混凝土抗裂
關(guān)注創(chuàng)建者：ggbozi 創(chuàng)建時間：2019-05-28
混凝土抗裂的視頻教程
基于ABAQUS的鋼筋混凝土平面框架抗倒塌模擬
本課程基于某核心期刊論文中的試驗(yàn)研究進(jìn)行了精細(xì)化有限元模擬，混凝土和鋼筋分別采用C3D8R單元T3D2單元模擬，混凝土采用塑性損傷模型，縱筋采用雙線性等向強(qiáng)化模型，箍筋采用理想彈塑性模型。分析步采用三個分析步（所有分析步均打開幾何非線性）分別模擬結(jié)構(gòu)自重，中柱失效前平衡狀態(tài)以及模擬中柱失效過程。其中Step2和Step3時間長度均為110。附件中包含cae模型和兩篇與該實(shí)驗(yàn)研究相關(guān)的論文。
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鋼筋混凝土梁柱結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌擬靜力數(shù)值分析
1、Workbench幾何建模、網(wǎng)格劃分 2、k文件清理 3、lspp分析設(shè)置
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ABAQUS論文復(fù)現(xiàn)——體內(nèi)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土抗剪性能
本次教程復(fù)現(xiàn)了某篇碩士學(xué)位論文中的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁靜力性能試驗(yàn)，試件剪跨比為3，破壞時彎曲段與彎剪段出現(xiàn)明顯的受彎與受剪裂縫，最終試件在頂部受壓區(qū)發(fā)生混凝土壓潰，折線預(yù)應(yīng)力筋具有較好的抗剪提高性能。 本次教程采用鄰近點(diǎn)匹配算法建立折線鋼筋與混凝土節(jié)點(diǎn)間的滑移孔道以實(shí)現(xiàn)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力。復(fù)現(xiàn)結(jié)果表明： 1、 預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力延長度方向均勻一致，而有粘結(jié)的鋼筋應(yīng)力則延長度變化，符合實(shí)際情況。
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混凝土抗裂的實(shí)例教程
但含氣量超過一定范圍時，混凝土的抗凍性反而降低，原因是含氣量增加在降低平均氣泡間距的同時，降低了混凝土強(qiáng)度（混凝土含氣量每增加1%抗壓強(qiáng)度下降3%～5%）。一般當(dāng)所用的天然骨料的最大粒徑為10～40mm時，使新澆混凝土中的含氣量達(dá)到4%～7%，可獲得足夠的抗凍性。
④混凝土強(qiáng)度
當(dāng)靜水壓力和滲透壓力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時，混凝土即產(chǎn)生凍融破壞。因此作為表征抵抗凍融破壞能力的混凝土強(qiáng)度對混凝土抗凍性也有影響。當(dāng)含氣量或平均氣泡間距相同時，強(qiáng)度高的混凝土抗凍性高于強(qiáng)度低的混凝土。但相對而言，強(qiáng)度對混凝土抗凍性的影響程度遠(yuǎn)沒有氣泡結(jié)構(gòu)大。
⑤骨料
當(dāng)骨料吸水飽和，受凍后在骨料孔隙和骨料-水泥漿界面產(chǎn)生靜力壓力，超過骨料或界面強(qiáng)度時就產(chǎn)生凍害。因此，影響骨料抗凍性的主要因素是骨料吸水率和骨料尺寸。用吸水率大的骨料（如輕骨料）配制抗凍混凝土更依賴引氣劑的摻入；骨料尺寸越大，受凍后越容易破壞，但細(xì)骨料對混凝土的抗凍性影響不大。此外，骨料的堅(jiān)固性、風(fēng)化程度、粘土含量、雜質(zhì)含量等對混凝土抗凍性也有影響。
⑥水泥品種和用量
水泥中隨混合材摻入量的增加，混凝土的抗凍性降低，因此抗凍混凝土用硅酸鹽水泥配制要優(yōu)于用其它品種的水泥。對于非引氣混凝土，水泥品種和用量對混凝土抗凍性有一定的影響，而對于引氣混凝土，這種影響不大。
⑦混合材
