ansys workbench鋼筋混凝土建模方法

ansys workbench鋼筋混凝土建模方法的圖1

2024干杯!

更新晚了點(diǎn),最近忙于加固項(xiàng)目,所以優(yōu)先學(xué)習(xí)了下WB鋼筋混凝土模擬方法,奈何資料太少,所以更新拖了兩周。

首先說明下,比較少接觸鋼筋混凝土的理論分析或試驗(yàn),本文主要是一個(gè)學(xué)習(xí)的過程,可能很多說法存在問題,但是本文所提及的模型都是一步一步做過的,數(shù)據(jù)也是盡可能的準(zhǔn)確,如有錯(cuò)誤,歡迎指正。如果某個(gè)模型較多人感興趣,再出一期詳細(xì)的。

參考文獻(xiàn):1、周炬《Ansys Workbench有限元分析實(shí)例詳解》2、公眾號:搬磚2號叉會(huì)腰3、公眾號:ansys結(jié)構(gòu)院4、ansys官方、YouTube等資料。

本文小結(jié):

1、 MwDPC+HSD模型,可以說是官方首推的方法,workbench最適用的方法,其solid185solid186(混凝土)reinf單元(鋼筋)完美適合用(workbench 2020r2以后版本推出,鋼筋采用此單元,鋼筋與混凝土節(jié)點(diǎn)自動(dòng)耦合),和《混規(guī)》GB50010的本構(gòu)模型相比,DP模型區(qū)分了彈性段,強(qiáng)化段,軟化段,殘余應(yīng)力段。未屈服前按照彈性材料處理,屈服后根據(jù)用戶選擇的HSD模型進(jìn)行計(jì)算。中國規(guī)范中在峰值拉壓應(yīng)變前后本構(gòu)模型為冪函數(shù),HSD模型中的Expotential HSD和中國規(guī)范為接近,實(shí)際中既可以采用指數(shù)函數(shù)的HSD也可以采用線性的HSD來進(jìn)行計(jì)算。方法1是王新敏老師推薦的方法

2損傷-塑性微平面模型(CPT215單元)在模擬混凝土軟化、下降段方面,優(yōu)于solid65(壓根就沒有),MwDPC(通常采用solid185、186),之前看到一個(gè)消息,說官方不建議在wb中使用,但是我用WB2024R1測試,沒啥問題,可以與renif單元聯(lián)合使用,相比方法1,需要在WB中插入命令流。其最大的缺點(diǎn)是涉及12個(gè)參數(shù),很容易調(diào)對一個(gè)行為,另一個(gè)行為出錯(cuò)。

3 MISOBISO模型(SOLID65單元)Willam-Warnke理論為主,可考慮混凝土開裂和壓碎行為,可采用分離模型和整體式模型,為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的分析提供了手段,比較老牌的方法,比較靠譜。但該單元計(jì)算分析的收斂問題很讓人頭痛,尤其在荷載-位移曲線水平段和下降段時(shí)。只支持與link180單元一同使用,鋼筋與混凝土單元需要共節(jié)點(diǎn),因此復(fù)雜結(jié)構(gòu),網(wǎng)格劃分存在一些難度。

4粘結(jié)滑移的模擬,鋼筋采用link單元,混凝土采用solid185單元,在梁截面的兩個(gè)方向只須耦合其自由度,在縱向(縱筋方向)添加非線性彈簧Combin39即可,難度在于本構(gòu)。在普通的鋼筋混凝土構(gòu)件計(jì)算中考慮粘結(jié)滑移作用多此一舉,若研究課題中,鋼筋和混凝土間的粘結(jié)-滑移作用本身就是重點(diǎn)或者參數(shù)之一,可以試試這種建模思路。本文不提及,有興趣的可以交流。


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