基于ABAQUS混凝土損傷模型的某適筋梁非線性靜力分析一般過程

 某適筋梁，截面尺寸以及配筋如下所示，采用ABAQUS對其進行靜力分析。在加載處以及支座附近分別設置了剛性墊塊，混凝土保護層厚度取35mm。

材料特性如下：

1、混凝土：抗壓強度fc=24MPa,抗拉強度ft=2.4MPa，采用混凝土損傷本構模型；密度為2400Kg/m^3

2、鋼筋：彈性模量E=190GPa,泊松比u=0.3,屈服強度210MPa;密度為7800Kg/m^3

3、墊塊：彈性模量E=2100GPa，泊松比u=0.3;密度為7800Kg/m^3

        建模過程如下：

一、建立part

       根據上圖信息，分別建立梁主體、剛性墊塊、底部受拉筋、頂部受壓筋、箍筋的part。混凝土保護層厚度取35m，底部第一排鋼筋與第二排鋼筋的間距取35mm，端頭縱筋的保護層厚度取25mm。建立過程中需要提前規劃好點位坐標，以方便后續組裝。

二、定義材料

        混凝土：彈性模量取29.5GPa,根據本構模型計算表格，輸入相應的參數，得到混凝土的本構模型。

            鋼筋：鋼筋采用理想彈塑性模型，輸入參數如下。

            墊塊：只考慮其彈性行為，按彈性材料輸入。

三、截面屬性定義

       對于梁主體以及墊塊，直接賦予材料屬性即可。對于鋼筋，還需輸入截面面積，不同型號的鋼筋體現在截面面積上，類似ANSYS中實常數的輸入。

四、部件組裝

       根據結構尺寸圖，組裝成體。為了利于墊塊與梁主體之間的連接，在梁的適當部分進行切分。結構整體效果如下：

        組裝后的鋼筋骨架如下：

五、劃分網格

        全局網格大小定義為0.02，其中鋼筋通過Embedded形式耦合梁體，墊塊與梁主體通過Tie的形式連接，參考點與加載面之間通過Copling的形式耦合。

劃分后的有限元模型如下：

六、時間約束與邊界條件

       采用線性加載的形式，加載規律如下：

        為模擬兩端近似鉸接的邊界情況，選中墊塊中部線，約束其U1、U2、UR3，整體結構采用位移加載的形式，分別在參考點1和參考點2 施加U2方向的位移為0.001，真實施加位移為0.001*10=0.01m。

七、定義JOB，并提交分析。

八、結果查看

1）：結構整體變形圖

2）：混凝土mises應力云圖

3):鋼筋應力云圖

4）跨中受拉區鋼筋應力應變曲線

5）跨中受壓區鋼筋應力應變曲線

6）跨中受壓區混凝土應力應變曲線

7）裂縫發展過程

      采用混凝土損傷本構模型時，并不像ANSYS中的Solid65，可以很明顯的得到裂縫發展過程，但可以簡單的通過觀察混凝土的受拉損傷來大概預測其裂縫發展趨勢。其結果標識符為DAMAGET.

        典型的發展過程如下：

            從圖中可見，混凝土達到極限應力，并且有較大的塑性變形；受壓鋼

筋、受拉鋼筋均已屈服，符合適筋梁的破壞特征。

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