土木工程中常有在柱體外面纏繞條帶（如混凝土柱外纏玻璃纖維增強復合材料，碎石樁頂包裹土工合成材料等）進行加固的做法。這里主要介紹纏繞條帶在ABAQUS中的建模方法。

 

若不考慮條帶的抗彎剛度，可將其模擬為膜單元（或抗彎剛度很小的板單元），其在空間上是一個螺旋曲面（如圖1所示）。該空間曲面是通過對一線段旋轉加扭轉建成的。具體為Part模塊中通過Create Part選擇三維空間，基于shell通過旋轉建模（圖2），然后在圖3所示的繪圖空間中繪制條帶的起始邊，確認后調出土4所示的對話框，參數(shù)含義如圖所示，可隨意調整查看效果。

 

圖1

 

圖2

 

圖3

 

圖4

 

條帶單元采用膜單元，所以在創(chuàng)建Section時，要選擇shell下的membrane（圖5）。

圖5

 

柱體可再創(chuàng)建一個實體part，條帶與柱之間通過設置接觸，本例中采用Cohesive Behavior模擬所可能的粘結（膠水）作用，也可以設置一個初始拉應力模擬實際情況。

 

a 有條帶

b無條帶

圖6對比了有無條帶，柱頂軸向加壓后的豎向變形，在條帶約束下，側向變形受限，軸向變形相應減小。需要注意，本例中的參數(shù)取值較為隨意，不反映實際情況，只是提供一種可能的分析思路。

作者： 費康  

來源ABAQUS在巖土工程中的應用