ABAQUS关于梁柱节点模拟的问题
abaqus第四讲：应用梁单元解析
（a）梁截面无偏置
（b）梁截面有偏置
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如图所示的工字型梁附着在一个1.2单位厚的壳上。通过定义梁的节点从I截面的底部的偏移量，梁截面的定位可以如图所示。在这种情况下，偏移 量为0.6，亦即壳厚度的一半。
壳截面厚度1.2
梁单元曲率
梁单元的曲率是基于梁的n2方向相对于梁轴的取向。如果n2方向不与 梁轴正交（即，梁轴的方向不与切向t一致），则认为梁单元有初始弯曲。 要模拟曲梁结构，可能需要使用两种方法直接定义n2方向，它允 许你更好地控制对曲率进行模拟： 一种是给出n2矢量的分量作为节点坐标的第4、第5和第6个数据 值； 另一种是使用*NORMAL选项直接地指定法线方向（添加该选项可 以通过ABAQUS/CAE中的Keywords Editor（关键词编辑器））
图 工字型梁用作壳单元的加强件
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你也可以指定形心和剪切中心的位置；这些位置也可以从梁的节点偏置， 从而使你很容易地模拟加强件。 另外也可以分别定义梁节点和壳节点，并在两个节点之间采用一个刚 性梁的约束连接梁和壳。
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二、计算公式和积分
在ABAQUS中的所有梁单元都是梁柱类单元，这意味着它们可以产 生轴向、弯曲和扭转变形。Timoshenko梁单元还考虑了横向剪切变形 的影响。
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剪切变形 ：
线性单元（B21和B31）和二次单元（B22和B32）是考虑剪切变形的 Timoshenko梁单元；因此，它们既适用于模拟剪切变形起重要作用的深梁 又适用于模拟剪切变形不太重要的细长梁。 ABAQUS假设这些梁单元的横 向剪切刚度为线弹性和常数 。 三次单元，称为Euler-Bernoulli梁单元（B23和B33），它们不能模拟 剪切变形。这些单元的横截面在变形过程中与梁的轴线保持垂直 ，因此， 应用三次梁单元模拟相对细长构件的结构更为有效。 对于静态分析，常常可用一个三次单元模拟一个结构构件，而对于动态 分析，也只采用很少数量的单元。这些单元假设剪切变形是可以忽略的。
基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟共3篇
基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟共3篇基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟1钢筋混凝土框架结构是一种常见的建筑结构形式，具有较高的承载能力和良好的抗震性能。
数值模拟是研究结构力学性能和优化设计的重要手段之一。
本文将介绍基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟方法和实现步骤。
ABAQUS是一种广泛应用于结构力学和工程分析的有限元分析软件，可以模拟不同类型的结构，包括钢筋混凝土框架结构。
在ABAQUS中，钢筋混凝土框架结构使用的是梁单元（B31）和三角形单元（C3D4）。
本文将重点介绍梁单元的应用。
首先，建立模型，包括结构几何形状、截面形状、材料特性等信息。
在ABAQUS中，可以通过建立草图、绘制型材、定义截面属性等方式来创建模型。
需要注意的是，建立的模型必须符合实际结构的几何形状和尺寸要求。
其次，定义材料特性，包括钢筋混凝土的弹性模量、泊松比、屈服强度、极限强度、裂缝韧度等参数。
这些参数对于结构的强度、刚度、稳定性等性能都有很大的影响，需要根据实际情况进行精确的定义。
然后，给结构施加荷载，包括静态荷载、动态荷载、地震荷载等。
在ABAQUS中，可以通过绘制荷载分布或者定义节点荷载、边界约束等方式来施加荷载。
需要注意的是，荷载的大小和方向必须符合实际情况。
