本篇文章給大家談談鋼結(jié)構節(jié)點有限元分析，打開塑性，以及鋼結(jié)構中的節(jié)點對應的知識點，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔，本文目錄一覽：，1、，有限元分析中塑性垮塌什么意思，2、，結(jié)構百問14-Abaqus節(jié)點有限元分析，3、，在有限元分析中，等效塑性應變是什么意思？，4、，有限元軟件是基于彈性力學為什么可以用于分析塑性變形體？

本篇文章給大家談談鋼結(jié)構節(jié)點有限元分析，打開塑性，以及鋼結(jié)構中的節(jié)點對應的知識點，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。

本文目錄一覽：

• 1、有限元分析中塑性垮塌什么意思
• 2、結(jié)構百問14-Abaqus節(jié)點有限元分析
• 3、在有限元分析中，等效塑性應變是什么意思？望高手指點一下，謝了！
• 4、有限元軟件是基于彈性力學為什么可以用于分析塑性變形體？
• 5、多高層結(jié)構的彈塑性分析
• 6、鋼結(jié)構塑性和韌性強在結(jié)構中發(fā)揮了什么作用?

有限元分析中塑性垮塌什么意思

是指在單調(diào)加載條件下壓力容器因過量總體塑性變形而不能承載導致的破壞。根據(jù)查詢道客巴巴信息顯示：有限元分析中塑性垮塌什么意思是指在單調(diào)加載條件下壓力容器因過量總體塑性變形而不能承載導致的破壞。防止壓力容器塑性垮塌失效是分析設計的重要任務之一。

結(jié)構百問14-Abaqus節(jié)點有限元分析

以某鎖網(wǎng)結(jié)構為例，總結(jié)一下利用Abaqus進行三維節(jié)點實體單元有限元分析的步驟。

可以直接在Abaqus中建模，也可以通過軟件轉(zhuǎn)換建模。

例如，已有CAD三維模型，可以通過犀牛軟件打開，導出為sat文件，然后在Abaqus中導入sat文件，生成part。

對于本為一體的多個part，可以通過merge操作合并為一個part，從而免去后續(xù)繁雜的接觸定義。

（1）首先定義材性，對于常見的鋼材可使用理想彈塑性模型；

（2）定義截面，對于實體模型，Type：Solid，Homogeneous；

（3）指定截面，將定義好的截面指定給部件。

將不同的part移動到正確的位置組裝成要分析的完整模型，同一個part可以生成多個實例。

對于靜態(tài)加載，使用Static，General即可。

常見的接觸類型包括Surface-to-surface contact（面面接觸），Tie（綁定），Coupling（耦合）等，可以按需定義。

在Initial中定義邊界條件，在Step-1中定義荷載。此處固定兩個鋼管端面，在鎖頭端面施加拉力，拉力通過換算成壓強Pressure的形式施加。

常規(guī)形狀的模型可以使用C3D8R的六面體網(wǎng)格，對于形狀怪異，無法通過八面體網(wǎng)格劃分的模型需要使用C3D10或者C3D4的四面體網(wǎng)格。當然，C3D4網(wǎng)格的計算收斂性不如C3D8R。

創(chuàng)建分析作業(yè)，并提交?？梢酝ㄟ^使用多核CPU并行計算提高計算速度。

分析完成后可以查看節(jié)點的應力應變狀態(tài)。

Mises應力最大值為882.5MPa，應力最大位置為錨具叉耳接頭處。節(jié)點核心區(qū)應力最大值出現(xiàn)在加勁肋端部與鋼管連接處，且達到屈服應力。

PEEQ大于0的位置表示進入塑性狀態(tài)。從結(jié)果來看，節(jié)點核心區(qū)塑性應變最大值出現(xiàn)在加勁肋端部與鋼管連接處，其他位置均處于彈性狀態(tài)。

-2017年1月8日

在有限元分析中，等效塑性應變是什么意思？望高手指點一下，謝了！

等效塑性應變是用來確定材料經(jīng)強化后屈服面的位置的物理量，其計算公式與計算等效應力的第四強度理論計算公式是一樣的，只要把應力改成應變就成。我們在試驗中得到的是單向拉伸時材料的彈塑性應力應變曲線，而實際中結(jié)構的應力狀態(tài)往往是空間應力狀態(tài)，屈服時其也是空間屈服，通過計算等效塑性應變我們可以找到其塑性屈服后應變狀態(tài)對應的等效應力和此時結(jié)構的空間應力狀態(tài)。

