[转自：Dino结构笔记-公众号]不同程序求解构件的M-Phi曲线
截面分析三剑客：

XTRACT：传统截面分析程序
ETE-SEC：自开发的截面分析程序，基于LoadFraction方法
OPENSEES: 基于构件层次反过来算截面分析的开源程序
【下载资料】opensees截面m-Phi曲线分析代码
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图 ETE-SEC的图形界面

最近为ETE-SEC写入求解任意截面的M-Phi曲线的求解功能，初步得到的实现，整个计算流程如下所示：
（1） 进行截面纤维划分，假定平截面方程 eps = ax+by+c；
（2） 控制全部纤维中最大纤维压应变eps达到应变限值 eps_max，得到平截面方程 的参数a,b,c
（3） 求解边缘处的最大应变与最小应变差，曲率曲线Phi =(eps_max-eps_min)/H，H为最大应变纤维与最小纤维的距离
以前求解截面曲线的方法是假定压应变eps与两个方向的曲率 Phi_x与Phi_y，三个变量，现在采用的这个方法是采用平截面方法，也就是eps=ax+by+c也是三个变量的。

ETE-SEC的新增功能：截面的M-Phi分析功能的界面
ETE-SEC增加了M-Phi曲线计算的功能如下图所示。由于ETE-SEC可以进行快速的截面建模，那么现在就可以快速地进行截面的M-Phi分析了。分析结果如下图所示。
算例采用 C60混凝土截面1000×800，钢筋直径为25，钢筋强度fy1=400MPa 。
其中C60的本构关系中 fc1 = 26.80 MPa
 
 
XTRACT中的材料设定
在ETE-SEC中的M-Phi曲线分析，曲率的终点不受混凝土材料的受压极限应变0.0035控制，你可以修改较大一点的值，来观察其在混凝土达到极限应变后的状态，XTRACT的曲率终值为受到混凝土极限应变的影响，如果要延长分析曲率，那就要把混凝土本构改为自定义的混凝土本构了（自定义混凝土的应变终值）。

【XTRACT验证】
采用XTRACT对ETE-SEC的曲率分析功能进行验证。其中ETE-SEC的混凝土本构是直线-抛物线型，而XTRACT的混凝土本构采用mander本构，有所区别但对于宏观曲线的分析差别不大。在XTRACT中混凝土材料本构与钢筋本构的设置如下图所示：
   
XTRACT的截面建模与配筋
 
进行m-Phi曲线求解后与ETE-SEC的结果进行对比，其中（轴力N=1250kN），分析的结果是吻合的。从图中可见，截面的M-Phi曲线随着轴力的增加（从1250至12500kN），延性变差，轴力较大的情况下，截面一屈服就马上进行破坏状态，没有延性平台段。从数据分析来看，混凝土的本构曲线模型的选取会影响轴力较大的情况的M-Fai曲线，对于轴力较小的情况影响不大。

ETE-SEC提供的P-M曲线

不同轴力水平的构件截面m-phi曲线

如果采用OPENSEES对截面进行分析，可采用附件的OPENSEES代码，只需要把截面的section_Fiber.tcl的代码替换成ete-sec纤分后纤维的数据就可以了。下面以一个桥梁的断面进行m-fai曲线的分析，OpenSEES的分析代码可以在上方的链接进行下载。
桥梁截面的算列：
（1）采用AUTOCAD对桥梁截面进行建模，然后导入ETE-SEC进行M-Phi分析。
 
采用AUTOCAD进行截面建模，采用多义线与圆
（2）导入ETE-SEC后修改混凝土等级为c35，单元格子大小为100mm，如下图所示。点击M-Phi分析按扭进行分析，轴力为1000kN。
 
AUTOCAD的DXF文件导入ETE-SEC后的结果
 （3）M-Phi分析结果如下图所示：
 
在ETE-SEC进行截面M-Phi分析
（4） 如果采用XTRACT进行分析，把截面导入XTRACT程序中，可以采用以下插件进行：
[DinoBox]DXF to Xtract 任意截面生成器
http://dinochen.com/article.asp?id=353
打开程序DXF to Xtract后如下图所示，生成XTRACT文件后导入XTRACT。
 DXF TO XTRACT小程序的图形界面
 导入XTRACT程序后的结果
 
XTRACT的分析结果
【OPENSEES验证】
结合ETE-SEC与OPENSEES也可以对复杂截面进行M-Phi曲线的分析，标准代码可以在附件下载。只需要把ETE-SEC生成的纤维COPY到section Fiber当中就可以了。具体的方法可以参考之前的博客：http://dinochen.com/article.asp?id=389

ETE-SEC关于截面划分的数据，直接生成OPENSEES的命令流
OPENSEES命令流的格式
在OPENSEES的命令流当中，提取截面的曲率采用以下语句：
recorder Element -file sec1.out -time -ele 1 section 1 deformation
在section的defomration当中前三列分别是 拉压应变eps，绕构件主轴的曲率Phi_x，绕构件次轴的曲率Phi_y，本算例是提取Phi_y，由于单位是(1/m)，所以要乘以1000倍。构件的弯矩等于水平推力乘以构件高度。
【汇总】最近对比三个软件：ETE-SEC, XTRACT与OPENSEES三个软件的结果，如下图所示。三个软件分析结果是一致的，但各自采用的方法是不同的。殊途同归，一题多解。

====本节完 =====
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