最后，进行数值模拟，求解结构的应力、应变、变形等参数。
在ABAQUS中，可以通过指定分析步数、时间步长、求解器、后处理选项等方式来进行数值模拟。
需要注意的是，模拟结果的准确性和可靠性与模型的精度、材料参数和荷载条件等因素密切相关，需要认真评估和验证。
总的来说，基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟是一项复杂的工程计算工作，需要具备专业的结构力学知识和ABAQUS软件的使用技能。
在模拟过程中，需要考虑许多因素，如模型准确性、材料参数、荷载条件、求解器选项等。
因此，需要认真分析和解决各种问题，确保模拟结果的准确性和可靠性，为结构设计和施工提供科学依据。
基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟
基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟一、本文概述Overview of this article本文旨在探讨基于ABAQUS梁单元的钢筋混凝土框架结构数值模拟。
文章将对钢筋混凝土框架结构进行简要介绍，阐述其在实际工程中的应用及其重要性。
接着，将详细介绍ABAQUS软件及其在结构数值模拟中的优势，特别是梁单元在模拟钢筋混凝土框架中的应用。
This article aims to explore the numerical simulation of reinforced concrete frame structures based on ABAQUS beam elements. The article will provide a brief introduction to reinforced concrete frame structures, explaining their application and importance in practical engineering. Next, we will provide a detailed introduction to ABAQUS software and its advantages in structural numerical simulation, especially the application of beam elements in simulating reinforced concrete frames.文章将重点分析使用ABAQUS软件建立钢筋混凝土框架结构的数值模型的过程，包括材料属性的定义、边界条件的设置、荷载的施加以及网格的划分等。
还将探讨如何对模拟结果进行分析和评估，以便更好地理解和预测钢筋混凝土框架结构的性能。
The article will focus on analyzing the process of establishing a numerical model of reinforced concrete frame structures using ABAQUS software, including the definition of material properties, setting of boundary conditions, application of loads, and meshing. We will also explore how to analyze and evaluate simulation results in order to better understand and predict the performance of reinforced concrete frame structures.通过本文的研究，旨在为工程师和研究者提供一种有效的数值模拟方法，以便在设计和优化钢筋混凝土框架结构时，能够更准确地预测其受力性能和变形行为。
有限元法——数值模拟
钢框架梁柱十字形节点抗震性能数值模拟与理论分析摘要：梁柱节点在钢框架结构中扮演着举足轻重的角色，因此研究钢框架节点的抗震性能具有重要的意义。
本文通过ABAQUS有限元分析软件对钢结构梁柱十字形节点进行了建模分析，考查了全焊接连接节点在地震波作用下的受力性能。
