[土木] ABAQUS混凝土框架的地震仿真

本文摘要（由AI生成）：

本文研究了混凝土框架结构在地震输入信号频率为100Hz的加速下的地震仿真。文章详细介绍了混凝土框架结构、地基、中间过渡土壤、大土壤的组成和装配，以及网格划分、约束、边界条件、分析设置和结果分析。

Parts

下图1为混凝土框架结构，其由矩形截面（0.5 m×0.5 m）的梁单元组成，并赋值混凝土线弹性材料性能。

图1：混凝土框架

在4根混凝土梁的下端，混凝土的地基被绑定，起到固定框架的作用。图2为4个混凝土的地基之一，其材料与框架相同。

图2：地基块

在地基和大土壤中间创建一个中间过渡土壤，其目的是为了细化框架和地基的网格，以及地基网格与大土壤网格的过渡作用，中间土壤与大土壤都为相同土壤材料（线弹性）。图3可以看到混凝土与土壤连接的细节。

图3：部件详细图

建立大土壤，并赋予了土壤材料。

图4：大土壤结构图

Assembly

各部件的装配如图5所示。

图5：总装配图

Meshing

划分每个部件的网格并将其正确装配，执行Merge instances命令，如图6所示，以使整体网格得到良好的兼容性。注意：Tie约束施加于网格边节点上。

图6：网格和Mergeinstances命令

Interactions

为了保证土壤的正确运动，创建多点约束，将位于同一平面上的节点的自由度约束在一起。如图7所示。

图7：多点约束

Loadsand Boundary conditions

横向（X轴）加速度直接施加在土壤块的最下层节点上。地震的加速度通过X轴上施加加速度的振幅曲线来完成，对于土壤块的最下层节点，除了X方向位移之外，其他位移自由度都受到约束。施加边界条件如图8所示。

图8：施加边界条件

用于此分析的振幅曲线，表示加速度的历史测量值。如图9所示。

图9：加速度历史值

Analysissettings

此分析为隐式动态分析。步进时间等于10秒，时间增量步为0.01秒，以匹配加速度历史的频率。

图10：分析设置

Results

此类型的分析提取的结果为相对结果。所谓的相对输出，是在结构的基础上，检查结构相对于某一点的位置或位置上的输出。

一种简单的方法是创建两个不同的**，第一个**包含一个位于混凝土框架的最高水平的点，另一个**包含一个位于结构底部的点，如图11所示。

图11：选择自定义点作为历史输出

然后，用户通过两个**创建历史输出来得到需要的结果值，最后，将两个点的x方向的历史输出位移图相减就能得到相对历史输出位移图。图12展示的结果为图11自定义点的x方向位移图以及混凝土框架上最高点与最低点的x方向相对位移图。

图12：X方向的位移图和X方向的相对位移图

讨论

本文土壤和结构框架的interaction为：框架的地基绑定于土壤；地基支撑混凝土框架，并在地震载荷的作用下进行运动，即在较低土壤节点处添加加速度时程边界。