框架试验模型尺寸图和命令流.docx
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框架试验模型尺寸图和命令流
图1框架试验模型尺寸图
图2框架试验模型配筋图
图3试验装置及加载示意图
试验参考的某三层框架房屋制作了一榀普通混凝土的三层单跨框架模型，按7度抗震设防，三级抗震，混凝土等级为C30，试验模型按1:
2.5的比例设计成平面缩尺模型，荷载和构件配筋由原型按相似法则进行设计，试验模型尺寸如图1所示，试验模型配筋图见图2。
试验竖向载荷采用两台千斤顶加载，分别作用于柱顶梁、柱定位轴线的交汇处，试验荷载一次加至额定数值，试验过程中基本保持不变；试验水平拉压反复荷载由申克机向结构施加，申克机按给定时间间隔（0.05s）自动记录荷载和位移数值，试验加载过程分为荷载控制和位移控制两个阶段，试验加载装置及加载示意如图3所示。
命令流代码为单向位移加载：
试验所得的极限荷载P为30kN～40kN，极限位移为70mm～80mm。
代码施加位移荷载80mm，为单向加载，命令流如下：
（另外想问一下如果左推30mm，然后右推30mm，一直循环到破坏ANSYS能实现滞回分析吗？
网上好像好多人说用ANSYS不能做到，如果能做请问怎么做？
）
我是根据郝文化《ANSYS土木工程使用实例》中钢筋混凝土梁的例子，并根据试验数据，做了一个钢筋混凝土框架模型。
试验是实际的1：
2缩尺试验，加载方式为两个竖向力一个水平力，试验极限荷载在30～40kN之间，极限位移在70～80之间。
现在做ANSYS模拟。
其中砼本构关系和非线性设置采用论坛上的做法，砼采用solid65单元，钢筋和箍筋采用pipe20和pipe16及link8单元分别模拟过，数据采用实测资料。
现在模拟都是在中途不收敛或者提示某个节点位移过大。
虽说自己也做了一些调整，譬如受力面加钢板，施加UX方向约束等。
可是由于自己ANSYS水平有限，一直没有搞好，而且用到NUMMRG命令，出现2103和6709两节点警告信息。
/clear,nostart
/filname,frame
/title,frame
/prep7
!
指定单元类型
et,1,solid65!
混凝土
et,2,pipe20!
钢筋
!
et,2,pipe16!
pipe16弹塑性管单元
!
et,2,link8
et,3,plane42!
过渡单元
!
指定材料属性
!
混凝土
!
mp,ex,1,2.4e4
!
弹性模量;材料编号为1；材料特性值2.4
!
mp,prxy,1,0.2!
prxy：
主泊松比
!
tb,conc,1,1,9!
tb：
定义非线性
!
tbdata,,0.4,1,3,-1
!
tbdata：
给当前数据表定义数据
!
定义混凝土材料
mp,ex,1,3.0e4!
取试验值均值
mp,prxy,1,0.2!
取一般默认值
mp,dens,1,2.5e-6!
取一般默认值
ft=2.01!
C30
fc=20.1!
C30
!
concr+miso
tb,concr,1
tbdata,,0.5,0.9,ft,-1
tb,miso,1,,14
!
tbpt,,0.0001705,fc*0.19
!
以下为砼本构
tbpt,,0.0001705,fc*0.25
tbpt,,0.0004,fc*0.36
tbpt,,0.0006,fc*0.51
tbpt,,0.0008,fc*0.64
tbpt,,0.0010,fc*0.75
tbpt,,0.0012,fc*0.84
tbpt,,0.0014,fc*0.91
tbpt,,0.0016,fc*0.96
tbpt,,0.0018,fc*0.99
tbpt,,0.0020,fc*1.00
tbpt,,0.0025,fc*0.95
tbpt,,0.0033,fc*0.90
tbpt,,0.0035,fc*0.85
tbpt,,0.0040,fc*0.80
!
梁柱钢筋
mp,ex,2,2.1e5!
材料编号为2
mp,prxy,2,0.3
tb,bkin,2,1,2,1!
bkin：
双线性随动强化
tbdata,,360!
