基于附加质量法的三维重力坝地震响应研究

应用ABAQUS有限元软件二次开发功能,编写三维附加质量单元子程序UEL,实现了三维模型中节点附加质量的快速施加,并模拟Koyna混凝土重力坝地震破坏过程。研究发现:坝体中上部特别是坝面突变处是抗震薄弱部位,坝顶以下40 m左右出现贯穿裂缝;下游折坡点位置易发生应力集中,瞬时竖向拉应力达到12.738 MPa,应尽量采用圆弧等形式避免坝面突变。地震过程中坝体上部震动剧烈,特别是坝顶处最大震动幅度为41.42 mm。计算结果基本符合1967年Koyna大坝震害记录数据。数值结果证明三维附加质量法子程序的开发是正确可靠的,用该二次开发子程序方法解决此类三维水体—结构相互作用问题是可行的。     

大跨、高层结构动力弹塑性和倒塌分析(Ⅰ):原理、MSC.MARC子程序开发与验证

基于钢和混凝土静态、动态本构模型和纤维梁基本原理,开发了直接能够与MSC.MARC主程序保持数据相互调用的子程序(包括材料应变率效应、被动控制、主动控制与单元生死判断)。主要涉及到材料的应变率效应,该子程序不限于只考虑静态本构模型,还考虑了动态本构模型以进一步考虑结构在动力作用下应变率因素对结构反应的影响,可结合单元生死子程序用于结构在动力作用下的弹塑性和倒塌分析。最后,将编制的应变率子程序应用于钢筋混凝土构件的弹塑性分析,并与已有试验结果对比,说明了该子程序的可靠性和准确性,同时也认为有必要考虑应变率因素对结构反应的影响。     

基于MSC.MARC的纤维梁子程序开发与验证

本文基于MSC.MARC平台开发了纤维梁单元子程序,并对其进行了详细测试。采用MSC.MARC模拟钢筋混凝土梁非线性行为时,需要开发相应的纤维梁单元子程序。基于UBEAM子程序接口,开发了可以考虑剪切变形的两节点单积分点线性Timoshenco梁单元和不考虑剪切变形的两节点三积分点Euler-Bernoulli梁单元子程序,以上两种子程序均包含两种混凝土和两种钢筋单轴本构材料模型。以中国建筑学会抗震防灾分会建筑结构抗倒塌专业委员会开展的钢筋混凝土框架柱拟静力往复试验为例,将数值分析结果与实验结果进行了对比,对编制的子程序进行了详细测试和分析,结果表明:数值模拟可以得到与试验较为一致的结果,编制的子程序是正确的,可进一步用于结构动力弹塑性时程分析和倒塌分析。     

结构试验中数据采集系统同时采集加载系统数据的尝试

实现数据采集系统同时采集加载系统的数据并实现实验数据的完全同步是结构试验人员一大共同心愿。本文先介绍了如何将数据采集微机、加载系统微机及加载系统控制器组成局域网络,然后通过数据采集系统微机将采集到的加载系统控制器的数据分析处理得到想要的数据,最后采用软件编程的办法将处理成功的数据嵌入到数据采集软件中。通过上述步骤,可实现数据采集系统同时采集加载系统的数据及实验数据的完全同步,并实际运行成功,且对原来独立数据采集系统和加载系统没有丝毫影响。     

考虑性态变化的早期混凝土热湿力耦合分析及其应用

温度、湿度是引起混凝土早期开裂的重要原因,早期混凝土性态与温度、时间变化密切相关,但已有方法在模拟二者组合效应上存在明显缺陷。为了更加真实地模拟早期混凝土应力场,合理评价结构开裂风险,基于ABAQUS二次开发平台,编写基于水化度理论和考虑热学参数变化的温度场计算子程序;考虑温度对湿度扩散系数影响的湿度场计算子程序;基于成熟度理论和双幂徐变函数的应力场子程序,并通过算例验证了子程序开发的合理性。采用顺序耦合方法,将温度场、湿度场和应力场子程序应用于工程实例,研究结果表明:结构温度前期主要受水化热影响,后期随大气温度变化,但有一定滞后性;干缩变形主要对表面应力产生较大影响;考虑湿度影响后,结构内部应力有所减小;结构表面开裂是温度与干缩联合作用的结果,内部开裂则主要由温度引起。     