有限元軟件是基于彈性力學為什么可以用于分析塑性變形體？

塑形問題通過增量法或迭代法被轉(zhuǎn)化為了一系列線性問題，即在每一個微小的增量內(nèi)，或一個迭代步內(nèi)，塑性變形體可以視作彈性的。

多高層結(jié)構的彈塑性分析

多高層結(jié)構的彈塑性分析

“三水準抗震設防，兩階段抗震設計”是我國現(xiàn)階段的基本抗震設計思想。與“大震不倒”的第三水準設防目標相對應，需要對建筑結(jié)構進行第二階段的抗震設計，即需要對一些規(guī)范所規(guī)定的建筑結(jié)構進行罕遇地震作用下的彈塑性階段變形驗算。

1 結(jié)構彈塑性分析的規(guī)范要求

目前主要有三本現(xiàn)行規(guī)范設計到罕遇地震作用下的彈塑性階段設計：

1、《建筑抗震設計規(guī)范》（GB 50011—2008）

2、《高層建筑混凝土結(jié)構技術規(guī)程》（JGJ 3—2002）

3、《高層民用建筑鋼結(jié)構技術規(guī)程》（JGJ99—98）

這幾本規(guī)范中對于彈塑性階段設計均有著較為明確的規(guī)定，例如《建筑抗震設計規(guī)范》（GB 50011—2008）第3.4.3條、第3.6.2條、第5.1.2條、第5.5.2條、第5.5.3條、第5.5.4條、第5.5.5條中均涉及到了罕遇地震作用下的彈塑性階段變形驗算。

“抗震規(guī)范”第3.6.2條規(guī)定：“不規(guī)則且具有明顯薄弱層部位可能導致地震時嚴重破壞的建筑結(jié)構，應按本規(guī)范有關規(guī)定進行罕遇地震作用下的彈塑性變形分析?！?/p>

“抗震規(guī)范”第5.5.2條規(guī)定了何種結(jié)構“應”或“宜”進行罕遇地震作用下薄弱層的彈塑性變形驗算。

1

下列結(jié)構應進行彈塑性變形驗算：

（1）8度Ⅲ、Ⅳ類場地和9度時，高大的單層鋼筋混凝土柱廠房的橫向排架；

（2）7~9度時樓層屈服強度系數(shù)小于0.5的鋼筋混凝土框架結(jié)構；

注：“樓層屈服強度系數(shù)”參見SATWE計算結(jié)果文件SAT-K.OUT

（3）高度大于150米的鋼結(jié)構；

（4）甲類建筑和9度時乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構和鋼結(jié)構；

（5）采用隔震和消能減震設計的結(jié)構。

2

下列結(jié)構宜進行彈塑性變形驗算：

（1）（規(guī)范中）表5.1.2-1所列高度范圍且屬于表3.4.2-2所列豎向不規(guī)則類型的高層建筑結(jié)構；

（2）7度Ⅲ、Ⅳ類場地和8度乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構和鋼結(jié)構；

（3）板柱—抗震墻結(jié)構和底部框架磚房；

（4）高度不大于150m的高層鋼結(jié)構

對于罕遇地震作用下的結(jié)構彈塑性變形驗算的方法，抗震規(guī)范5.5.3條給出了明確的規(guī)定：不超過12層且層剛度無突變的鋼筋混凝土框架結(jié)構、單層鋼筋混凝土柱廠房可采用簡化分析方法；除此之外的其他建筑結(jié)構，均可采用彈塑性時程分析方法或靜力彈塑性（推覆）分析方法。

可見對于大量的已建、在建和擬建的建筑結(jié)構，尤其是高層、超高層建筑結(jié)構，進行彈塑性階段抗震分析是十分必要的。

2 彈塑性分析軟件EPDAEPSA簡介

目前，設計人員可用于建筑結(jié)構彈塑性分析的計算工具是十分有限的，所以一般只能選用通用有限元分析軟件來進行結(jié)構的彈塑性計算。通用有限元軟件有其自身的優(yōu)勢，如計算功能強大、計算性能相對穩(wěn)定，用于特別重要結(jié)構的分析還是可以考慮的，但對于大多數(shù)建筑結(jié)構的設計、校核而言還是顯得過于復雜，而且對于一些建筑結(jié)構所特有的復雜性而言，通用有限元軟件未必能夠做到簡單、適用、可靠。