试验屈服强度360
!
箍筋
mp,ex,3,2.1e5!
材料编号为3
mp,prxy,3,0.25
tb,bkin,3,1,2,1
tbdata,,360!
试验屈服强度360不是210
!
指定实常数
!
柱钢筋（等效4根）
r,1,17,8.49!
定义实常数1
!
梁钢筋（等效4根）顶层梁也认为4根
r,2,15,7.49!
定义实常数2
!
混凝土
r,3!
定义实常数3
!
箍筋
r,4,6,2.99!
定义实常数4
!
建立截面模型
n,1
n,11,200
FILL,1,11,9,,,1,1,1,
ngen,6,11,1,11,1,,40
nsel,all
ngen,103,1000,1,66,1,,,40
/view,1,1,1,1
!
创建箍筋
!
指定箍筋属性
type,2!
指定单元类型指针
mat,3!
即材料编号为3
real,4!
指定单元实常数指针，
*do,i,15,18,1
e,i,i+1
*enddo
*do,i,48,51,1
e,i,i+1
*enddo
*do,i,15,37,11
e,i,i+11
*enddo
*do,i,19,41,11
e,i,i+11
*enddo
egen,52,2000,1,14,1,,,,,,,,80
!
创建柱钢筋
!
指定属性
type,2!
pipe20单元
mat,2!
材料编号为2
real,1!
实常数指针值为1
!
建立柱钢筋1模型
*do,i,15,101015,1000
e,i,i+1000
*enddo
*do,i,19,101019,1000
e,i,i+1000
*enddo
*do,i,48,101048,1000
e,i,i+1000
*enddo
*do,i,52,101052,1000
e,i,i+1000
*enddo
!
建立柱钢筋2模型
/eshape
eplot
!
创建混凝土单元
K,1,,,,
K,2,200,,,
K,3,200,200,,
K,4,0,200,,
!
创建4个关键点
FLST,2,4,3
!
拾取命令，
!
第一个2表示拾取项作为后面命令的第一个条件
a,1,2,3,4
TYPE,3asel
MAT,1
REAL,3
LESIZE,1,,,10,,,,,1
!
为线指定网格尺寸
LESIZE,3,,,10,,,,,1
LESIZE,2,,,5,,,,,1
LESIZE,4,,,5,,,,,1
ASEL,,,,1
!
选择面积组元
AMESH,1
EXTOPT,ESIZE,102,0,
FLST,2,1,5,ORDE,1
FITEM,2,1
VEXT,P51X,,,0,0,4080,,,,
NUMMRG,ALL,,,,LOW
NUMCMP,ALL
FLST,4,6286,2,ORDE,2
FITEM,4,1
FITEM,4,-6286
EGEN,2,10000,P51X,,,,,,,,,2280,,
!
产生第一根梁
NSEL,S,LOC,Z,1240,1440
NSEL,R,LOC,Y,200
nplot
!
指定箍筋属性
type,2!
pipe20单元
mat,3!
材料编号为3
real,4!
指定单元实常数指针
!
产生梁的箍筋
e,2171,2172
e,2172,2173
e,2173,2174
e,2174,2175
e,2175,2241
e,2241,2307
e,2307,2373
e,2373,2372
e,2372,2371
e,2371,2370
e,2370,2369
e,2369,2303
e,2303,2237
e,2237,2171
EGEN,27,20000,12573,12586,,,,,,,,80,,
allsel
NUMMRG,ALL,,,,LOW
NUMCMP,ALL
!
产生一层梁的纵筋
*Do,i,13601,13923,14
e,i,i+14
*enddo
*do,i,13597,13926,14
e,i,i+14
*enddo
*do,i,13606,13929,14
e,i,i+14
*enddo
*do,i,13610,13932,14
e,i,i+14
*enddo
!
一层梁边纵筋（补充）
e,2358,2369
e,2369,13606
e,2362,2373
e,2373,13610
e,2164,2175
e,2175,13601
e,2160,2171
e,2171,13597
e,13933,8914
e,13942,9112
e,13946,9116
e,13937,8918
e,8918,8929
e,8914,8925
e,9116,9127
e,9112,9123
!
