Posted on October 20th, 2010 by Guch

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钢筋混凝土框架节点拟静力试验分析竞赛结果
  发表日期:2011-12-19
钢筋混凝土框架节点拟静力试验分析

钢筋混凝土框架节点拟静力试验分析
竞赛结果

情况简介

20111022日公布了清华大学完成的钢筋混凝土框架节点拟静力试验竖向轴力和竖向位移数据,邀请各位研究者参与预测相应滞回反力的大小。

20111215日止,共收到预测结果19个。部分统计数据如下:

1 按模型分类

序号

模型名称

个数

1

纤维模型:

9

2

纤维模型+节点区模型:

8

3

实体模型:

2

2 按程序分类

序号

程序名称

个数

1

OpenSees

12

2

MARC+THUFIBER

1

3

ABAQUS+PQFIBER

2

4

ABAQUS+实体单元

2

5

ABAQUS+自编的显式算法纤维梁模型

1

6

NosaCAD

1

比赛评奖正在进行中。

详细数据下载参见以下网址:

http://www.collapse-prevention.net/download/Joint_Result.rar


参赛结果-01

分析模型简介:

本次模拟采用通用有限元分析软件Abaqus进行计算。采用其自带的B31单元作为梁柱单元,材料采用PQ-fiber中自带的Uconcrete01Usteel02模型。

计算结果

 


参赛结果-02

分析模型简介:

分析采用ABAQUS子程序PQFiber,节点产生塑性铰破坏。

计算结果

 


参赛结果-03

分析模型简介:

采用ABAQUS6.9-1版本建模,采用实体单元,混凝土采用C3D8R单元,钢筋采用T3D2桁架单元,混凝土本构采用损伤塑性模型,钢筋采用弹塑性模型。

计算结果

 


参赛结果-04

分析模型简介:

分析程序: NosaCAD

计算模型中梁和柱均采用纤维模型,混凝土采用NosaCAD提供的本构模型,,如下图所示。钢筋模型采用理想弹塑性模型,并考虑屈服强化。梁和柱各分为四段,输入配筋参数后,由NosaCAD生成纤维模型。

计算结果

 


参赛结果-05

分析模型简介:

(1)计算程序:OpenSees;

(2)梁柱采用线性梁柱单元(nonlinearBeamColumn)模拟,混凝土选用的是Kent-Scoot-Park本构模型,钢材采用的是Giuffré-Menegotto-Pinto本构模型;;

(3)梁柱节点核心区剪切变形采用位于核心区中心的转动弹簧模拟;

(4)分析考虑梁P-delta效应。

计算结果

 


参赛结果-06

分析模型简介:

钢筋为Steel02Giuffré-Menegotto-Pinto;混凝土为Concrete02Kent-Scott-Park;单元:dispBeamColumn单元,积分点为5个,截面为纤维截面。。

计算结果

 


参赛结果-07

分析模型简介:

本模型采用软件:Abaqus6.9,实体模型。钢筋采用桁架单元,与混凝土embedded。混凝土本构采用塑性损伤本构,钢筋本构模型采用PQ-Fiber中的USteel02,一种再加载刚度按Clough本构退化的随动硬化单轴本构模型。

计算结果

 


参赛结果-08

分析模型简介:

本文的预测基于OpenSees程序,采用纤维模型,混凝土本构选择的是OpenSees程序中的Concrete01 MaterialLinear Tension Softening)材料,钢筋本构选择的是OpenSees程序中的Steel02 MaterialGiuffré-Menegotto-Pinto Model with Isotropic Strain Hardening)材料。

计算结果

 


参赛结果-09

分析模型简介:

计算程序:OpenSEES;单元模型:dispBeamColumn单元;材料本构:混凝土:Concrete01,基于Kent-scott-Park模型。钢筋:Steel02,基于Giuffre-Menegotto-Pinto的钢筋本构模型,其骨架曲线为双折线并可反映钢筋的Bauschinger效应。节点采用beamcolumnjoint单元,pinching4参数根据MCFT相关理论标定。

预测节点破坏模式:节点剪切破坏

计算结果

 


参赛结果-10

分析模型简介:

计算程序:OpenSEES;单元模型:dispBeamColumn单元;材料本构:混凝土:Concrete01,基于Kent-scott-Park模型。钢筋:Steel02,基于Giuffre-Menegotto-Pinto的钢筋本构模型,其骨架曲线为双折线并可反映钢筋的Bauschinger效应。节点采用beamcolumnjoint单元,pinching4参数根据MCFT相关理论标定。

