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【转载】小软件怒刷存在感 —— Xtract应用实例

“Xtract简单了解一下”

Xtract是一款优秀的截面分析软件,其具有两项突出的功能:计算分析出任意截面(含组合截面)的弯矩曲率曲线;计算分析出任意截面的P-M-M屈服面在面向工程领域,小编就以上两点功能做一个比较全面的流程化介绍。

算例一

400×800型钢混凝土梁,钢骨尺寸为400x200x10x16;混凝土标号C30,钢筋标号HRB400,型钢牌号Q345,求其弯矩-曲率铰曲线及其关键数据。

  • 本构定义

Xtract虽然已经自带大量的约束、非约束混凝土本构模型,但在工程领域,我国规范在截面设计时未考虑约束混凝土承载力及变形能力的增强,故本构模型小编推荐使用混凝土规范附录C.2.4的混凝土单轴受压应力-应变曲线,将规范公式通过excel形成数据后导入Xtract中,如图1所示。

图1 混凝土单轴受压本构

钢筋本构采用软件自带的本构模型(双折线模型),HRB400钢筋各参数取值如2图所示。型钢钢骨的取值除屈服应力外与钢筋类似

图2 纵筋本构

小编建议初学者把钢材屈服后的颜色分别修改为:受压蓝色,受拉红色,这会有助于使用者定性判断模型结果是否正确。

图3 修改钢材屈服后的显示颜色
定义完材料后建立分析截面模型,一般比较简单的截面可以手动建立,复杂截面模型除手动方法外(效率比较低),也可采用如CAD二次开发后导入的方法。本例的模型建立后如图4所示。
图4 算例一:型钢混凝土截面
考虑到我国规范中纵向钢筋的保护层厚度一般约为30mm,手动建模时的snap size可调整为30mm。模型建完后建立相应的分析工况,本案例寻求获得该钢骨梁在负弯矩(梁端顶部受拉)状态下的弯矩曲率曲线,建立moment curvature分析工况,参数如图5所示。
图5 定义截面分析工况
运行分析,软件随之绘制出一道优美的弯矩曲率曲线(如图6所示)。
图6 弯矩曲率分析结果

根据之前的设定,钢材红色代表受拉屈服,钢材蓝色代表受压屈服,基本满足分析的设定,打开analysis report,如图7所示。计算结果的关键数据均罗列其中,根据其简化的弯矩-曲率铰模型可进一步接力运用在罕遇地震弹塑性模型中(如Perform-3d的Moment Hinge及OpenSees的IMK模型)。

图7 截面分析报告

算粒二

500×500钢筋混凝土柱;混凝土标号C30;钢筋标号HRB400,求其P-M-M屈服面。材料本构的输入与案例一类似,模型建立后如图8所示。

图8 钢筋混凝土截面

建立PM interaction分析工况,为了得到屈服面的结果,小编按30°为一档共建立了0°~180°的7种工况。同时,我们采用混凝土峰值压应变做为Limit Strain,否则在这个本构模型下,求出来的桃子图容易变成屁桃。
图9 PM Interaction工况定义
运行分析,7条优雅的P-M屈服线绘制完成,如图10所示。如图11所示,将数据导入到绘图软件中,基于材料设计值的立体的桃子就完成了。
图10 P-M屈服曲线数据
图11 绘制立体桃子图
改革开放40年来,我国经济日益发展,人民生活水平不断提高,建筑与结构界人才辈出,各类妖异的截面不断涌现,但无论它怎么变,只要守住这个屈服面,我相信我们的作品还是可以经得起时间的检验。
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作者: ganggouren

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