CivilFEM材料和梁壳属性

主要内容

混凝土和钢结构材料属性

用户材料库定义

从截面库中定义截面

通过尺寸定义截面

混凝土梁截面定义

一般复合截面

导入截面到库

壳体混凝土截面定义

混凝土和钢结构材料属性

目标: 定义以下三种材料

  • 材料1~欧洲规范No.2下的混凝土 C20/25
  • 材料2~欧洲规范No.2下的预应力钢筋S400
  • 材料3~欧洲规范No.3下的结构钢Fe430

列表显示材料属性:总体属性、物理机械属性、材料属性

FINISH 
~CFCLEAR,,1  ! 清空数据库
 
! 选择规范和单位 
  ~UNITS,SI ! m, sg, Nw  
  ~CODESEL,EC3,EC2,,,EC8   ! Eurocodes No.3, No.2 and No.8  
 
/PREP7  
! CivilFEM 前处理
! ————————————————–
! 定义材料
  ~CFMP,1,LIB,CONCRETE,EC2,C20/25,0,0,0! 材料1: 混凝土 C20/25                                    
  ~CFMP,2,LIB,REINF,EC2,S400,0,0,0     ! 材料2:预应力钢筋S400  
  ~CFMP,3,LIB,STEEL,EC3,Fe 430,0,0,0   ! 材料3: 钢材 Fe 430 
! 列表显示材料属性
  ~CFMPLST,1,3,1,1,1,1,0,1,0 !此命令输入之后,会在新弹出的浏览器窗口内,以网页的形式列表显示材料的各种属性

用户材料库定义

从材料库中选择材料,修改其中的一些属性,并存储修改后的材料到一个用户材料库中,以便于后续的分析

  • 材料 1 ~British Standard 8110下的混凝土C20
  • 材料2 ~British Standard 8110下的预应力钢筋Gr 460A
  • 材料 3~ British Standard 5950下的结构钢 Gr 50 

修改如下材料属性: 
2012-10-27 5-22-13

FINISH 
~CFCLEAR,,1  
 
! 规范与单位
~UNITS,SI ! m, sg, Nw  
~CODESEL, BS595085, BS8110,,,EC8   ! British Standard 5950, 8110  
 
/PREP7  
! CivilFEM 前处理
! ————————————————–
! 定义材料
~CFMP,1,LIB,CONCRETE,BS8110,C20,0,0,0  ! 材料1-混凝土 C20 
! 修改材料1 
~CFMP,1,USER
~CFMP,1,BS_C,fcu,,3e+007,0,0,0 
 
~CFMP,2,LIB,REINF,BS8110,Gr460A,0,0,0  ! 材料2-预应力钢筋Gr 460A
! 修改材料2 
~CFMP,2,BS_S,GAMs,,1.1,0,0,0
 
~CFMP,3,LIB,STEEL,BS5950,Gr50,0,0,0    !材料3-结构刚Gr 50
! 修改材料3
~CFMP,3,USER
~CFMP,3,BS5950,Ys,,4e+008,1,0,0 
 
! 创建名为“Example 2.2”的用户材料库
~CFMPLIB,WRITE,Example 2.2,1,3,1, 
!列表显示存储的用户材料库
~CFMPLIB,LIST,EXAMPLE 2.2,,,,  

用到的命令

~CFMP, IMAT, Lab1, Lab2, Lab3, VALUE, IDX1, IDX2, IDX3

定义、修改材料属性或在激活时间内更新

IMAT:材料编号

Lab1:标识操作对象,需要修改的一组数据。

Lab2:与Lab1相关

Lab3:与Lab1和Lab2相关

VALUE:应用的数值

IDX1, IDX2, IDX3:在Lab1、Lab2和Lab3中定义的系列数据

常用格式:

~CFMP, IMAT, LIB, Lab2, Lab3, VALUE

从材料库中读取规范规定的材料属性,其中Lab2为材料型号名称,Lab3为相应的规范名称。

~CFMP, IMAT, UPDATE

更新时间依存材料的属性

~CFMP, IMAT, NAME, , , VALUE

建立材料的名称

~CFMP, IMAT, USER

进入用户编辑材料状态,此时材料库中的材料属性可被用户修改

~CFMP, IMAT, DATGEN, Lab2, , VALUE

修改所有材料的通用属性

~CFMP, IMAT, STEEL, Lab2,,VALUE, IDX1, IDX2

修改钢材得到特殊属性

与此对应的,还有:

