利用弯矩-曲率(M-Φ)曲线评价截面性能ppt课件

1、利用弯矩利用弯矩-曲率曲率(M-)曲线评价截面性能曲线评价截面性能Revision No. : v1.0Revision Date : 2021.1.Program Version : Civil2021 V.7.8.0 R1Mail to : jwleemidasit.操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截面性能200. 00. 目录目录01. 01. 概要概要 3 3 02. 02. 建模建模 5 503. 03. 资料本构模型资料本构模型 6 6 1. 1. 混凝土本构混凝土本构 2. 2. 钢材本构钢材本构04. 04. 矩形截面的性能评价矩形截面的性能评价 8

2、8 1. 1. 输入钢筋输入钢筋 2. 2. 弯矩弯矩- -曲率关系曲率关系 3. 3. 查看结果查看结果 05. 05. 任不测形截面的性能评价任不测形截面的性能评价 11 11输入钢筋输入钢筋弯矩弯矩- -曲率关系曲率关系查看结果查看结果 06. 06. 计算书计算书 15 1507. 07. 弯矩弯矩- -曲率曲线在桥梁抗震设计中的运用曲率曲线在桥梁抗震设计中的运用 18 18 1. 1. 按简化方法验算按简化方法验算E2E2地震作用下的墩顶位移地震作用下的墩顶位移 2. 2. 按非线性分析方法验算桥墩塑性铰区域的塑性转动才干按非线性分析方法验算桥墩塑性铰区域的塑性转动才干 .操作例题操

3、作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截面性能301. 概概要在非线性抗震分析中经常要运用截面的非线性滞回特性，梁或柱截面的非线滞回性特性可以运用截面的弯矩-曲率关系或荷载-位移关系曲线来描画。 弯矩-曲率曲线(Moment Curvature Curve)作为评价截面的抗震性能被广泛运用于钢筋混凝土截面的抗震分析中。 与Pushover分析和动力弹塑性分析相比，利用截面尺寸和实配钢筋获得截面的弯矩-曲率曲线，运用该曲线评价截面的抗震性能的方法，不仅简单而且节省分析时间。 Midas程序中提供了七种混凝土资料本构模型和四种钢材资料本构模型。用户定义了截面尺寸并输入钢筋后，选择相应的资

4、料本构模型，程序就会提供理想化的截面弯矩-曲率关系，并提供截面的 一些关键特性，例如屈服特性值、极限特性值。 本技术资料引见了弯矩曲率曲线的运用方法以及运用该曲线评价截面的性能的方法。程序中提供的混凝土和钢材的资料本构模型如下。1. 混凝土 1) Kent & Park Model 2) Japan Concrete Standard Specification Model 3) Japan Roadway Specification Model 4) Nagoya Highway Corporation Model 5) Trilinear Concrete Model 6) China C

5、oncrete Code (GB50010-02) 7) Mander Model2. 钢材 1) Menegotto-Pinto Model 2) Bilinear Model 3) Asymmetrical Bilinear Steel Model 4) Trilinear Steel Model .操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截面性能4利用下面的弯矩-曲率曲线计算截面的屈服和极限承载力、屈服和极限位移。 在此, Mn : 极限形状时的弯矩 Myi : 初始屈服点的弯矩 yi : 初始屈服时的曲率 y : 等效屈服时的曲率 u : 极限形状时的曲率 cu :

6、混凝土极限应变利用弯矩-曲率关系曲线计算截面性能的过程如下：STEP 1. 选择非线性资料本构模型 STEP 2. 输入钢筋STEP 3. 计算弯矩-曲率曲线STEP 4. 利用弯矩-曲率曲线计算截面特性STEP 5. 利用理想化的弯矩-曲率曲线评价截面性能| 截面性能评价过程 |01.01.概要概要yiMnMyiyu( =0.004)cuM等效屈服点初始屈服点极限形状点.操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截面性能502.02.建模建模本例题中要评价的桥墩截面如下。 1.点击主菜单的文件 翻开工程翻开称号为M-Phi_Model.mcb 的模型文件。2.点击主菜单的模型

7、 资料和截面特性 截面确认已定义的两个截面| 确认矩形截面 | 确认任不测形截面 |.操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截面性能603.03.选择资料本构模型选择资料本构模型1. 混凝土资资料本构构本例题中混凝土的资料本构运用的Kent & Park Model. Modified Kent & Park Concrete Model是Scott etal.(1982)等在Kent & Park(1973)提出的根本模型根底上思索横向钢筋的约束效果提出的修正模型，模型不仅概念清楚而且可以比较准确的反映混凝土的资料特性。混凝土资料的特性值如下。资料规范强度资料规范强度工程