粉煤灰摻量在一定范圍內(nèi)，且強(qiáng)度和含氣量相同的條件下，摻與不摻粉煤灰的混凝土抗凍性基本相同。但當(dāng)粉煤灰摻量超過一定范圍時，會降低混凝土的抗凍性。硅粉摻量不超過10%時，混凝土的抗凍性有所提高，超過15%時抗凍性則會明顯降低。
⑧養(yǎng)護(hù)
混凝土澆筑后的早期養(yǎng)護(hù)對混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體強(qiáng)度有明顯的影響。
展開 水泥水化反應(yīng)過程會釋放大量熱量，由此引起混凝土的溫度快速升高，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)彈性模量提高。當(dāng)溫度變形受到外界寒潮或氣溫干燥收縮影響時，混凝土表面承受拉應(yīng)力。若拉應(yīng)力集中超過混凝土抗拉強(qiáng)度的極限，則會產(chǎn)生裂縫。裂縫嚴(yán)重影響著混凝土的耐久性，成為混凝土結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重安全隱患，對于水工大體積混凝土結(jié)構(gòu)此問題更為突出，為此國內(nèi)外科技工作人員為解決混凝土抗裂問題進(jìn)行了大量的研究。
上個世紀(jì)70 年代，中國吉林白山重力拱壩的修建為解決混凝土抗裂問題提供了一個有效的途徑。白山重力拱壩遠(yuǎn)超過當(dāng)時規(guī)范的溫控要求，最高溫度和基礎(chǔ)穩(wěn)定溫度達(dá)到40℃左右，然而工程運(yùn)行后勘察發(fā)現(xiàn)，除少量的表面裂縫外未發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)貫穿性裂縫。后經(jīng)研究表明白山大壩所采用的水泥中氧化鎂含量較高。氧化鎂水化產(chǎn)生的特有的自生體積膨脹是白山拱表面裂縫較少的本質(zhì)原因。
采用外摻氧化鎂混凝土減少了傳統(tǒng)的混凝土壩溫控措施，不僅解決混凝土壩的開裂問題，還具有工程成本低，施工工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，因此有巨大的應(yīng)用發(fā)展前景。本文主要研究外摻氧化鎂對混凝土抗?jié)B性、抗凍性和抗沖耐磨性能的影響。
1 試驗(yàn)原材料
水泥采用曲阜中聯(lián)水泥有限公司出品的基準(zhǔn)水泥。粉煤灰檢驗(yàn)符合GB/T1596 - 2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中F 類Ⅱ級粉煤灰技術(shù)要求。粉煤灰摻量為30%。砂采用細(xì)度模數(shù)2. 7 的中砂，粗集料為石子，連續(xù)級配5 ～ 20mm。
2 外摻氧化鎂對混凝土抗?jié)B性的影響
抗?jié)B性能是衡量混凝土抵抗液體和氣體滲透作用的能力，是混凝土的一項(xiàng)重要物理性質(zhì)。為考察氧化鎂摻量對混凝土抗?jié)B性能的影響，分別進(jìn)行氧化鎂摻量為0、2%、4%、6% 的混凝土在3. 5MPa 下的抗?jié)B試驗(yàn)中滲透平均高度分別為27. 8mm、24mm、22. 5mm、21. 5mm。
展開 鋼纖維混凝土（SFRC）彌補(bǔ)了素混凝土抗裂性的不足，為建立鋼纖維混凝土的力學(xué)本構(gòu)模型，本案例通過CAD隨機(jī)纖維3D插件建立隨機(jī)分布的纖維線模型，并將模型導(dǎo)入ABAQUS內(nèi)，通過梁單元纖維模型，研究細(xì)觀纖維混凝土梁在三點(diǎn)彎曲下的破壞特征及荷載位移曲線。
在AutoCAD軟件內(nèi)，采用CAD隨機(jī)纖維3D V1.0插件建立隨機(jī)分布的線纖維三維模型，并將纖維及長方體試件分別導(dǎo)出為.iges格式文件備用。
將導(dǎo)出的纖維模型文件以部件的形式導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)。
對纖維及試件分別設(shè)置材料屬性，其中纖維設(shè)置為梁截面并采用圓形剖面，且對梁方向進(jìn)行指派。
建立剛體加載板并與纖維混凝土細(xì)觀模型進(jìn)行裝配，并設(shè)置相互作用。