~CFMP, IMAT, CONCR, Lab2, , VALUE, IDX1, IDX2
~CFMP, IMAT, REINF, Lab2, , VALUE
~CFMP, IMAT, ROCK, Lab2, , VALUE, IDX1, IDX2

还可以对某规范的材料进行修改:

~CFMP, IMAT, GB_S, Lab2, , VALUE, IDX1

对GB50010中的数据进行修改

~CFMPLIB, Lab, Fname, IMAT1, IMAT2, IMATINC, IDX

管理、创建用户数据库

Lab:有如下几个选项

  • WRITE:将材料写入材料库
  • READ:从材料库中读取材料
  • DEL:从材料库中删除材料
  • LIST:从材料库中列表显示材料

Fname:文件名、用户材料组名称

IMAT1:初始材料

IMAT2:最终材料(修改后的材料属性),默认等于IMAT1

IMATINC:材料参数增量,默认1

IDX:指定材料编号的起点,此参数只有在Lab=READ的时候才使用,默认数值等于最大材料号乘以1

注意:用户材料文件存储位置:%APPDATA%\CivilFEM\MatUserLib\

从截面库中定义截面

定义三种截面:

  • 截面1: IPN 100
  • 截面2: L100x100x10
  • 截面3: IPN 120  

梁1:

变截面梁,两端截面分别为截面1和截面3,梁单元为beam54

梁2:

等截面梁,截面为截面2,梁单元为beam3

FINISH
~CFCLEAR,,1  !

 
! CivilFEM Setup: Code & Units
  ~UNITS,SI ! m, sg, Nw  
  ~CODESEL,EC3,EC2,,,EC8   ! Eurocodes No.3, No.2 and No.8  
 
/PREP7  
! CivilFEM Preprocessor
! ————————————————–
! 定义截面
! 截面1: IPN100
  ~SSECLIB,1,1,17,2       ! IPN 100
! 截面 2: L100 x 100 x 10
  ~SSECLIB,2,1,23,5       ! L100 x 100 x 10
! 截面3: IPN120
  ~SSECLIB,3,1,17,3       ! IPN 120

! 梁~Beam & Shell properties
  ~BMSHPRO,1,BEAM,1,3,,,54,,0,  !定义变截面(Sec 1 & Sec3)
  ~BMSHPRO,2,BEAM,2,2,,,3,,0, ! 等截面梁(Sec 2)
! 列表显示梁截面
  ~CSLST,1,3,,1,1,1       ! 列表显示截面数据
! 列表显示实常数
   RLIST, ALL     

~SSECLIB, USEC, NMAT, NGRP, NSHP, Desg

通过材料库定义热轧钢截面

USEC:用户指定的截面编号

NMAT:对应的材料编号(默认为激活的)

NGRP:截面形状编号,CF存储了116种不同的截面,与编号一一对应

NSHP:CF指定的形状编号 CivilFEM code identifying the shape in its group.

Desg:形状的符号名称 Symbolic designation of shape.

菜单路径

Main Menu > Civil Preprocessor > Cross Sections > Hot Rolled

~BMSHPRO, NSET, PrLab, USECI, USECJ, USECK, USECL, ENAME, UMBP, KEYOFF, EFS, Name

定义一组梁壳属性

NSET:梁壳编号

PrLab:指定类型,包括BEAM和SHELL

USECI:I端截面号

USECJ:J端截面号,默认与I相同

USECK:K端截面号,默认与I相同

USECL:L端截面号,默认与I相同

ENAME:单元类型

UMBP:构件属性编号

KEYOFF:梁单元截面偏移

  • 0-居中对齐,默认
  • 1-坐标系原点节点
  • 2 用户指定节点
  • 3 剪力中心

EFS:弹性基础刚度Elastic Foundation Stiffness or Ballast module (only valid for SHELL63).

Name:命名

菜单路径

Main Menu > CIVIL Preprocessor > Beam&Shell Properties > New Beam
Main Menu > CIVIL Preprocessor > Beam&Shell Properties > New Shell

~CSLST, SEC1, SEC2, INC, KEYTYPE, KGEN, KDIM, KPOI, KTES, KPLA, KFAC, KREI, KBOU, KMEC, KSTR, KCOD, KSECT

列表显示截面属性

sec1,sec2,inc指定要列表的截面,其余参数为列表内容设置

通过尺寸定义截面

实例1,定义I型截面

2012-10-27 7-10-33

FINISH 
~CFCLEAR,,1  ! Not needed
 
!  Code & Units 
  ~UNITS,,LENG,CM              ! cm, sec, Nw
  ~CODESEL,EC3,EC2,,,EC8        ! Eurocodes No.3, No.2 and No.8  
 