經(jīng)過幾年的努力，中國建筑科學研究院PKPMCAD工程部在原有的線彈性分析程序的基礎上，對建筑結(jié)構彈塑性分析軟件進行了探索研究，適應規(guī)范要求推出了建筑結(jié)構彈塑性動力、靜力分析軟件EPDAEPSA。目前的EPDAEPSA軟件提供了兩種空間模型彈塑性分析方法，一種是彈塑性動力時程分析方法EPDA（Elastic and Plastic Time-history Dynamic Analysis）；另一種是彈塑性靜力分析方法EPSA（Elastic and Plastic Static Analysis），即通常所說的靜力推覆分析方法（Push-Over Analysis）。

EPDAEPSA程序具備如下特點：

（1）完全空間化的計算模型，EPDAEPSA程序是完全基于空間模型而設計的，盡量做到計算模型能夠真實地模擬結(jié)構的實際受力狀態(tài)，最大限度地避免了計算模型所帶來的計算誤差。

（2）前、后處理功能強，自動讀取PMCAD的幾何信息、荷載信息，SATWE、TAT、PMSAP軟件模塊的設計分析結(jié)果，對鋼筋砼構件，自動讀取計算配筋，用戶可以交互修改生成實配鋼筋；充分利用了PKPM系列軟件的CFG圖形操作功能。

（3）EPDAEPSA程序不但提供了彈塑性時程分析功能，而且提供了靜力彈塑性分析功能。一些漸趨成熟的罕遇地震分析方法和近年來成為研究熱點的罕遇地震分析方法均得到一定程度的體現(xiàn)。

（4）EPDAEPSA程序所提供的材料本構關系力求做到準確和符合中國規(guī)范。鋼材的本構關系采用雙折線的彈塑性本構關系，用戶可以自由控制塑性階段的楊氏模量折減?；炷恋谋緲嬯P系給出了雙折線和三折線兩種形式，可以考慮材料的受拉開裂、裂縫閉合、壓碎退出工作等混凝土材料所特有的復雜特性；其中的三折線滯回本構關系是按照我國現(xiàn)行混凝土規(guī)范采用等能量方法得到的，有著較高的擬合精度。

（5）EPDAEPSA程序采用了目前階段可以使用的較為先進的梁單元模型。梁、柱、支撐等一維構件采用纖維束模型模擬，纖維束模型的適用性好，不受截面形式和材料限制，被認為是一種較為精確的桿系有限單元模型。EPDAEPSA程序中通過綜合提高程序計算效率，較好的避免了該模型計算工作量大的問題；同時，程序中給出了直觀的桿系單元端部塑性鉸判斷方法。

（6）剪力墻的彈塑性性質(zhì)模擬是混凝土結(jié)構彈塑性分析的難題。EPDAEPSA程序?qū)ATWE、TAT、PMSAP程序中使用的彈性墻單元進行了推廣，考慮其彈塑性性質(zhì)，使用彈塑性墻單元來模擬剪力墻的彈塑性性質(zhì)。這種單元計算效率高，精度好，可以較真實地分析和顯示剪力墻的彈塑性狀態(tài)，相對于一些簡化的墻單元彈塑性性質(zhì)考慮方法有著明顯的優(yōu)勢。

（7）為了提高程序的計算效率，EPDAEPSA程序的線性方程組解法在給出了通常的LDLT解法的同時，還給出了波前法和兩種較為高效的有預處理功能的共軛斜量法（PCG）解法，用于結(jié)構的靜、動力彈塑性分析，使得程序的求解效率明顯提高。

（8）彈塑性時程分析時的動力微分方程組解法給出了Newmark-β法和Wilson-θ 法兩種直接積分方法；非線性方程組的解法采用增量法與Newton-Raphson或modified Newton-Raphson方法相結(jié)合。

（9）靜力彈塑性分析程序EPSA可以很好的解決病態(tài)方程的求解問題，程序可以計算到荷載—位移曲線的下降段。

（10）EPDAEPSA程序可以考慮P-Δ效應影響。

3如何有效地使用彈塑性分析軟件EPDAEPSA

考慮到建筑結(jié)構設計人員對彈塑性分析概念的了解程度，在EPDAEPSA程序的開發(fā)過程中，開發(fā)者在做到計算模型合理、計算方法可靠的同時，盡量減少用戶的干預工作量，使得用戶可以較為順利的完成彈塑性分析工作，在使用EPDAEPSA計算完成后，用戶如何有效、合理的利用程序的計算結(jié)果是十分重要的。這里進行一些必要的強調(diào)。