预测节点破坏模式:节点剪切破坏。

计算结果

 


参赛结果-11

分析模型简介:

采用自编的abaqus显式算法纤维梁模型,本构为规范所用本构。壳为abaqus自带的损伤塑性本构。

计算结果

 


参赛结果-12

分析模型简介:

分析程序采用opensees,考虑了楼板作用,梁柱单元模型采用纤维模型,节点域采用节点模型进行建模。

计算结果

 


参赛结果-13

分析模型简介:

采用OpenSees程序计算,纤维模型。Concrete02Steel02本构。

计算结果

 


参赛结果-14

分析模型简介:

计算程序:OpenSEES;单元模型:dispBeamColumn单元,beamcolumnjoint单元;材料本构:混凝土:Concrete01,基于Kent-scott-Park模型。钢筋:Steel02,基于Giuffre-Menegotto-Pinto的钢筋本构模型,其骨架曲线为双折线并可反映钢筋的Bauschinger效应。

预测节点破坏模式:结点区发生剪切破坏。

计算结果


参赛结果-15

分析模型简介:

该数值模型是基于OpenSEES 2.3.1.版本计算平台,采用纤维单元有限元模型。并根据试验模型对数值分析模型略作简化:将柱下端视为固端,柱上端只约束水平自由度,梁视为悬臂梁。

梁柱单元均采用基于纤维单元的element dispBeamColumn单元,考虑 效应及梁翼缘的作用。

材料本构关系定义:

1 混凝土本构:采用uniaxialMaterial Concrete02,并考虑核心区混凝土的约束效应。分别对核心区混凝土和保护层混凝土的本构关系进行定义。

2 钢筋本构:采用uniaxialMaterial steel02

计算结果

 


参赛结果-16

分析模型简介:

破坏模式:

1)边节点:梁端出现塑性铰;2)中节点:梁端出现塑性铰,节点区剪切破坏明显。

计算基于 MSC.Marc2005+ThuFiber+自编弹簧单元

1 模型分为节点区和梁柱两部分。

2 梁柱采用清华大学开发的ThuFiber纤维梁单元进行模拟,并考虑箍筋的约束作用。楼板的作用在梁的纤维设置中直接考虑。和前面的框架柱模型和框架模型保持一致。

3)节点区域采用8个刚性梁单元组成的矩形或平行四边行来模拟,其变形用一个转动弹簧控制,改弹簧的行为由自编的用户子程序实现。由于缺乏相关数据,仿真中简单的编制原点指向型的滞回模型,并且卸载段采用双折线。节点区的承载力的计算借鉴了ACI352建议的公式。

计算结果

 


参赛结果-17

分析模型简介:

采用Opensees纤维模型进行模拟,单元采用基于力插值函数的非线性梁柱单元nonlinearBeamColumn element,混凝土本构采用考虑线性受拉软化的本构模型Concrete02,核心区混凝土按Kent-Park混凝土模型定参方法进行加强。钢筋采用Steel02,基于Giuffre-Menegotto-Pinto的钢筋本构模型,考虑包辛格效应,应变硬化率取0.01,建模时考虑楼板作用。节点采用BeamJointColumnJiont element,利用STM拉压杆模型对剪切块材料pingching4定参。边节点为原加载步加载,中节点为自己设置的加载步。

计算结果

 


参赛结果-18

分析模型简介:

利用 opensees软件,OpenSees分析时选用的材料、单元及分析设置如下:

材料:混凝土Concrete02,箍筋约束核心区混凝土根据kent-park约束模型计算其本构参数;钢筋Steel02采用的是Giuffré-Menegotto-Pinto本构模型,应变硬化率0.01

单元:选用基于非线性梁柱单元。考虑楼板作用,柱上下铰接。

中节点反对成对称加载,以北侧控制南侧,南北侧加载比为1:-1,认为南北侧滞回曲线相同。

计算结果

 


参赛结果-19

分析模型简介:

OpenSEES平台上进行,主要基于纤维单元和节点宏观单元。

使用OpenSEES软件基于纤维模型建立该节点的数值模型,如上图所示。采用基于力法的梁柱单元(即OPENSees中的nonlinearBeamColumn单元)进行计算。通过简化节点单元来考虑节点核心区的剪切变形(节点核心区剪应力应变关系使用STM理论定参),并用零长度单元考虑梁纵筋在节点核心区的粘结滑移。

计算结果