8、工程取值取值单位单位fck = 26.8 Mpa(C40)混凝土的屈服压应变0.002-混凝土的极限压应变0.005-混凝土的抗压强度规范值26.8MPa在主菜单中点击模型 资料和截面特性 弹塑性资料特性点击“添加键 在称号中输入Column(Concrete) 在资料类型中选择 混凝土 在滞回模型中选择Kent & Park Model fc ：输入 26.8 co ：输入 0.002 K ： 输入 1 Z：输入 400 ( Z = 0.8/( c1 - co ) = 400 ) cu ：输入 0.005 点击适用键| 定义混凝土本构模型 |Kent & Park Mode的输入参数如下：

9、-fc : 混凝土抗压强度 -K : 思索约束效应的混凝土抗压强度的强度提高系数 -cu : 混凝土压碎时的应变 -co : 抗压强度最大值对应的应变 -Z : 抗压屈服后混凝土的软化区段的斜率 K值为1时表示不思索横向钢筋约束效应。c1：混凝土的极限应变.操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截面性能72. 钢钢筋本构构模型本例题中钢筋的资料本构模型运用了Menegotto-Pinto Model。Menegotto-Pinto Model是Filippou 在Menegotto and Pinto提出钢材本构模型根底上提出的修正模型，不仅分析效率高而且与实验数据吻合较好

10、。 钢筋的资料特性如下：资资料规规范强度工程取值值单单位HRB335钢筋的屈服应变0.0015-钢筋的极限应变0.01-钢筋的屈服强度335MPa钢筋的极限强度455Mpa在主菜单中选择模型 资料和截面特性 弹塑性资料特性 在称号中输入Column(Steel) 在资料类型中选择Steel在滞回模型中选择Menegotto-Pinto Model 在fy中输入300 在E中输入200000 在b中输入0.0060914( b = (fu fy)/(cu- co)*E )点击“确认键| 定义钢筋的资料本构模型 |Menegotto-Pinto Model中的参数阐明如下： fy : 钢筋的屈服强

11、度 E : 钢筋的初始弹性模量 b : 钢筋屈服后刚度与初始刚度的比值 Ro, a1, a2 : 定义钢筋屈服后应力-应变变化外形的常数03.03.选择资料本构模型选择资料本构模型.操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截面性能8在主菜单中选择模型 资料和截面特性 弯矩-曲率曲线在称号中输入Column(SR)在截面中输入Column(SR), 在混凝土选择栏中选择Column(Concrete), 在钢材选择栏中选择Column(Steel)在“位置中选择“I 点击“截面钢筋数据键在截面列表中选择Column(SR)在箍筋类型中选择箍筋直径D13在箍筋间距中输入0.1,

12、箍筋肢数输入2在Pos1的数量中输入20, 在直径1中选择D25 在Pos2的数量中输入20, 在直径1中选择D25 在Dc中输入0.1点击“添加/交换键点击“取消键在轴力中输入1500在中和轴角度中输入0在点数中输入50点击“添加键04. 矩形截面性能评评价1. 输输入钢钢筋输入初始轴力或分析中的轴力。点数为绘制弯矩-曲率曲线的点数。点数越多计算精度越高。| 输入钢筋 |输入矩形截面的配筋单位运用kN、m。“位置适用于变截面，选择I、MID、J截面的钢筋计算截面特性。.操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截面性能9在主菜单中选择模型 资料和截面特性 弯矩曲率曲线勾选“显

13、示理想模型选项 在“用户自定义曲率(理想化模型)选项中输入0.002点击“计算键 2. 计计算弯弯矩-曲率曲线线| 弯矩-曲率关系曲线 |- 不勾选用户自定义曲率: 程序默许的理想化模型的最大曲率为极限弯矩对应的曲率。- 勾选用户自定义曲率，生成的理想化模型的最大曲率为用户输入的曲率。计算曾经输入了钢筋的矩形截面的弯矩曲率曲线。显示理想化模型选项用于生成理想双折线模型.04. 矩形截面性能评评价.操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截面性能103. 查查看各种种曲线线| 查看各种关系曲线结果 |可查看弯矩-曲率、中和轴角度-曲率、砼受压曲率、砼受拉-曲率、钢筋受压-曲率、