彈塑性分析的目的是了解結(jié)構的彈塑性性能，得到結(jié)構在罕遇地震下的抗倒塌能力。

我國現(xiàn)行規(guī)范中規(guī)定的彈塑性階段主要是指彈塑性階段的變形驗算，也就是說需要將計算（如利用EPDA或EPSA程序）得到的結(jié)構在罕遇地震作用下最大層間位移角與規(guī)范所規(guī)定的層間位移角限值進行比較，滿足限值要求則通過彈塑性階段的變形驗算。

EPDA程序得到罕遇地震作用下最大層間位移角的方法如下：

（1）選擇多條天然地震波或人工地震波。

通過計算得到每條地震波作用下各個結(jié)構樓層的平均和最大層間位移角，進而得到多條地震波的平均層間位移角均值

確定結(jié)構的薄弱樓層，得到多條地震波作用下的樓層平均層間位移角均值。

將薄弱樓層的層間位移角均值與規(guī)范限值進行比較，確定是否滿足規(guī)范要求。

“抗震規(guī)范”中對于彈塑性分析時的地震波選擇原則并沒有明確規(guī)定，我們建議用戶參考“抗震規(guī)范”5.1.2條的規(guī)定選取彈塑性分析時的地震波：“采用時程分析法，應按建筑場地和設計地震分組選用不少于兩組的實際強震記錄和一組人工模擬的加速度時程曲線，其平均地震響應系數(shù)曲線應與振型分解反應譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計意義上相符?！睂τ谝恍┙Y(jié)構的彈塑性反應明顯較小的地震波，用戶應該剔除。

（2）給定側(cè)推荷載形式，進行靜力推覆分析。

使用EPSA程序提供的抗倒塌驗算功能得到結(jié)構的需求層間位移角。

將需求層間位移角規(guī)范限值進行比較，確定是否滿足規(guī)范要求。

除了進行規(guī)范所規(guī)定的彈塑性階段的變形驗算以外，用戶還可以利用EPDAEPSA程序從以下幾個方面來了解結(jié)構的彈塑性性能：

（1）確定結(jié)構的薄弱層。

薄弱層是一個相對的概念，一個結(jié)構并不是只有一個薄弱層，有時有多個或連續(xù)幾個薄弱層。利用EPDAEPSA程序可以采用如下的一些原則來確定薄弱層部位：

? 最大層間位移、最大有害層間位移所在的樓層；

? 層間位移、有害層間位移超過規(guī)范限值的樓層；

? 結(jié)構構件塑性鉸、剪力墻破壞點比較集中的部位；

? 結(jié)構局部變形較大的部位；

? 結(jié)構彈塑性反應力突變的部位。

（2）確定薄弱構件

EPDA程序和EPSA程序均提供了桿件的塑性鉸顯示和剪力墻的彈塑性狀態(tài)顯示功能。通過這些功能用戶可以清楚的了解到結(jié)構構件在地震波作用過程中或靜力推覆分析過程中結(jié)構的彈塑性發(fā)展情況，指導用戶有選擇的加強原結(jié)構設計，如增大構件尺寸或增大實配鋼筋。

最后，需要強調(diào)一下EPDAEPSA的計算時間問題。前面提到為了盡量符合實際的受力情況，EPDAEPSA程序采用了空間計算模型，對于實際的高層建筑結(jié)構而言，這將使得結(jié)構模型達到幾萬計算自由度。雖然我們從程序的角度采取了很多措施來提高計算效率，但計算一條地震波的時間通常要幾個小時，甚至十幾個小時的時間。為了提高EPDAEPSA程序的使用效率，我們對用戶提出如下一些建議：

（1）去掉不必要的附屬結(jié)構、構件。如去掉可以作為上部結(jié)構嵌固端的地下室，去掉對整體結(jié)構抵抗地震作用沒有太多貢獻的擋土墻、次梁、裙房等附屬結(jié)構，盡量只保留主要的結(jié)構抗側(cè)力構件。

（2）應該首先使用EPDAEPSA程序?qū)Y(jié)構進行試算，如選擇某條地震波中的1~2秒時間段進行EPDA計算或選擇幾個加載步進行EPSA計算，在確定計算沒有問題后再進行實際計算。通過試算，用戶還可以對程序的計算耗時有所了解。

（3）計算前應該詳細檢查輸入?yún)?shù)是否正確，以免計算完成后有反復。

（4）EPDA程序一次計算盡量不要選太多的地震波，一般應小于3條地震波，最好是一次只計算一條波，以免耗費較多的計算時間后沒有得到任何計算結(jié)果。需要強調(diào)的是，EPDA一次計算完成后，如果用戶需要選擇其他的地震波繼續(xù)計算，需要新建工程目錄進行計算，以免原來的計算結(jié)果被程序刪除。如果硬盤空間較小，可以選擇只輸出文本文件。

