【PBSD】【PERFORM-3D】弹塑性模型刚度调整

“框梁刚度系数、单元类型、内嵌梁刚度”

结构抗震性能设计软件PBSD（【PBSD】超限工程的免费好助手：结构抗震性能设计软件PBSD功能简介）具有地震动工具箱（【PBSD】V1.0.5.0版正式发布：免费地震动工具箱之教学视频）、一键弹塑性分析接口（【PBSD】【PERFORM-3D】YTP导模工具使用手册）、一键弹塑性报告（【PBSD】一键弹塑性报告功能演示）等众多实用功能。

模型检查可分为荷载质量检查、机构检查及刚度检查三个部分。上期推送（【PBSD】【PERFORM-3D】模型检查）与大家分享如何对YTP生成的弹塑性模型进行机构检查及质量检查与调整。本期推送将从框架结构及剪力墙结构两个层次，分享如何基于PBSD调整PERFORM-3D弹塑性模型的结构刚度。

框架结构

框梁刚度系数

PBSD将自动读取YJK模型的框梁刚度系数，通过调整梁单元弹性组件的转动惯量实现刚度放大（不修改弹塑性组件的刚度）。配置文件P3D_Setting.ini的配置项is_beam_stiffness_modified可控制PBSD进行模型转换时是否考虑框梁刚度系数。

框架构件单元类型

PBSD目前具有三种类型的框架梁单元，分别为PFLPH单元（【PBSD】【PERFORM-3D】性能前馈集中塑性铰单元的定义、优势与测试）、纤维单元（【Perform3D】位移元的简单证法）及带轴向释放的纤维单元（【PBSD】性能前馈集中塑性单元PFLPH与纤维单元力学性能对比），框架柱则恒为纤维单元。对于混凝土截面，当采用任意一类纤维单元时（【PBSD】纤维剖分与PMM截面分析文档——柱单元篇），由于钢筋及型钢纤维的存在，与弹性截面相比将提高截面的转动惯量，进而提高结构整体的刚度。

注意事项

PBSD默认考虑框梁刚度系数，若框架梁采用纤维单元，一般情况下弹塑性模型会刚于设计软件弹性模型，用户可考虑采用PFLPH单元或关闭框梁刚度系数配置项来减小结构刚度。除此之外，若对结构刚度有更严格的要求，可通过配置文件P3D_Setting.ini的配置项BeamAppendStiffnessAmplitude实现全局梁单元的刚度调整，值大于1即放大抗弯刚度，值小于1即折减抗弯刚度，值为1则不进行附加调整（默认为1）。

剪力墙结构

内嵌梁刚度调整

PERFORM-3D中的剪力墙单元非壳单元，因此刚度与设计模型存在出入。由于剪力墙单元的节点无法传递弯矩，因此需通过内嵌梁来与框架构件连接以传递弯矩。由于内嵌梁的存在，因此可通过调整内嵌梁的截面来实现结构刚度的调整。根据剪力墙的主轴方向，PBSD将内嵌梁分为EmbedBeamX及EmbedBeamY两类截面，分别可调整模型X向及Y向的结构刚度。

点击任务栏“Phase”→“Build Phase”切换至分析模块，点击任务栏“Task” →“Component Properties”可见组件属性界面。点击“Cross Sects”选项卡，“Type”选择“Beam Reinforced Concrete Section”，将“ Name”列表拖至最后即可见内嵌梁截面“ EmbedBeam_X”及“EmbedBeam_Y”，如图1 所示。修改“B”及“D”值再点击“Calculate”按钮，最后点击“Check”及“Save”按钮即完成内嵌梁截面修改。

图1 内嵌梁截面调整

注意事项

对于剪力墙偏少的框架剪力墙结构，可根据框架结构调整刚度的方法（框梁刚度系数、单元类型）实现刚度调整。除此之外，若对结构刚度有更严格的要求，可通过配置文件P3D_Setting.ini的配置项BeamAppendStiffnessAmplitude实现全局梁单元的刚度调整，值大于1即放大抗弯刚度，值小于1即折减抗弯刚度，值为1则不进行附加调整（默认为1）。

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精彩回顾：

【会议总结】OpenSEES Days Eurasia 2019 in PolyU

【YJK】弹性时程分析如何考虑周期折减系数

【YTO】YJK to OpenSees：框架结构算例验证

【YTO】YJK to OpenSees：剪力墙结构算例验证