基于ABAQUS的屈曲约束支撑开发与应用

本文基于材料用户子程序接口在ABAQUS中实现了Bouc-wen模型材料本构建模,并将其应用于屈曲约束支撑的建模分析。将屈曲约束支撑滞回分析计算结果与试验结果进行比较,一方面验证了Bouc-wen模型的适用性,另一方面也验证所编制的用户子程序的正确性。应用该用户子程序能够方便地考察屈曲约束支撑的屈服情况、滞回性能以及耗能情况,为屈曲约束支撑的模拟提供了思路。此外,还将该用户子程序应用于超高层结构和空间结构的减震性能分析,基于整体结构的动力非线性分析讨论了屈曲约束支撑的减震效果。     

微机辅助水质数据分析的设想和实践

1微机辅助化验数据管理及分析 ①利用微机引入误差分析。误差分析是对化验数据精确程度定量认识的标准，用计算机处理这种复杂工作快速准确，可使化验者对数据的可信度定量化。     

基于ABAQUS抗震钢板剪力墙的弹塑性动力分析模块

钢板剪力墙的条带模型(Strip Model,SM)不仅能准确地模拟出钢板的屈曲后行为,而且能明显地节省计算资源。因此,基于ABAQUS平台,开发出抗震钢板剪力墙条带模型的用户单元子程序(称为UEL for SM)。为验证此子程序的有效性,使用ABAQUS和该子程序对一个4层单跨钢板剪力墙的试验模型结构进行了建模与数值分析。在模型结构每层、每个方向设置10个条带,则每层总计20个条带。通过单调加载分析发现2%屈服后强化模量与初始弹性模量比能够更准确地模拟钢板的试验结果;进而进行循环加载的数值模拟。数值验证表明,在模型结构层间位移角小于1/40时,开发的用户单元子程序结果与试验结果吻合很好。     

微机土建结构计算荷载图显示程序

用微机进行土建结构计算,具有方便、快速、可靠、精确的特点,这使得微机在土建结构设计中得到广泛的应用。对大量输入数据的检查,目前多采用的是反简图方法——从输入的结构计算数据反画出结构计算简图。但这种方法在实际应用中常存在很大的局限性。具体表现为: 1.受设备限制画反简图的首要条件是必须有一台绘图仪,但目前许多单位缺少这种设备; 2.实用性差反简图多是为检查数据的目的而画。但一般画反简图的过程均较长,如输入数据有错,要经过多次调整,也就要画数张简图,最后甚至成了为得到一张正确的简图而画了,起不到实际检查的作用。针对以上存在的问题,为配合使用北京土木学会开发的《平面杆系通用计算程序PK》,笔者在IBM     

混合结构静力弹塑性分析与拟静力试验对比

基于通用有限有元分析程序ABAQUS的开发接口,编制了用户材料子程序UMAT和VUMAT,可分别结合隐式以及显式求解程序,通过纤维模型对梁柱构件进行非线性分析.利用ABAQUS程序提供的混凝土弹塑性损伤模型,结合上述材料子程序,对文献[1]中拟静力实验的模型结构进行了静力弹塑性分析.计算结果与实验加载过程吻合较好,验证了混凝土纤维材料子程序及ABAQUS损伤塑性模型在高层建筑混合结构体系弹塑性分析中应用的有效性.     

基于ABAQUS的形状记忆合金本构研究

利用ABAQUS的用户材料子程序VUMAT编制了的形状记忆合金(Shape m emory alloys,SMA)超弹性本构模型,并将其本构模型嵌入到ABAQUS材料库中。基于ABAQUS程序以及上述形状记忆合金本构模型,本文计算分析了某含有SMA材料构件的12层剪力墙结构在地震荷载作用下的响应,验证了该子程序的正确性及准确性。     

PKPM系列微机建筑结构CAD系统在勘测,设计工程的应用

中国建筑科学研究院开发研制的ＰＫＰＭ系列微机建筑结构ＣＡＤ系统，是一个集建筑，结构及设备设计一体化的ＣＡＤ系统，其三维建筑设计软件ＡＰＭ可与结构设计软件实现数据共享，方便了建筑师与结构工程师的合作。     