（5）規(guī)范中對于所選擇地震波的持時是有一定要求的：但是某些地震波，尤其是一些人造地震波在幾十秒的持時中，地震波遠離峰值的前后段加速度很小。一些試算表明，將地震波中遠離峰值且加速度很小的部分去掉，對于正確得到最大層間位移角沒有多大影響。建議將地震波的計算步數(shù)保持在1000步左右為宜。

（6）EPSA程序在結(jié)構接近承載力極限狀態(tài)時耗時是較多的，如果用戶只是希望得到需求位移，可以通過參數(shù)選擇，使得結(jié)構的能力曲線穿越需求譜即可。

（7）使用EPDAEPSA程序計算時，盡量選擇較快的計算機在整塊的空閑時間（如晚上）進行；在計算過程中盡量不要在該計算機上進行其他操作；并且應“屏幕保護程序”選取“無”且在“電源管理”中的“選擇電源使用方案”框內(nèi)的“關閉監(jiān)視器”和“關閉硬盤”項選取“從不”，以便觀察程序進程。

鋼結(jié)構塑性和韌性強在結(jié)構中發(fā)揮了什么作用?

其實塑性和韌性更多的是對于鋼材這種材料來說的鋼結(jié)構節(jié)點有限元分析，打開塑性，指的是鋼材具有一定的適應變形的能力。而對于結(jié)構來說鋼結(jié)構節(jié)點有限元分析，打開塑性，是用延性這一指標來衡量。延性指的是雖有變形但是強度并不明顯下降的特性鋼結(jié)構節(jié)點有限元分析，打開塑性，這是鋼結(jié)構的一大特點鋼結(jié)構節(jié)點有限元分析，打開塑性，從而具備很好的抗震能力。

北京大興國際機場那充滿魔幻現(xiàn)實主義色彩的造型，以及眼花繚亂的內(nèi)部結(jié)構設計。有網(wǎng)友稱，看這個新機場的內(nèi)部結(jié)構，仿佛置身科幻電影場景。這個新機場也創(chuàng)下了很多傲視全球的數(shù)據(jù)鋼結(jié)構節(jié)點有限元分析，打開塑性：航站樓體量面積140萬平方米，全球最大單體建筑、最大交通樞紐。

旅客吞吐量1億人次/年飛機起降量：80萬架次/年看完上述的讀者，都會對新機場的建筑結(jié)構印象深刻。也只有鋼結(jié)構這樣的建筑材料，才能把設計者的奇思妙想。從設計圖紙上的創(chuàng)意渲染，變成現(xiàn)實中的龐然大物。那么，鋼結(jié)構和我們經(jīng)常聽到的磚混建筑、鋼筋混凝土建筑相比，有什么區(qū)別和優(yōu)勢呢？

按材料類型，建筑可以分為木結(jié)構、磚石結(jié)構，鋼筋混凝土結(jié)構和鋼結(jié)構四大類。從人類祖先離開洞穴的時代起，我們已經(jīng)有幾千年使用木材來建房子的歷史。至今，在美國、歐洲、日韓和中國的西部，還有很多木質(zhì)的民用房屋。木材有容易獲得、成本低廉。

可加工性強等優(yōu)點，但其缺點也是非常明顯的，比如不耐用、易受白蟻侵蝕、防火性能差，以及砍伐森林破壞環(huán)境等，因此應用范圍越來越窄。中國歷史上的很多著名建筑，比如阿房宮、圓明園等，都因為火災而灰飛煙滅。

舒適性和耐用性比木結(jié)構高了很多。但是，磚石結(jié)構也有明顯的弊端，那就是施工速度慢，而且抗震防災性能一般。以石頭或磚墻承重的結(jié)構，無法承受高層建筑的重壓。在汶川地震等重大災害中，很多房子的墻壁都是整排整排地倒。

由于倒塌速度太快，很多人沒能爭取到寶貴的逃生時間。鋼筋混凝土技術的出現(xiàn)，是人類建筑材料和結(jié)構上的一大革命。有了強度高、可塑性很強的材料，人類長期夢想的高層和超高層建筑才成為了可能。隨著20世紀全球經(jīng)濟的發(fā)展和施工技術的完善。

鋼結(jié)構節(jié)點有限元分析，打開塑性的介紹就聊到這里吧，感謝你花時間閱讀本站內(nèi)容，更多關于鋼結(jié)構中的節(jié)點、鋼結(jié)構節(jié)點有限元分析，打開塑性的信息別忘了在本站進行查找喔。