佳构STRAT软件模拟框架倒塌试验模型竞赛结果

清华大学有关机构，完成一项混凝土框架结构拟静力倒塌试验，以期当前各类结构分析软件和方法，与试验结果进行对比。我们用通用建筑结构STRAT软件的大震弹塑性分析功能，尝试模拟试验模型，得出初步结果。作者非常感谢试验者无偿公开试验数据。


1、STRAT技术条件
1、单元。基于积分算子法的非线性纤维梁柱单元。梁柱截面细分成混凝土纤维、钢筋纤维，纤维为单向拉压杆，由基本材料的单轴应力-应变关系确定。平截面假定基础上的纤维束确定截面的双向偏压、轴向拉压的非线性性能。纤维沿纵向细分，细分位置不受积分点限制，可以任意加密以适应塑性区的刚度突变。单元截面的非线性性能，通过积分算子法集成单元刚度矩阵、荷载矩阵。
2、混凝土模型：Kend-Park模型，考虑约束混凝土的强度、延性提高。下降段可选择曲线、直线*。卸载可选择指向原点、二折线(焦点模型)、有残余应变的直线下降*(混凝土规范提供)多种模式。考虑初始状态的混凝土抗拉，一旦开裂后将不再考虑抗拉。
3、钢筋：考虑Baushinger效应的滞回模型、随动强化Clough二折线模型、随动硬化曲线模型*。
4、粘结滑移：可选择考虑粘结结滑移反复屈服引起刚度的退化*。
注：带*的为本次计算所采用的条件。


2、STRAT软件模型
用一个梁柱单元模拟进行拟静力试验的悬臂柱，如下图1所示。为模拟位移加载过程，悬臂梁顶端设Kz=109kN/m弹簧，试验实测的位移曲线放大相应倍数后，作为荷载加在悬臂梁顶端。由于弹簧的刚度远大于悬臂梁本身的抗侧刚度，在放大后的外荷载作用下位移一定，等效于在悬臂梁端作用给定位移。
截面细分混凝土纤维数24x12，钢筋纤维位于表面保护层以内，为有宽度的微钢筋片。纤维延纵向等分10段。如下图2所示。