研究表明：全焊接连接节点具有较好的抗震性能。
关键词：钢框架结构；剪切变形；节点域模型；有限元；非线性分析NUMERICAL AND THEORETICAL ANAL YSIS ON SEISMICPERFORMANCEOF THE CROSS-TYPE JOINT OF STEEL STRUCTUREAbstract:The beam-column connections in steel frame structures play an important role. Therefore, studying the seismic performance of the connection in steel frame has a great significance. In order to investigate the seismic performance of the connection in steel frame, this paper presents the cross-type model using the software “ABAQUS”. The results show that the weld connection has a good performance in seismic behavior.Keywords: Steel Frame Structure; Shear Deformation; Panel Zone Model; Finite Element Method; Nonlinear Analysis0 前言有限单元法（或称有限元法）是在当今工程分析中获得最广泛应用的数值分析计算方法。
术架式钢骨混凝土梁柱节点加固的ABAQUS分析
第30卷2017年11月苏州科技大学学报（工程技术版）Journal of Suzhou University of Science and Technology (Engineering and Technology)Vol.30Nov. 2017術架式钢骨混凝土梁柱节点加固的ABAQUS分析官依庆，曹大富，许隆茂(扬州大学建筑科学与工程学院，江苏扬州225127)摘要：框架结构传力明确，结构布置灵活，适用性强，能够提供大空间，并能够根据需要对空间进行灵活分隔，教学 楼、办公楼、多层住宅楼等建筑大多数被设计成框架结构。
除了在高层建筑中应用较少,框架结构已经成为应用最广 泛的结构类型。
框架节点作为结构关键的传力部位，也是结构中最薄弱、最易损伤的部位。
该文以框架结构中节点为 研究对象，用ABAQUS有限元软件建立了 3个有限元模型，其中1个为对比试件，1个采用碳纤维布，1个采用纤维 布与角钢加固。
通过模拟分析发现采用不同类型的加固方式均能够有效提高节点核心区抗剪性能，提高节点承载力 与延性，耗能能力得到提高，从而提高了结构的抗震性能。
关键词：加固；碳纤维布;角钢；梁柱节点;ABAQUS中图分类号：TU242.9 文献标志码：A文章编号：2096-3270(2017)Sl-0129-04ABAQUS analysis of truss typesteel reinforced concretebeam-column joints reinforcedGUAN Yiqing,CAO Dafu,XU longmao(College of Civil Science and Engineering,Yangzhou University,Yangzhou225127,China) Abstract：Force framework structure clear,the flexible structure arrangement,applicability,can provide large space,and can according to the need for flexible space space,teaching building,office building,multi-storey buildings,etc.Most of the building was designed