RC建模和計算過程中常見問題解答
1.為什么鋼筋要用桁架單元?
? 首先,從幾何特性上看,鋼筋在實際工程結構中主要承受軸向拉力或壓力,這與桁架單元能很好模擬只承受軸向力構件的力學特性相匹配,如混凝土結構中的鋼筋受彎時承受拉力,與桁架單元特性相符。
? 其次,桁架單元自由度較少,在進行大規(guī)模結構分析時,相比實體單元或其他復雜單元能顯著減少計算量,提高計算效率,對于包含大量鋼筋的大型混凝土結構模型優(yōu)勢明顯。
? 再者,在 ABAQUS 中,鋼筋通常要與混凝土等其他材料共同工作,桁架單元模擬的鋼筋可通過節(jié)點與混凝土實體單元方便連接,能很好地反映鋼筋和混凝土之間的粘結、滑移等復雜關系。
? 最后,從工程設計角度看,工程師主要關注鋼筋軸向受力情況,桁架單元能直接輸出軸向力等相關結果,與工程設計思路一致,方便進行結構設計和安全評估。
2.什么是CDP模型?
混凝土 CDP 模型是一種用于有限元分析軟件中模擬混凝土受力時損傷和塑性行為的本構模型。它通過引入損傷變量描述混凝土材料性能劣化,如在拉壓過程中用損傷變量反映微裂縫產生擴展導致的強度和剛度降低;同時考慮混凝土塑性行為,利用屈服面、塑性勢函數(shù)等描述復雜應力狀態(tài)下的塑性階段行為。該模型的參數(shù)主要通過試驗數(shù)據(jù)確定,包括基本力學性能參數(shù)和損傷、塑性相關參數(shù)。它在結構設計與評估中能幫助工程師優(yōu)化結構尺寸和配筋,在地震工程研究領域可模擬地震荷載下結構的損傷累積和破壞過程,還能結合耐久性因素研究混凝土在環(huán)境侵蝕后的力學性能變化和破壞過程,用于評估使用壽命。
推薦大家可以看一下昆明理工大學張?zhí)锏拇T士論文,個人覺得幫助很大。

來源:典型混凝土模型在單調和循環(huán)荷載下數(shù)值模擬應用研究
3.為什么模擬結果不捏縮?
ABAQUS 模擬鋼筋混凝土結果不出現(xiàn)捏縮可能是由多種因素導致的。
? 材料模型設置方面,混凝土本構關系若不準確,如未考慮受壓軟化特性或本構模型及參數(shù)設置有誤,以及鋼筋本構關系設置不符合實際,都會影響結果。
? 單元類型及網格劃分不合理,單元類型選擇不當無法很好地模擬材料非線性行為,網格劃分太粗糙不能準確描述應力和應變變化,尤其是在裂縫和應變集中區(qū)域,會影響捏縮現(xiàn)象的出現(xiàn)。
? 邊界條件和加載方式設定存在偏差,邊界條件不符合實際會導致內力重分布異常,加載方式不準確如加載速率過快或不符合實際受力過程,也會使混凝土內部損傷發(fā)展過程無法正確模擬,進而導致捏縮現(xiàn)象無法正常顯示。
4.能夠鋼筋本構有哪些?
在研究過程中,大家可能會發(fā)現(xiàn)所得滯回曲線較為方正,這主要是由于未考慮鋼筋與混凝土之間的粘結滑移。眾所周知,雙線性本構很難出現(xiàn)捏縮現(xiàn)象。此時,不妨考慮其他本構。就我所知,應用較為廣泛的有方子虎老師的本構以及清華大學的 PQ-Fiber。至于這兩者哪個更好,難以定論,可以都去了解一下。有需要的可以直接購買。
5.鋼筋怎么嵌入到混凝土里面
內置區(qū)域embedded。
原理:默認情況下,會在嵌入單元附近搜索包含嵌入節(jié)點的單元,嵌入節(jié)點會受到主體單元的響應約束。若要排除某些單元對嵌入點的約束,可以定義一個主體單元集合,此時模型中的搜索將被限制在主體單元的子集范圍內。如果嵌入節(jié)點靠近模型的不連續(xù)區(qū)域(如裂紋、接觸對等),強烈建議使用此功能。
嵌入單元的指定:必須指定嵌入單元,可以是單個單元或單元集合。默認情況下,如果 Abaqus 無法將指定的嵌入單元完全嵌入到主體單元中,會發(fā)出錯誤消息。你可以選擇部分嵌入,此時只有嵌入單元中位于主單元內部的節(jié)點將被約束。嵌入單元可以和主體單元共享一些節(jié)點,但這些節(jié)點不會被認為是嵌入節(jié)點。
6.怎么施加往復荷載?
加載點設立set,在Create Histoty Output里輸出加載點的位移和力,從而繪制滯回曲線。
7.滯回曲線繪制后骨架曲線怎么提取?
崔濟東老師有很多好用的小程序,可以關注他的博客。
8.其他問題
如果還有其他問題,可以在評論區(qū)下方留言。
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鋼筋本構、滯回曲線提取數(shù)據(jù)(包括骨架曲線、延性位移等)
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