产生梁的混凝土单元
!
先建面，再拉伸
KNODE,9,2103!
指定2103节点为关键点
KNODE,10,2111
KNODE,11,2441
KNODE,12,2433
a,9,10,11,12!
成面
TYPE,3asel
MAT,1
REAL,3
LESIZE,13,,,8,,,,,1
!
为线指定网格尺寸
LESIZE,15,,,8,,,,,1
LESIZE,14,,,5,,,,,1
LESIZE,16,,,5,,,,,1
!
拉伸面积成梁体
VOFFST,7,-2080,,
LESIZE,23,,,27,,,,,1
VSEL,,,,2
VSWEEP,2
NUMMRG,ALL
NUMCMP,ALL
!
产生第2根梁
NSEL,S,LOC,Z,2560,2760
NSEL,R,LOC,Y,200
nplot
!
指定箍筋属性
type,2!
pipe20单元
mat,3!
材料编号为3
real,4!
指定单元实常数指针
!
产生梁的箍筋
e,4349,4350
e,4350,4351
e,4351,4352
e,4352,4353
e,4353,4419
e,4419,4485
e,4485,4551
e,4551,4550
e,4550,4549
e,4549,4548
e,4548,4547
e,4547,4481
e,4481,4415
e,4415,4349
EGEN,27,20000,14103,14116,,,,,,,,80,,
allsel
NUMMRG,ALL,,,,LOW
NUMCMP,ALL
!
产生2层梁的纵筋
*Do,i,14947,15269,14
e,i,i+14
*enddo
*do,i,14951,15273,14
e,i,i+14
*enddo
*do,i,14960,15282,14
e,i,i+14
*enddo
*do,i,14956,15278,14
e,i,i+14
*enddo
!
2层梁边纵筋（补充）
e,4551,14960
e,4547,14956
e,4349,14947
e,4353,14951
e,4551,4540
e,4547,4536
e,4349,4338
e,4353,4342
e,11092,15283
e,11096,15287
e,11294,15296
e,11290,15292
e,11092,11103
e,11096,11107
e,11294,11305
e,11290,11301
!
产生2梁的混凝土单元
!
先建面，再拉伸
KNODE,17,4289
KNODE,18,4619
KNODE,19,4611
KNODE,20,4281
a,17,18,19,20
TYPE,3asel
MAT,1
REAL,3
!
为线指定网格尺寸
LESIZE,25,,,5,,,,,1
LESIZE,27,,,5,,,,,1
LESIZE,26,,,8,,,,,1
LESIZE,28,,,8,,,,,1
!
拉伸面积成梁体
VOFFST,13,-2080,,
LESIZE,33,,,27,,,,,1
VSEL,,,,3
VSWEEP,3
NUMMRG,ALL,,,,LOW
NUMCMP,ALL
!
产生第3根梁
NSEL,S,LOC,Z,3880,4080
NSEL,R,LOC,Y,200
nplot
!
指定箍筋属性
type,2!
指定单元类型指针
mat,3!
指定单元的材料属性
real,4!
指定单元实常数指针
!
产生3梁的箍筋
e,6527,6528
e,6528,6529
e,6529,6530
e,6530,6531
e,6531,6597
e,6597,6663
e,6663,6729
e,6729,6728
e,6728,6727
e,6727,6726
e,6726,6725
e,6725,6659
e,6659,6593
e,6593,6527
EGEN,27,20000,15633,15646,,,,,,,,80,,
allsel
NUMMRG,ALL,,,,LOW
NUMCMP,ALL
!
产生3层梁的纵筋
*Do,i,16310,16632,14
e,i,i+14
*enddo
*do,i,16306,16628,14
e,i,i+14
*enddo
*do,i,16297,16619,14
e,i,i+14
*enddo
*do,i,16301,16623,14
e,i,i+14
*enddo
!
