORM用户手册5.8.1，不同轴压比的DeformationCapacity参考FEMA356表格Table5-6，PU和PL建议分别可以取0.2AFy和0.5AFy，如下图所示。 Bar Element)轴向单元为二力杆单元，仅承受轴向拉压，Perform3D主要有以下七种Simple Bar单元。弹性的：线弹性杆单元、非线性弹性gap-hook杆单元、分段线弹性杆单元；弹塑性的：弹塑性杆单元(带Perform典型滞回)、Steel bar/tie/strut、Concrete Strut；其余的：
5、Strain Gage(可以用Deformation Gage单元代替)。Inelastic Bar (弹塑性杆单元)该单元不能调用截面属性，直接在参数里面给弹性模量和截面，程序通过这两个参数计算构件弹性初始刚度，本构关系上的所有点都需要手动给出：包括屈服点轴力(屈服应力fy乘以截面面积)、极限承载力点(抗拉强度fu乘以截面面积，fu的取值参考钢结构规范)、DU的取值小于DL即可、DR的取值大于DL并小于DX的取值即可，对于DL和DX的取值，参考FEMA356 Table5-7。同样Deformation Capacity 的定义也需要参考FEMA356 Table5-7。 Capacity的
6、定义如下所示：IO(Level 1)=1.25倍屈服位移、LS(Level 2)=8倍屈服位移、CP(Level3)=10倍屈服位移。Cyclic Degration的定义可以参考上面的FEMA Column，如下所示，定义完成后可以绘制滞回曲线来查看定义结果。以上给出的所有参数的具体值均考虑拉压对称，并按受拉(Brace in tension)查表FEMA356 Table5-7；具体拉压不对称时，受压参数按受压(Brace in Compression)查表FEMA356 Table5-7。Steel Bar/Tie/Strut(钢支撑) Material)材料本构来完成。可以采用三种材料
7、：Non-Buckling(不屈曲)、Tension-Only(单拉)、Buckling(屈曲)。各参数的定义可以参考FEMA356 Table5-6表中关于支撑受压和受拉的相关参数定义。屈曲材料比较特殊的是要求定义滞回相关参数，具体可以参考李国强钢结构框架体系高等分析与系统可靠度设计P161。下图中B点的应力取0.5Fcr/fy，如，对于上图可取0.5x300/470=0.32。网易 博客 发现小组风格手机博客 独一无二的艺术商品，只在ART个人中心 写日志使用此风格 加关注 Steel Material的定义，如果采用Non-Buckling Steel Material，定义同一般的钢材
8、本构，可以用于纤维截面模型定义。Tension-Only Steel Material的定义也基本无特殊点，只是材料只能受拉，但受压可以定义Deformation Capacity。Concrete Strut(混凝土支撑)与钢支撑类似，混凝土支撑需要定义弹塑性混凝土本构。与钢材的定义基本相同，不再赘述。4、混凝土梁集中塑性铰 (Concrete Beam Hinge)I)弯矩-转角塑性铰模型(Moment-Rotation Hinge)与FEMA Beam类似，但集中塑性铰模型限制较少，适用范围较广，能够在同一单元的多个位置设置塑性铰，而不仅是两端。同FEMA Beam，在定义梁塑性铰属性之
9、前，可以先定义构件截面。如上图所示，定义好截面尺寸、材料弹性模量、泊松比，程序会计算Section Stiffness以及Shear Modulus。可以在此定义Inelastic Strength，在定义铰属性时程序能够调用截面定义中的弹塑性属性，如下图所示。 Type或Curvature Type。程序能够调用相关截面参数，然后需要用户定义F-D Relationship，以及强度和刚度退化参数。F-DRelationship的定义参考Fema356表Table6-7，注意Table6-7给出的是塑性铰的塑性转角，Perform-3D里面定义的是塑性铰的绝对转角(弹性转角+塑性转角)，但程
10、序中的集中塑性铰是刚塑性的，即弹性转角为0，因此Table6-7给出的a即为DL点横坐标，b为DX点横坐标，即这里的参数不用像Steel FEMA Beam和Steel FEMA Column在Fema356表中数据基础上加1，而是按表中数据取值。 Section)以及塑性铰属性(Moment Hinge)，接下来就应该定义弹塑性梁单元(Compound Component)，如下图所示，可以在任意位置放置塑性铰进行组装。为简化模型，防止非线性过强而造成程序计算时间过长或不收敛，在建模过程中一般假定梁只会出现弯曲塑性铰而不会发生剪切破坏，即混凝土梁配有纵向钢筋和足够多的箍筋。当然，为防止构件截
11、面过小，再多的箍筋也不起作用(配型钢和抗剪钢板除外)，需要考察构件截面是否满足最小截面的要求，可以在梁中布置Strength Section，用来检查剪力大小是否超限。 Section能够在Time Histories后处理模块里面显示D/C Ratio，即相当于Performance Level的多少倍，如下图所示。与Deflected Shapes模块不同，这里能够显示具体数值。II)弯矩-曲率塑性铰模型(Moment-Curvature Hinge)弯矩-曲率塑性铰模型与弯矩-转角塑性铰模型基本类似，只不过塑性铰的F-D本构的定义采用了弯矩-曲率关系。程序最后通过用户指定的曲率塑性铰长度
12、以及弹塑性弯矩-曲率关系转化为集中塑性铰的刚塑性弯矩-转角本构关系。 Length，因为弯矩-曲率仅与截面属性有关(曲率=M/EI，EI仅与截面形式及材料有关)，用户如果希望改变塑性铰的属性，仅仅需要改变Compound Components中曲率塑性铰的Tributary Length。而如果用户采用过来弯矩-转角塑性铰模型，改变塑性铰属性意味着重新定义塑性铰的F-D关系。而且，截面计算软件(Section Builder、Xtract等)给出的计算结果均是截面弯矩-曲率关系，可以直接应用。弯矩-曲率塑性铰的不便之处在于FEMA 356对于塑性铰Performance Level的定义均采用
13、了塑性转角，而弯矩-曲率塑性铰的性能水准定义需要采用曲率，如果需要按FEMA 356来定义性能水准，那么这其中有一个用户自己转化的过程。可以简单按(曲率=塑性转角/塑性铰Tributary Length)来计算。塑性铰长度参考用户手册参考文献(“Seismic Design of Reinforced Concrete and MasonryBuildings“,Wiley,1992,p.142)。可以近似按0.5倍截面高度取值。5、混凝土柱集中塑性铰 (Concrete Column Hinge)I)弯矩-转角塑性铰模型(Concrete Rotation Type)混凝土集中塑性铰的定义相对比较麻烦，需要事先