基于ABAQUS三维梁单元的混凝土材料子程序二次开发

ABAQUS软件缺少能良好应用于三维梁单元动力弹塑性分析的混凝土材料模型。基于Scott-Kent-Park混凝土模型二次开发了适用于梁单元的混凝土材料子程序,并对框架柱、剪力墙构件的低周反复试验及框-剪结构振动台试验进行了模拟对比分析。结果表明,开发的混凝土材料子程序应用于三维梁单元弹塑性动力分析中具有良好的精度和收敛性,是对ABAQUS中的混凝土材料模型的有效扩充,可供三维结构动力时程分析参考。     

目前我国建筑结构微机实用程序的技术特点

回顾了我国在微机建筑结构软件方面的发展状况，分析了第１代与第２代软件的技术特点，并指出了随着新一代微机操作系统的出现，今后微机建筑结构软件的发展趋势。     

拌合混凝土混合料的质量控制与节能

混凝土搅拌的质量控制在各混凝土预制构件厂及商品混凝土搅拌站日益受到重视,而在能源紧缺的情况下,采用节能搅拌也更有现实意义。我们在这些方面做了点工作,解决了一些问题,也取得了一定的效果,下面略作介绍。一、用微机进行质量控制我们运用微机计算准确、快速的特点,将混凝土搅拌楼微型计算机控制系统的卡片式自动控制系统改成了自算式控制系统。使用时只需将变化的和不变化的数据全部输入微机,微机就会自算配合比并指挥称量系统     

微机建筑结构CAD系统通过鉴定

由中国建筑科学研究院结构所研制的《微机建筑结构CAD系统》1990年12月通过了由建设部设计司,科技司联合主持的技术鉴定。该系统目前已在全国230多家单位使用,是目前国内应用最广、功能最全的一套CAD系统,它在微机上首次用数据文件与人工交互相结合的方法,成功地建立了建筑物整体数据结构,     

密肋复合板结构非线性数值分析模型研究与验证

综合考虑密肋复合墙体的外框、肋格和填充砌块三部分构成特性,基于通用有限元分析软件,运用分层壳理论及纤维模型理论并结合自定义材料子程序模型,建立了不仅能反映密肋复合板结构整体受力特性还能反映构件开裂、挤压等局部受力特性的密肋复合板结构非线性数值分析模型。通过对3个构件试验和1个结构试验进行数值模拟计算,模拟结果与试验数据吻合较好,验证了本文数值分析模型可用于密肋复合板结构的滞回性能模拟,并具有较高的计算精度。     

基于ABAQUS的钢管混凝土中核心混凝土用户材料子程序二次开发

针对钢管混凝土中的核心混凝土,采用现有的核心混凝土单轴受压本构关系及《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中给出的滞回规则,利用大型通用有限元分析软件ABAQUS提供的二次开发平台,开发了核心混凝土用户材料子程序UMAT,并分别在材料、构件及结构层次上进行了验证。结果表明,采用所开发的核心混凝土用户材料子程序在总体上能较好地模拟钢管混凝土结构或构件的力学性能,且具有较高的分析效率。     

钢纤维混凝土动态本构模型及其有限元方法

利用改进的BP神经网络,以钢纤维混凝土的分离式霍普金森压杆试验数据为训练样本,建立了钢纤维混凝土的隐式动态本构模型。以显式动态有限元软件ABAQUS/Explicit为开发平台,采用FORTRAN语言编写了材料用户子程序VUMAT,将神经网络表达的材料动态本构模型嵌入到有限元计算中,实现了冲击荷载下钢纤维混凝土结构响应的数值模拟。算例显示,建立的本构模型和相应的有限元方法是有效的。     

内撑式支护结构内力、变形的性状分析

将内支撑式支护结构假设为带桩的框架结构,计算了其内力、变形,并对其性状进行了分析。重点对支护结构的刚度方程进行详细推导,并给出了相应子程序。通过算例对内支撑长度、刚度对支护结构内力与变形的影响进行了探讨。