鋼筋混凝土柱(鋼筋Rebar Layer)及剪力-彎矩輸出

這個小實例的基礎上的,仍然是針對 初學者 的小實例,
【模型簡介】:
1、混凝土柱子,截面尺寸500mm*500mm,高度4.5m;混凝土保護層厚度取20mm;
2、荷載,在頂部施加F=5000N的集中力;在柱子頂部
建立參考點,與柱子Coupling 耦合,以施加荷載。
3、材料屬性:假定混凝土和鋼筋均處于彈性階段;材料屬性定義時只輸入 密度,彈性模型E和泊松比;
4、鋼筋配筋,8根,HRB335鋼筋,直徑20mm;采用Rebar Layer 箱型截面鋼筋層,并Embed到混凝土實體單元中。
5、輸出荷載-位移曲線:在History Output中輸出施加荷載點的集中力CF和位移U,后處理繪制出荷載-位移曲線;
6、剪力和彎矩的輸出:采用Standard implicit 隱式計算,在INP文件進行*section print,將剪力和彎矩輸出到 dat文件。
模型建立:Rebar Layer
1、建立part:混凝土實體,鋼筋層三維shell建模( mesh中劃分網格時采用的是surface單元),如下圖

C1.png

C2.png

2、材料屬性:混凝土的材料屬性定義詳見開頭鏈接里的小實例,在此不再贅述;
下面主要說一下鋼筋層Rebar layer 如何建立:
1)創建鋼筋的材料屬性;
2)創建截面section ——選擇shell—surface
3) 在彈出的 Edit section,定義 Rebar Layers,詳細如下圖

C3.png

C4.png

Area per bar:直徑20mm的截面面積:314.2mm2;
space:縱筋的間距230mm;
Orientation Angle:縱筋方向與1-方向X軸的夾角90
然后進行
mesh網格劃分,混凝土和鋼筋均采用二次完全積分單元(劃分網格時,鋼筋層采用的是surface單元)
Assembly模塊,運用旋轉和移動,定義參考點,進行定位,組裝。
Interaction模塊,進行鋼筋和混凝土實體的Embed。
上述三項操作,在本貼一樓開頭,鏈接里面的實例帖子,均有圖文并茂的詳述,在此不再贅述。

C5.png


C6.png

Step模塊,定義好施加載荷的分析步,
就可以 在Load模塊對柱底進行約束,在柱頂施加集中力了。
為了防止應力集中, 本例中采用參考點與實體單元耦合約束 Coupling,在參考點上施加F=5000N的集中力。
在Interaction模塊,創建Coupling 耦合約束,如下圖。
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施加集中力——參考點與實體單元耦合約束Coupling Kinematic Coupling:
當約束全部6個自由度時,被約束的區域就變為剛性的,此區域上的各節點之間的相互距離保持不變,各節點與參考點的距離也保持不變。但并不是說此區域上的各節點的位移都等于參考點的位移,例如如果參考點在原地旋轉一定角度(u1,u2,u3都為0),則被約束的區域也隨之旋轉,此區域上每個節點的u1,u2,u3都不為0。
Distributing Coupling:
對受約束區域上各節點的運動進行了加權平均處理,使此區域上受到的合力和合力矩與施加在參考點上的力和力矩相等效。換言之,Distributing Coupling允許受約束區域上的各部分之間發生相對變形,比Kinematic Coupling中的面更柔軟



輸出荷載-位移曲線 輸出荷載-位移曲線:在Step-Output里面定義History Output:CF,U;

C9.png

后處理Visualization模塊中,Result-History Output:下圖

C10.png



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