14、钢筋受拉-曲率关系曲线。04. 矩形截面性能评评价.操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截面性能11在主菜单中选择模型 资料和截面特性 弯矩-曲率曲线在称号中输入Column(GS)在截面中输入Column(GS), 在混凝土选择栏中选择Column(Concrete), 在钢材选择栏中选择Column(Steel)点击“截面钢筋数据键在“截面称号中选择Column(GS)在主筋页中勾选“I，J一样在类型中选择直线在钢筋数量中输入80在直径中选择钢筋直径点击“生成输入任不测形截面钢筋的坐标(可运用Column(GS).xlsx文件粘贴) 点击“更新点击“确认在轴力中输入0

15、 在中和轴角度中输入0 在点数中输入50 点击“添加键05.任不测测形截面性能评评价1. 输输入钢钢筋| 输入钢筋 |利用弯矩-曲率曲线计算任不测形截面的抗震性能，下面输入钢筋。复制和粘贴复制和粘贴.操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截面性能122. 弯弯矩-曲率关关系曲线线05.任不测测形截面性能评评价在主菜单中选择模型 资料和截面特性 弯矩曲率曲线勾选“显示理想模型选项 在“用户自定义曲率(理想化模型)选项中输入0.002点击“计算键计算曾经输入了钢筋的矩形截面的弯矩曲率曲线。| 弯矩-曲率关系曲线 | .操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截

16、面性能133. 查查看结结果| 查看结果 |05.任不测测形截面性能评评价可查看弯矩-曲率、中和轴角度-曲率、砼受压曲率、砼受拉-曲率、钢筋受压-曲率、钢筋受拉-曲率关系曲线。.操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截面性能14小贴士小贴士 | 截面的极限形状截面的极限形状用户可指定截面的极限形状基准。1.点击“极限曲率评价条件旁边的2.勾选受压区混凝土初次到达ecu时3.勾选受压区混凝土应变到达峰值后下降到峰值85%时4.点击“确认5.点击“计算 选择多个规范时，只需到达其中一个即以为到达了极限曲率。05.任不测测形截面性能评评价.操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲

17、率(M-)曲线评价截面性能1506.计计算书书在弯矩-曲率曲线对话框右侧截面列表中选择相应截面。在列表中选择Column(SR)点击“计算选择的截面键 可以确认列表中该截面后面的结果栏中显示为O 点击“输出选择截面的详细结果键按Word格式输出计算书。.操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截面性能16在计算书中可确认截面尺寸、钢筋面积、混凝土面积、理想屈服应力和理想屈服曲率、极限应力和极限曲率，并按输入的点数输出弯矩-曲率数值。| 矩形截面计算书 |06.计计算书书.操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截面性能17| 任不测形截面的计算书 |06.计

18、计算书书.操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截面性能1807.弯弯矩-曲率曲线线在桥桥梁抗震设计设计中的运运用1.按简化方法验算E2地震作用下墩顶的位移，验算方法如下：2.利用弯矩-曲率曲线计算等效(理想)屈服弯矩、等效(理想)屈服曲率、极限曲率验算公式：3. - 实际根据：桥梁抗规7.4.4、7.4.54. - 数值提供：程序提供的弯矩-曲率曲线计算书.操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截面性能1907.弯弯矩-曲率曲线线在桥桥梁抗震设计设计中的运运用(2) 利用截面屈服弯矩、等效屈服曲率计算截面有效刚度：桥梁抗规6.1.6(3) 采用截面有效刚度计算E2地震作用(E2反响谱或E2时程)下的墩顶的位移(4) 按桥梁抗规6.7.6条修正墩顶位移，获得修正后的墩顶位移d(5) 单墩按桥梁抗规7.4.3条计算塑性铰区域最大允许转角u - 公式7.4.3-1中的等效屈服曲率和极限破坏形状的曲率由程序提供的弯矩-曲率曲线提供.操作例题操作例题 | 利用截面的弯矩-曲率(M-)曲线评价截面性能2007.弯弯矩-曲率曲线线在桥桥梁抗震设计设计中的运运用(6) 单墩桥梁利用前页计算的塑性区域最大允许转角和桥梁抗规7.4.7条计算单墩柱允许位移u(5) 单墩按桥梁抗规7.4.3条计算塑性铰区域最大允许转角u采用截面有效刚度