【ETABS】塑性鉸的定義

（源自築信達知識庫，ETABS常見問題）

問題描述：

請問塑性鉸是什麼，在程序中如何定義？     

關鍵詞： 塑性鉸、鉸屬性 

解答：

塑性鉸用於定義非線性的力-變形行為，用於模擬結構構件的屈服後行為。 

鉸屬性可以由程序識別構件截面後基於一定準則自動生成，或者完全由用戶自行定義。即使是屬性完全相同的鉸，將其賦予不同的構件，力學行為也會有所不同，所以程序中還有「生成鉸屬性」的概念，以便於對每個鉸做唯一的標識。 

基於「生成鉸屬性」的概念，將內置準則與每個框架對象的截面屬性進行組合，生成最終用於結構分析的鉸屬性。如此一來，用戶無需手動定義每一個鉸屬性，只需將「自動鉸屬性」指定給框架/牆，ETABS將基於框架/牆的截面屬性自動生成用於結構分析的具體的鉸屬性數據。 

圖1為簡單混凝土框架結構，以對框架梁兩端分別指定默認鉸和自定義鉸為例，說明定義塑性鉸的步驟。

圖1 例子 

1.指定自動/默認鉸屬性 

對於混凝土框架或牆對象，要生成默認鉸屬性，程序需讀取截面的配筋信息。程序有兩種讀入配筋信息的方式：一是在定義截面時由用戶輸入；二是程序自動讀取框架的設計結果（在運行基於塑性鉸的非線性分析之前必須進行框架或剪力牆設計）。 

步驟一：選擇所有框架梁，點擊菜單指定>框架>鉸，對構件指定「默認鉸屬性」。在鉸屬性下拉列表中選擇「自動」；在「相對距離」中填寫塑性鉸距框架I 端的距離與框架全長的比值，如圖2所示。

圖2 指定鉸屬性 

點擊「添加「後，在彈出的對話框中選擇相應的鉸屬性，本例為混凝土梁指定M3鉸。

圖3 選擇鉸屬性 

點擊「確定」完成自動鉸屬性的定義，構件處會顯示鉸的名稱和屬性。可以看到，程序對生成的鉸屬性進行自動命名，命名形式為 LabelH#。其中，Label 為框架對象的標籤，H 代表 Hinge（鉸），# 代表鉸的編號。例如：框架對象的標籤為B1，則該框架對象的第二個生成鉸屬性名稱為B1H2。

圖4 顯示生成的鉸屬性 

步驟二：查看鉸屬性。點擊菜單定義>截面屬性>框架/牆非線性鉸，勾選「顯示生成鉸」選項，程序以表格形式顯示所有生成的鉸屬性如圖5所示。生成的鉸屬性只能進行查看，不能進行修改和複製。

圖5 顯示生成的鉸屬性 

2. 用戶自定義的鉸屬性 

步驟一：通過菜單定義>截面屬性>框架/牆非線性鉸，點擊「添加新屬性「可直接定義所需的鉸屬性，如下圖6所示。 

圖6自定義鉸屬性

圖7 自定義鉸FH1

步驟二：指定鉸屬性。在鉸屬性下拉菜單中選擇FH1，將用戶自定義的鉸屬性指定給梁單元，程序將基於框架截面屬性自動生成用於結構分析的具體的鉸屬性數據。

圖8 指定鉸屬性 

步驟三：查看鉸屬性。點擊菜單定義>截面屬性>框架/牆非線性鉸，勾選「顯示鉸細節」、「顯示生成鉸」，可顯示生成的鉸屬性的詳細信息，如圖5所示。

圖9 查看鉸屬性 

注意：結構進行彈塑性分析時，框架對象或牆單元的材料非線性通過塑性鉸來體現，故塑性鉸的非線性屬性僅用於非線性工況（例如：非線性靜力工況、快速非線性分析時程工況（FNA法）以及直接積分法的非線性時程工況）。而在線性分析類型的分析中（例如：靜力工況）不考慮塑性鉸的作用，故此時塑性鉸的屬性不會影響到構件的力學性能。

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