/PREP7  
! CivilFEM Preprocessor
! ————————————————–
! 定义材料
~CFMP,1,LIB,STEEL,EC3,FE510          ! FE 510 (EC3)
! 定义截面
! Section 1: Double welded T section  
   ! DEPTH =  54 !截面总高度
   ! TW    =   4 !腹板厚度
   ! BF    =  50 !翼缘板宽度
   ! TF    =   5 !翼缘板厚度  
   ! A     =   2 !焊接厚度
  ~SSECDMS,1,I,1,54,4,50,5,2     ! 通过尺寸定义截面 
  ~SECMDF,1,NAME,,, !I Beam            ! 截面名称
  ~BMSHPRO,1,BEAM,1,1,,,3,,0, !I beam ! 等截面
! List section properties
  ~CSLST,1,1,,1,1,1
! List Real Constants
   RLIST,ALL      

~SSECDMS, USEC, SecTyp, NMAT, DMS1, DMS2, DMS3, DMS4, DMS5, DMS6

通过尺寸定义钢构件截面

USEC:截面编号

SecTyp:截面类型

DMS1, DMS2, DMS3, DMS4, DMS5, DMS6:截面尺寸

~SECMDF, ICSEC, Lab1, Lab2, Lab3, VALUE, IDX1, IDX2, IDX3

编辑CivilFEM截面数据

ICSEC:需要编辑的截面编号

Lab1, Lab2, Lab3:指定需要定义或编辑的截面属性

VALUE:与Lab1,lab2,lab3对应的数值

Value to be assigned to the specified property in Lab1, Lab2 and Lab3.

IDX1, IDX2, IDX3:定义属性序列(针对不同的截面组而言)

实例2 用板定义截面

2012-10-27 7-25-53

FINISH 
~CFCLEAR,,1  ! 
 
! CivilFEM Setup: Code & Units  
~UNITS,,LENG,CM                ! cm, sg, Nw
~CODESEL,EC3,EC2,,,EC8         ! Eurocodes No.3, No.2 and No.8  
 
/PREP7  
! CivilFEM Preprocessor
! ————————————————–
! Define Materials
~CFMP,1,LIB,STEEL,EC3,FE510           ! FE 510 (EC3)
 
! Define Section
~SSECPLT,NEW,1 ! 用板定义的新截面
 
! ~SSECPLT, Key ,NSET,IPL,MAT,PTY,PTZ,CP1,CP2,ESP,YP1, ZP1,YP2, ZP2           
~SSECPLT  ,PLT  ,1   ,1  ,1  ,2  ,1  ,0  ,1  ,3  ,105,-200,105,-160! Plate 1
~SSECPLT  ,PLT  ,1   ,2  ,1  ,1  ,2  ,1  ,1  ,2  ,105,-160,0  ,-130! Plate 2
~SSECPLT  ,PLT  ,1   ,3  ,1  ,2  ,1  ,1  ,1  ,4  ,0  ,-130,0  ,130 ! Plate 3

~SSECPLT  ,PLT  ,1   ,4  ,1  ,1  ,2  ,1  ,1  ,2  ,0  ,130 ,105,160 ! Plate 4
~SSECPLT  ,PLT  ,1   ,5  ,1  ,2  ,1  ,1  ,0  ,3  ,105,160 ,105,200 ! Plate 5
 
~BMSHPRO,1,BEAM,1,1,,,54,,0,  !Steel Box ! Beam 54 
! List section properties
  ~CSLST,1,1,,1,1,1,,,1   ! List of general section data and section geometry  
! List Real Constants
   RLIST,ALL       ! List of real constants

~SSECPLT, Key, USEC, IPLT, IMAT, PTY, PTZ, CP1, CP2, THCK, YP1, ZP1, YP2, ZP2

通过板定义钢构件截面

Key

  • NEW 截面初始化
  • PLT 定义或修改截面
  • DEL 删除截面

USEC:定义的截面号

IPLT:定义或删除的板号

以下参数只针对于 Key = PLT的情况

IMAT:板的材料号

PTY:板弯曲类型

  • 0 未定义
  • 1 边缘Flange
  • 2 腹板Web

PTZ:板Mz 弯矩

    • 0 未定义
    • 1 边缘Flange
    • 2 腹板Web

CP1:1点的连接条件

  • 0 自由
  • 1 固定

CP2:2点连接条件

  • 0 自由
  • 1 固定

THCK:板厚度

YP1:1点Y坐标

ZP1:1点Z坐标

YP2:2点Y坐标

ZP2:2点Z坐标

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