in frame structure.In addition to having fewer applications in high-rise buildings,the framework has become the most widely used structure.The frame node is the key transmission area of the structure,and is also the weakest and most vulnerable part of the structure.Based on the node in the structure as the research object,using the finite element software ABAQUS finite element model is established for three,one for contrast specimen,a CFRP,CFRP with angle steel reinforcement.Through simulation analysis using different kind of reinforcement method can effectively improve the shear shear performance,improve the bearing capacity and ductility,energy dissipation ability was improved,so as to improve the seismic performance of the structure.Key words ：reinforcement；CFRP；a ngle steel；f rame joints；ABAQUS碳纤维布加固混凝土框架节点的工程实践一直 元分析软件，不但在求解线性问题时表现很好，在求走在试验研究和理论分析的前面，不可避免地存在 解非线性问题时也同样表现的非常出色。
钢框架结构梁—柱节点的温度效应模拟与安全检测鉴定
钢框架结构梁—柱节点的温度效应模拟与安全检测鉴定
钢结构由于其轻质高强等突出的优点在建筑领域中得到迅速发展,然后对于钢结构不耐火的缺陷也越来越受到人们的关注。
针对建筑火灾的频繁发生以及所造成的巨大经济损失问题,建筑物的高温性能及灾后的检测与鉴定研究已成为热点。
本文主要以工程实例为研究背景,总结归纳了钢材的高温性能,同时综述了目前关于钢框架结构火灾鉴定与检测的研究现状。
选取钢装置框架结构中的梁-柱节点为研究对象,运用ABAQUS有限元分析软件模拟计算了不同工况下钢梁-柱节点的温度场分布情况以及温度应力耦合分析。
基于上述的数值模拟分析,最后结合工程实际案例,采用数值分析与实际工程试验数据相互比较分析的方式,对钢装置框架结构的高温性能以及灾后检测与鉴定进行了较为系统的研究,同时对钢装置框架结构火灾后的性能进行了评价。
结合数值模拟与现场检测试验结果的分析得出,数值模拟结果与实际现场情况较吻合。
边界条件的选取对于钢结构的温度场分析影响很大,直接影响其模拟结果的精确度。
对于温度场的分析,高温区主要集中分布于受火面的交叉处,且温度场的变化趋势呈层状分布,依次由高温到低温沿受火面法线方向向内传递。
高温应力耦合分析时,在钢梁和钢柱的上下翼缘受火的情况,随着受火时间的延长,其翼缘逐渐呈卷边收缩状态,且受火时间越长,卷边收缩变形越严重。
基于abaqus的梁腹板开孔的梁柱节点的动力分析
基于ＡＢＡＱＵＳ的梁腹板开孔的梁柱节点的动力分析黄㊀康(西安建筑科技大学ꎬ陕西㊀西安㊀７１００５５)收稿日期:２０１９－０９－１１作者简介:黄康(１９９５－)ꎬ男ꎬ陕西西安人ꎬ硕士ꎬ主要研究方向:钢结构ꎮ摘㊀要:为了研究梁腹板开孔的梁柱节点在地震作用下的抗震性能与延性ꎬ利用动力有限元软件ＡＢＡＱＵＳꎬ建立了梁柱节点的有限元模型ꎬ分析了不同荷载下的节点变形情况ꎬ并和梁腹板没开孔的节点进行动力比较ꎬ结果表明:腹板开孔的梁柱节点具有较好的抗震性能和耗能能力ꎬ在梁柱节点腹板处开孔可减轻应力集中的问题ꎬ这也有利于延长节点的疲劳寿命ꎮ关键词:梁腹板开孔ꎻ梁柱节点ꎻ抗震性能ꎻ延性ꎻ动力有限元软件ꎻ疲劳寿命中图分类号:ＴＵ３９１文献标志码:Ａ文章编号:１６７２－４０１１(２０２０)０２－００７８－０２ＤＯＩ:１０ ３９６９/ｊ ｉｓｓｎ １６７２－４０１１ ２０２０ ０２ ０３９０㊀前㊀言钢结构凭借其自身优势不仅广泛应用于工业㊁航空航天㊁桥梁等领域ꎬ而且在高层建筑中的应用也越来越广泛[１]ꎮ然而ꎬ钢结构在高层建筑中的应用不是只有优点没有缺点ꎮ在强震作用下ꎬ高层钢结构梁柱节点成为整体结构的应力大承载力小的薄弱部位ꎬ这容易导致梁柱焊接节点的破坏进而导致结构的倒塌ꎬ因此ꎬ研究梁柱节点的抗震性能和疲劳寿命具有重要的意义[２]ꎮ１㊀有限元模型建立本次模型的梁柱截面均采用Ｈ形截面ꎬ梁柱截面尺寸根据真实截面尺寸建立:钢梁的截面尺寸是翼缘宽度为２００ｍｍꎬ厚度为１２ｍｍꎬ腹板高度为５００ｍｍꎬ厚度为８ｍｍꎻ钢柱的截面尺寸是翼缘宽度为５００ｍｍꎬ厚度为２０ｍｍꎬ腹板高度为５００ｍｍꎬ厚度为１５ｍｍꎮ钢梁和钢柱都采用Ｑ２３５钢材料ꎮ本模型没有考虑柱上的剪切板与梁腹板之间可能存在的相对滑动ꎮ为使分析结果更加真实准确ꎬ在梁靠近节点一端划分网格进行加密如图１所示ꎮ该模型材料遵循ＶｏｎＭｉｓｅｓ屈服准则[３]ꎮ在梁腹板和钢柱翼缘板连接的地方上下各开了１/４圆孔ꎮ钢柱上下端采用铰接的形式ꎮ图１㊀梁柱节点模型２㊀不同位移下的模型对比分析建立３个相同的模型ꎬ对梁的远离结点的一端施加不同的竖向位移控制来反映不同的动载对节点的影响ꎮ３个模型施加的最大竖向位移分别是１２０㊁１５０㊁１８０ｍｍꎬ分别令这三个模型为模型１㊁２㊁３ꎮ位移加载点位于梁的远端截面的中心ꎮ２ １㊀应力云图分析应力云图如图２所示ꎮ由图２的模型１的应力云图所示ꎬ在位移载荷的控制下ꎬ钢结构的最大应力都出现在梁的腹板靠近梁柱节点的位置以及梁腹板靠近靠近节点的上下翼缘处ꎬ远离节点应力逐渐降低ꎮ而且发现随着位移载荷的增大ꎬ节点处红色最大应力区域逐渐扩大ꎮ梁在位移载荷作用下ꎬ靠近节点位置ꎬ梁的腹板中部和靠近翼缘的上下部位首先出现最大应力ꎬ当位移达到最大时ꎬ靠近节点的整个腹板和翼缘都出现红色应力区域ꎮ２ ２㊀等效塑性应变云图分析等效塑性应变云图如图３所示ꎮ图２㊀模型１的应力云图图３㊀模型１的等效塑性应变云图等效塑性应变的物理意义是为了记录变形历史而提出的一个表征塑性应变累积值的量ꎬ将一个复杂应变状态简化成一个具有相同效应的单向应变状态ꎮ所以等效塑性应变的分布和大小能很好反映结点的损伤情况ꎮ由图３可知ꎬ最容易产生裂纹发生破坏的地方是梁腹板和翼缘靠近１/４圆孔的位置ꎬ最大变形区域面积非常小ꎬ大部分塑性应变小ꎬ远离１/４圆孔塑性应变逐渐减小ꎮ最大的等效塑性应变随着施加的最大竖向位移的增加而增大ꎮ２ ３㊀荷载－位移滞回曲线荷载位移滞回曲线如图４~６所示ꎮ图４㊀模型１的滞回曲线８７图５㊀模型２的滞回曲线图６㊀模型３的滞回曲线３个模型的滞回曲线都是梭形说明滞回曲线的形状非常饱满ꎬ反映出该节点的塑性变形能力强ꎬ具有较好的抗震性能和耗能能力ꎮ随着循环次数的增加ꎬ曲线围成的面积越大ꎬ说明循环输入和消耗的能量随着循环位移的增加而增大ꎮ在每一周的循环中ꎬ梁端的位移从０加到较大位移时ꎬ荷载呈先快速增大阶段ꎬ梁的位移在往上增加时ꎬ荷载增加缓慢直到加到最大值ꎬ随着梁端位移的降低ꎬ荷载迅速下降ꎬ这表明:在弹性阶段ꎬ位移随着荷载的增加而增大并表现出一定的抵抗力ꎻ发生塑性变形后ꎬ荷载不变或稍微增大时ꎬ位移都会发生大幅度的增加ꎮ３㊀有孔和无孔模型对比分析分别选择两个模型进行比较ꎬ一个模型是梁腹板开孔的梁柱节点ꎬ在梁的远端截面中点施加的最大竖向控制位移是１５０ｍｍꎬ另一个模型梁腹板不开孔的梁柱节点ꎬ在梁的远端截面中点施加的最大竖向控制位移是１５０ｍｍꎬ分别令它们为模型Ａ和模型Ｂꎮ通过比较它们的应力云图㊁应变云图和荷载位移滞回曲线ꎬ对它们的抗震性能进行比较进而得到最后的结论ꎮ３ １㊀应力云图比较模型Ａ和模型Ｂ的应力云图比较如图７~８所示ꎮ图７㊀模型Ａ的应力云图图８㊀模型Ｂ的应力云图通过上面应力云图的比较发现ꎬ模型Ａ和模型Ｂ的最大应力都出现在梁腹板和翼缘靠近节点的部分ꎮ就最大应力区域的面积来看ꎬ模型Ｂ的面积更大ꎮ在梁的腹板㊁翼缘以及柱子的交界处ꎬ明显模型Ｂ更加应力集中ꎬ模型Ａ中腹板的两个１/４孔很好的减弱应力集中的问题ꎮ３ ２㊀等效塑性应变云图比较模型Ａ和模型Ｂ的等效塑性应变云图比较如图９~１０所示ꎮ如图９~１０所示ꎬ模型Ａ和模型Ｂ的最大等效塑性应变出现在梁腹板和翼缘靠近节点的部分ꎬ远离最大应变处ꎬ等效塑性应变随着距离的增加而减小ꎮ模型Ａ的最大等效塑性应变为２ ５４２ꎬ模型Ｂ的最大等效塑性应变为３ ２３３ꎬ模型Ｂ的塑性变形大于模型Ａꎬ从梁翼缘的变形也可以看出ꎬ模型Ｂ的应变更加集中ꎮ当同时发生相同的地震时ꎬ模型Ｂ的节点最先发生破坏ꎬ这也从侧面体现了梁腹板留孔的梁柱节点的优越性ꎮ图９㊀模型Ａ的等效塑性应变云图图１０㊀模型Ｂ的等效塑性应变云图３ ３㊀荷载－位移滞回曲线比较模型Ａ和模型Ｂ的荷载－位移滞回曲线比较如图１１~１２所示ꎮ图１１㊀模型Ａ的滞回曲线图１２㊀模型Ｂ的滞回曲线如图１１所示ꎬ模型Ａ的滞回曲线都是梭形说明滞回曲线的形状非常饱满ꎬ反映出该节点的塑性变形能力强ꎬ具有好的抗震性能和耗能能力ꎮ如图１２ꎬ模型Ｂ的滞回曲线非常凌乱ꎬ一开始循环表现出不很饱满的梭形曲线ꎬ然后曲线突然变成反Ｓ形ꎬ滞回曲线的形状不饱满ꎬ说明模型Ｂ的节点延性和吸收地震能量的能力较差ꎮ４㊀结㊀语利用动力有限元软件ＡＢＡＱＵＳ对梁柱节点进行了数值分析ꎬ根据节点的变形最大地方的应力云图㊁等效应变云图及应力应变滞回曲线ꎬ得出以下结论ꎮ１)利用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ能够很好地模拟梁柱节点在强震作用下的变形情况ꎮ因此ꎬ本文的数值模拟是合理的ꎮ２)在不同的位移载荷的控制下ꎬ变形和应力分布随着位移的增加而增大ꎮ但它们的滞回曲线的形状都很饱满ꎬ能够说明出该节点的塑性变形能力强ꎮ３)在有孔和无孔的梁柱节点动力比较中ꎬ模型Ａ的节点相比较于模型Ｂ具有更好的抗震性能和延性ꎬ通过在梁的腹板上可能会出现较大应力集中的地方留孔ꎬ可以很好解决应力集中问题ꎬ进而可以延长节点的疲劳问题ꎬ可以在实际工程应用中使用该节点模式ꎮ[ＩＤ:００９１３３]参考文献:[１]㊀崔鸿超.高层建筑钢结构在我国的发展[Ｊ].建筑结构学报ꎬ１９９７ꎬ１８(１):６０－７１.[２]㊀李国强.我国高层建筑钢结构发展的主要问题[Ｊ].建筑结构学报ꎬ１９９８ꎬ１９(１):２４－３２.[３]㊀ＡＢＡＱＵＳ６ １４超级学习手册[Ｚ].９７。
装配式混凝土梁柱节点抗震性能试验与数值模拟
收稿日期：2020-10-26 基金项目：国家重点研发计划项目(2016YFC0701500)；国家自然科学基金项目(11472005)安徽省自然科学基金项目(1908085ME173) 作者简介：丁克伟(1962-),男，安徽合肥人，教授，博士研究生导师,E-mail:1254192805@qq. com。
1试验概况
1.1 试验设计 与现浇节点不同，试验节点的混凝土梁柱是分
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大家好，一榀高层框架结构，梁与柱均采用BEAM单元，梁柱节点为半刚性，请问用哪一种连接单元才能更好的模拟框架的半刚性？
望论坛上的大侠们不吝赐教，小弟感激不尽！谢谢了！
2007-7-13 16:55
#1
彩虹
助理工程师
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状态离线
关注中
希望楼主有机会能够介绍你的模型
编辑：冲令狐
spring单元应该可以，需要确定的就是半刚性节点的stiffness。楼主可以试一下。
2007-7-14 10:15
#2
东升
助理工程师
精华0
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帖子36
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技术分1
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谢谢anatoli兄的回复，我现在在试着用HINGE连接单元，只是在运算过程中遇到一点小问题，有机会还得兄台请教！
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