3层梁边纵筋（补充）
e,6729,6718
e,6725,6714
e,6527,6516
e,6531,6520
e,6729,16310
e,6725,16306
e,6527,16297
e,6531,16301
e,13472,13483
e,13468,13479
e,13270,13281
e,13274,13285
e,13472,16646
e,13468,16642
e,13270,16633
e,13274,16637
!
产生3梁的混凝土单元
!
先建面，再拉伸
KNODE,25,6796
KNODE,26,6790
KNODE,27,6460
KNODE,28,6466
a,25,26,27,28
TYPE,3asel
MAT,1
REAL,3
LESIZE,37,,,6,,,,,1
!
为线指定网格尺寸
LESIZE,39,,,6,,,,,1
LESIZE,40,,,5,,,,,1
LESIZE,38,,,5,,,,,1
!
拉伸面积成梁体
VOFFST,19,-2080,,
LESIZE,45,,,27,,,,,1
VSEL,,,,4
VSWEEP,4
NUMMRG,ALL,,,,LOW
NUMCMP,ALL
!
产生受力面钢板单元
!
先建面，再拉伸
!
柱顶钢板为加载面
ASEL,S,LOC,Z,4080,4080
ASEL,R,LOC,Y,0,200
APLOT
TYPE,3asel
MAT,2
REAL,3
VOFFST,2,80,,
VCLEAR,5
VPLOT
LESIZE,55,,,2,,,,,1
VSWEEP,5
NUMMRG,ALL,,,,LOW
NUMCMP,ALL
KNODE,100,13586
KNODE,101,13596
KNODE,102,13541
KNODE,103,13531
a,100,101,102,103
VOFFST,30,-80,,!
拉伸
!
为线指定网格尺寸
LESIZE,57,,,10,,,,,1
LESIZE,59,,,10,,,,,1
LESIZE,58,,,5,,,,,1
LESIZE,60,,,5,,,,,1
LESIZE,66,,,2,,,,,1
VSWEEP,6
Allsel
NUMMRG,ALL,,,,LOW
NUMCMP,ALL
!
柱侧水平力加载面
NSEL,S,LOC,Z,3880,4080
nSEL,R,LOC,Y,0,
KNODE,110,6743
KNODE,111,6413
KNODE,112,6403
KNODE,113,6733
a,110,111,112,113
VOFFST,36,-80,,
!
为线指定网格尺寸
LESIZE,76,,,10,,,,,1
LESIZE,74,,,10,,,,,1
LESIZE,73,,,5,,,,,1
LESIZE,75,,,5,,,,,1
LESIZE,77,,,2,,,,,1
VSWEEP,7
allsel
NUMMRG,ALL,,,,LOW
NUMCMP,ALL
finish
!
施加约束及荷载
/solu
!
施加约束
NSEL,S,LOC,Z,0,0
!
D,all,,,,,,ALL,,,,,!
施加支座约束
D,all,all!
施加支座约束
allsel
NSEL,ALL
D,all,UX!
限值UX，由于UX方向一节点位移狂大，所有节点UX方向约束
allsel
!
施加荷载
NSEL,S,LOC,Z,4080,
NSEL,r,LOC,y,0,200
F,all,FZ,-3880
allsel
NSEL,S,LOC,Z,4080,
NSEL,r,LOC,y,2280,2480
F,all,FZ,-5450
allsel
NSEL,S,LOC,Z,3880,4080
NSEL,r,LOC,y,0
!
F,all,FY,450!
原先为水平力
D,all,UY,80!
原先水平力改为位移加载
NUMMRG,ALL,,,,LOW
NUMCMP,ALL
allsel,all
!
----------定义非线性分析选项---------------!
此处采用别人的设置
cnvtol,U,,0.05,0!
定义位移收敛条件,使用5%，放松条件
cnvtol,F,,0.5,2!
定义力收敛条件,使用50%，放松条件
nsubst,20!
定义子步数
outres,all,all!
输出每一子步的结果
autots,1!
打开自动时间步控制
lnsrch,1!
打开线性搜索
ncnv,2!
如果不收敛时结束而不退出
neqit,50!
每一子步中方程的迭代次数限值
pred,on!
打开预测器
time,50!
定义时间
solve!
求解
升级会员 