• Xtract or Ucfyber的最条理的整理入门级教程


    1 示例简介

    柱子高10m
    柱径160cm,
    保护层厚度为5cm,
    沿周边配31根直径25HRG335级钢筋。
    柱子采用C40混凝土。
    柱子的恒载作用下的轴力值为3986kN
    柱子断面如下图:
    在这里插入图片描述

    做一个柱子的弯矩曲率分析,
    极压弯包络分析,
    以确定柱子的塑性角是否出规范要求,
    同时在地震作用下的弯矩跟轴力能够被柱子的压弯包络线包裹住。
    
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    2 使用步骤:

    2.1 打开Xtract,界面如下:选择 file-new project 新建工程

    在这里插入图片描述

    2.2 弹出新建工程对话框,如下图所示:在job namenew project title中输入"xtract应用",点Forward>>按钮进入下一步

    在这里插入图片描述

    2.3 进入如下所示的界面,定义截面形状

    • Enter Section Name中输入"圆形截面"
      在这里插入图片描述

    • Start from 下拉列表中选择 “Template” 模板列表;

    • Select Units 下拉列表中选择"kN-m"单位;

    • Forward>> 按钮进入下一步.

    2.4 进入如下所示界面,配置箍筋

    • Section Information的两个下拉列表中分别选择“Circular Column”圆柱形截面
    • "Hoop Reinforcing"横向配置环形箍筋
    • Transverse Reinforcing Bar Size下拉列表中选择箍筋的直径为12mm
    • Spacing of Transverse Steel下撞死表中选择横向箍筋的间距为0.1m
    • Next>进入下一步

    在这里插入图片描述

    2.5 进入如下所示界面,配置纵筋

    • Outside Diameter中输入柱子的直径为1.6m
    • Cover Thickness中输入保护层的厚度为0.05m
    • Number of Longitudinal Bars中输入纵向钢筋的根数为31根
    • 完成柱截面的及钢筋信息的定义
    • Next>进入下一步

    在这里插入图片描述

    2.6 进入如下界面,添加三种材料

    在这个界面里面,我们要添加三种材料:

    • Cover Concrete为无约束混凝土
    • Column Core Concrete为约束混凝土
    • Longitudinal Steel为纵向钢筋

    在这里插入图片描述
    下面一项一项来。

    2.6.1 Cover Concrete 无约束混凝土

    • Material对话框Cover Concrete栏点Add View按扭,

    • 弹出如下的对话框:

    • 在这里插入图片描述

    • 按对话框中的数值输入无约束C40混凝土参数。

    下面解释一下各个参数的含义:

    • 28 Day Compressive Strength—> 对应于中国规范就取28天抗压强度标准值。查规范可知这个值为26.8 e3 Kpa
    • Tension strength —> 我们不考虑无约束混凝土抗拉强度,所以此处我们输 0 便可。
    • Yield Strain —> 混凝土的屈服强度,我们取0.001就比较合适了。
    • Crushing Strain—> 极限压应变,我们取0.003,你也可以取0.004,但我建议取0.003(因为我们取的是设计值)。当然,这个参数对你的整个结果影响应该是很小的。
    • Spalling Strain —> 混凝土剥落应变,这个值可以采用程序提供的0.006这个值。
    • Post Crushing Strength —> 剥落后的抗压强度,这个值当然取 0 是最合适的。
    • Failure Strain —> 结构破坏应变,这个值我们应当取一个比剥落应变更大的值,不妨取1.0 or 1.1
    • Concrete Elastic Modulus —> 混凝土弹性模量,这个值当然按规范取 3.25 e7 KPa

    至此,无约束混凝土的参数的输入已经解释完毕。

    • View按扭,可看到无约束混凝土应力应变曲线;
    • apply按钮完成无约束C40混凝土的定义;
    • 关闲对话框,再一次回到先前的那个Material定义对话框。

    2.6.2 Column Core Concrete 约束混凝土

    • Material对话框Column Core Concrete栏点New按钮

    • 弹出如下定义约束混凝土对话框:

    • 在这里插入图片描述

    • 我们需要在这个对话框中输入下面的 除了 = 之外 的其它的参数的输入。
      因为当你定义完无约束混凝土后,下面这个定义约束混凝土对话框的红色等号的数值会自动生成。所以,我们所需要的仅仅是完成其它参数的填写。读者只需要按照下图所示的数值填写好相应的参数便可。

    下面解释一下各个参数的含义:

    • 28 Day Compressive Strength —> 这个对应于中国规范就取28天抗压强度标准值。查规范可知这个值为26.8 e3 Kpa
    • Tension strength —> 我们不考虑无约束混凝土抗拉强度,所以此处我们输 0 便可。
    • Confined Concrete Core Strength —> 约束混凝土抗压强度,程序已经自动计算出来。但是你应该清楚,这个家伙是怎么来的,至少你应该明白,这个家伙的值肯定是大于28天抗压强度标准值的,不然,就是软件本身出错了。请参看范立础老先生写的《桥梁延性抗震》这本书的第148页。即如下图所示的公式:在这里插入图片描述
    • Yield Strain —> 约束混凝土的屈服应变,注意,这个值不能再输入无约束混凝土的屈服应变了,很明显,约束混凝土的屈服应变肯定要大于无约束混凝土的屈服应变(0.001)的。那这个值怎么输才好的,我们可以取峰值压应力下所对应的应变值的70%,那么峰值压应力下所对应的那个峰值压应变又该怎么计算呢?还是参看范立础老先生写的《桥梁延性抗震》这本书的第148页。即如下图所示的公式,经计算得到这个值为3.75e-3在这里插入图片描述
    • Crushing Strain —> 约束混凝土的极限压应力,虽然这个值程序能自动给你,但是你仍然要知道它是怎么来的,参看范立础老先生写的《桥梁延性抗震》这本书的第148页。即如下图所示的公式:在这里插入图片描述
    • Concrete Elastic Modulus —> 混凝土弹性模量,这个值当然按规范取 3.25e7KPa

    约束混凝土的参数的输入已经解释完毕。

    2.6.3 Longitudinal Steel 纵向钢筋

    • Material对话框Longitudinal Steel栏点Add New按钮,
    • 弹出如下所示的钢筋定义对话框:
    • 在这里插入图片描述
    • 按对话框所示输入相应的值。注意Stlle Standard and Grade(opt)下拉列表保持默认状态,不要动它,因为我们不需要选用美国规范的任何钢筋,我们要自己定义中国规范的钢筋。

    下面解释各个参数的含义:

    • Yield Stress—> 钢筋屈服强度,这里取 335 e3 KPa 就合适了,这是规范上确切可查的值。
    • Fracture Stress —> 钢筋极限抗抗强度,这里取490 e3 KPa就合适了,这是规范上确切可查的值。
    • Strain at onset of Strain Hardening—> 钢筋硬化时对应的应变,这个值取经验值0.01就可以了。来源,只能说这是个试验加经验的一个总和。
    • Failure Strain —> 钢筋的极限拉断应变,取大一点,取个1.0
    • Steel Elastic Modulus —> 钢筋的弹性模量,这个值按规范取2.0 e8 KPa

    2.6.4 关闲对话框,再一次回到先前的那个Material定义对话框。

    • 这个时候应该如下图所示,三种材料都定义好了;
    • 在这里插入图片描述
    • Next>进入下一步

    2.7 进入下一步,弹出划分纤维网格对话框

    • 单击Create Section按钮,点Next>进入程序主界面,如下图所示:
    • 在这里插入图片描述这个时候,网格已经划分成功了。红色的那一圈为非约束混凝土,银白黑的为约束混凝土,黑点为钢筋。

    2.8 下面进行加载,弯矩-曲率分析

    • 点菜单Loading -> Moment Curvature,弹出弯曲曲率分析加载对话框

    • 在这里插入图片描述

    • Loading Name中输入"弯矩曲率分析"

    • 单击Applied First Step Loads组合框中的Axial Load前的单选按扭

    • 并在其后输入3986 kN(初始轴力)

    • 单击Incrementing Loads组合框中的Moment About X-Axis(Mxx)

    • 单击Moment Rotation Options组合框中的Calculate Moment Rotation前的单选按扭。

    • Plastic Hinge Length中输入1.6m(塑性铰长度取1倍柱子直径)

    • Graphics Options组合框中勾选Show GraphShow animation按扭,以便计算时能看到图片及动画。

    • 再点Apply完成弯矩曲率分析的荷载的施加。

    2.9 弯矩轴力压弯包络施加荷载对话框

    • 点菜单Loading -> PM Interaction,弹出弯矩轴力压弯包络施加荷载对话框,如下图所示
    • 在这里插入图片描述
    • Loading Name中输入"压弯包络分析"
    • Number of Points中输入25
    • Graphics Options组合框中勾选Show GraphShow Animation按扭,以便计算时能看到图片及动画
    • 再点Apply完成弯矩轴力荷载的施加

    有人可能会问,什么都没有看到,也没有看到弯矩与轴力值的输入。因为我们要得出这个截面的压弯包络,所以我们算的只是这个截面的弯矩轴力的抗力,即,能抵抗的最不利的(弯矩,轴力)组合(点)。

    2.10 加载计算结果

    • 荷载施加完成后,我们将在工程管理的树形菜单下看到如下图所示的界面,从下图可以看出荷载已经施加成功。
      在这里插入图片描述

    • 接下来运行程序,进行加载分析

    • 在这里插入图片描述 (像闪电一样的图案)按扭,进行分析,
      分析完成后可以看到如下图所示的图片及动画(程序可见)。

    很明显,从下图可以看出,弯矩曲率曲线、压弯包络图已经绘制出来:

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    2.11 输出结果报告

    • 单击树形菜单下面的Analysis Report

    • 在这里插入图片描述

    • 输出如下所示的结果报告:
      在这里插入图片描述在这里插入图片描述

    • 接下来,你可以根据你的地震有限元计算模型得到的内力、位移去看看你的值是否在下面结果报告范围内。

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_45288557/article/details/125513748