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申请/专利权人：东南大学

摘要：本发明涉及一种基于PBS系统的预弯预应力组合梁Abaqus快速建模方法，属于桥梁工程三维有限元建模技术领域。使用预弯预应力组合梁设计验算系统设计PB主梁，采用安装第三方库函数xlrd2的Python程序运行步骤一中主梁Abaqus建模用表格；通过Python程序脚本文件读取预弯预应力组合梁设计验算系统PBS生成表格文件中的PB主梁参数信息；使用Abaqus运行Python；基本模型、钢梁预弯模型、预弯梁模型、预弯组合梁模型；生成对应设计参数的PB梁基本模型、钢梁预弯模型、预弯梁模型、预弯组合梁模型。本发明在预弯预应力组合梁设计验算系统设计完成PB梁后，直接导出表格文件，实现自动化快速建模过程，便于对预弯预应力组合梁实现施工阶段分析、承载能力分析及参数化分析。

主权项：1.基于PBS系统的预弯组合梁Abaqus快速建模方法，其特征在于：建模步骤如下：步骤一、使用预弯预应力组合梁设计验算系统PBS设计PB主梁，建立PB主梁的Abaqus建模用表格；步骤二、采用安装第三方库函数xlrd2的Python程序运行步骤一中主梁Abaqus建模用表格；并选择有限元建模选项；有限元建模选项包括是否加入材料塑性、是否分阶段建立模型、是否打开材料非线性、是否进行参数化建模；步骤三、通过Python程序脚本文件读取预弯预应力组合梁设计验算系统PBS生成表格文件中的PB主梁参数信息；步骤四、通过Python脚本文件建立PB主梁模型，共4个模型包括：基本模型、钢梁预弯模型、预弯梁模型、预弯组合梁模型；使用Abaqus运行Python脚本文件；通过Python脚本文件建立PB主梁基本模型、钢梁预弯模型、预弯梁模型、预弯组合梁模型具体包括如下步骤：S1、初始化基本模型，模型命名规律为：PB_initial_model_para_参数分析对象编号；若无需参数化分析，则模型名称为PB_initial_model_basic_para_1；S2、创建part：钢梁steel、一期混凝土fsconcrete、二期混凝土ssconcrete、钢梁支座垫板steel_support、钢梁加载板steel_force、主梁垫板beam_support、主梁加载板beam_force；且由于主梁的对称性，所有构件均建立半梁模型；S3、定义材料属性：定义材料密度、弹性参数；选择性读取钢材塑性材料参数工作表、混凝土塑性材料参数工作表内数据；且钢材定义plastic塑性参数，混凝土定义ConcreteDamagePlastic塑性参数；S4、定义截面信息；根据导入数据文件截面尺寸，分别建立钢梁steel、一期混凝土fsconcrete、二期混凝土ssconcrete、钢梁加载板steel_force、主梁垫板beam_support、主梁加载板beam_force的截面信息；S5、装配预弯预应力组合梁桥三维有限元模型：钢梁steel、一期混凝土fsconcrete、二期混凝土ssconcrete、钢梁支座垫板steel_support、钢梁加载板steel_force、主梁垫板beam_support、主梁加载板beam_force；使用Instance函数创建各个部件的实例后；根据加载点位置，使用translate函数将各部件装配到位；S6、定义所需构件及接触面集合，以将需要定义接触、边界条件及荷载的构件及接触面变为多个集合便于调用；S7、使用Tie函数建立一期混凝土fsconcrete与二期混凝土ssconcrete间的约束耦合关系；使用Tie函数建立主梁与支座垫板及加载板之间的约束耦合关系；使用Embedded函数建立钢梁与混凝土之间的约束耦合关系；S8、根据用户输入参数，创建分析步，分析步包括；当用户输入工作表建模选项选择打开非线性时，分析步非线性开关打开；且自动选择初始分析步长及最小迭代步长；S9、施加边界条件和外加荷载；S10、划分网格，定义Job，PB梁基本模型建立完成；S11、利用PB梁基本模型继续建立钢梁预弯模型、预弯梁模型、预弯组合梁模型：1、复制基本模型，建立钢梁预弯模型：参数化命名规则为：PB_prebend_para_参数分析对象_编号；若无需参数化分析，则模型名称为PB_prebend_basic_para_1；该模型构件包括钢梁steel、钢梁支座垫板steel_support、钢梁加载板steel_force；删除多余构件，材料，约束条件；增加Step分析步为Step-prebend，用于模拟预弯力施加过程；根据施工阶段施加自重及外加荷载；重新定义job；2、复制基本模型，建立预弯梁模型：参数化命名规则为PB_stage_1_para_参数分析对象_编号；若无需参数化分析，则模型名称为PB_stage_1_basic_para_1；该模型构件包括钢梁steel、钢梁加载板steel_force、一期混凝土fsconcrete、主梁垫板beam_support；删除多余构件，材料，约束条件；增加Step分析步包括Step-release、Step-fsconcrete_gravity，用于模拟预弯力释放阶段和一期混凝土施加阶段；根据施工阶段施加外加荷载；根据施工阶段施加自重及外加荷载；重新定义job；3、复制基本模型，建立预弯组合梁模型：参数化命名规则为：PB_stage_2_moveload_para_参数分析对象_编号；若无需参数化分析，则模型名称为PB_stage_2_moveload_basic_para_1；该模型构件包括钢梁steel、一期混凝土fsconcrete、二期混凝土ssconcrete、主梁垫板beam_support、主梁加载板beam_force；删除多余构件，材料，约束条件；增加Step分析步包括Step-cast_sscon、Step-ssconcrete_gravity、Step-move_load,用于模拟现浇二期混凝土阶段、二期混凝土自重施加阶段、试验荷载施加阶段。根据施工阶段施加自重及外加荷载；重新定义job；S12、用户用初始化基本模型自行定义计算；用钢梁预弯模型，模拟钢梁预弯阶段各控制点应力及全梁预拱度；可用预弯梁模型，模拟一期混凝土浇筑施工阶段；可用预弯组合梁模型，模拟二期混凝土浇筑施工阶段及预弯组合梁极限承载力计算；步骤五、使用Abaqus运行Python脚本文件，生成对应设计参数的PB梁基本模型、钢梁预弯模型、预弯梁模型、预弯组合梁模型。

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