對纖維混凝土并進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并將上部施加豎向位移進(jìn)行加載。
創(chuàng)建并提交作業(yè)，查看結(jié)果。
導(dǎo)出荷載位移曲線。
展開 等效單自由度分析，包教包會，
案例一：混凝土劈裂抗拉，如附圖的左圖，圖中試件為混凝土，試件左右為鋼桿，（這是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)教材上很普通的圖，（比如：天津大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)編《混凝土結(jié)構(gòu)》p19）。問題是：當(dāng)左鋼桿以10m/s的速度沖擊混凝土試件時，混凝土試件中垂直于沖擊方向（令其為Y方向）的應(yīng)力很小(只有幾Pa)，試件右邊的鋼桿中應(yīng)力為0。從動畫上看，混凝土未見裂開，但從Plot result---deform看，混凝土試件變形已經(jīng)非常大。我希望：
①、混凝土Y方向的應(yīng)力較大，應(yīng)大于1MPa；②、當(dāng)Y方向應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時，出現(xiàn)混凝土裂開的現(xiàn)象。請高手幫我會診一下，K文件請見下一個貼子（附件1），其中，混凝土材料模型采用LS-DYNA中的96#模型，
BRITTLE_DAMAGE Model。有關(guān)參數(shù)如下：密度：2500Kg/立方米；彈性模量：40GPa；泊松比：0.2；抗拉強(qiáng)度：5MPa；抗剪強(qiáng)度：6MPa；斷裂韌度（Fracture toughness，不知是否可譯為“斷裂韌度”）：14.299Kg/m，該
值取于LS-DYNA Theoretical Manual 第16.105頁推薦的值，0.8 lbs/in，按1 lb=0.454Kg和1 in=0.0254m推算出14.299Kg/m。剪切滯留系數(shù)（Shear retention，不知是否可譯為“剪切滯留系數(shù)”）：0.03(LS-DYNA手冊推 w# @& N; u I+ R1 T
薦值)；材料粘性系數(shù)：0(LS-DYNA手冊推薦值)；接下來的五個值為鋼筋參數(shù)，因本案例不考慮鋼筋，故都取0；最后一個為抗壓強(qiáng)度，由于不考慮壓碎，故也取0。 !
案例二：混凝土沖擊抗拉，如附圖的右圖，圖中試件為混凝土，試件左邊為鋼桿。
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混凝土抗裂的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
混凝土抗裂的最新內(nèi)容
<p>1、 引言</p><p>雙鋼板 - 混凝土組合結(jié)構(gòu)的抗剪性能與傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在顯著差異。該結(jié)構(gòu)通過拉結(jié)筋和栓釘實(shí)現(xiàn)鋼板與混凝土的連接，在剪力作用下易產(chǎn)生界面滑移，導(dǎo)致試件剛度與承載力下降。本案例聚焦于論文第 4 章雙鋼板 - 混凝土組合梁的建模復(fù)現(xiàn)，旨在通過 ABAQUS 有限元分析軟件，對組合梁抗剪性能進(jìn)行數(shù)值模擬。需特別說明的是，本次復(fù)現(xiàn)僅涵蓋建模過程教學(xué)，不涉及曲線擬合內(nèi)容。</p
在混凝土細(xì)觀數(shù)值模擬中，粗骨料的分布狀態(tài)對其力學(xué)性能具有顯著影響。以往研究多采用蒙特卡羅算法將粗骨料隨機(jī)分布在混凝土試件內(nèi)，而實(shí)際工程中混凝土試件在澆筑完成后的振搗操作會使得密度較大的粗骨料因重力作用發(fā)生沉降堆積。現(xiàn)有基于純隨機(jī)投放的算法難以真實(shí)反映這一物理過程，同時也難以實(shí)現(xiàn)工程中常見的較高粗骨料體積占比。
為解決當(dāng)前混凝土細(xì)觀模型中骨料分布不合理及粗骨料占比偏低等問題
鋼纖維混凝土（SFRC）彌補(bǔ)了素混凝土抗裂性的不足，為建立鋼纖維混凝土的力學(xué)本構(gòu)模型，本案例通過CAD隨機(jī)纖維3D插件建立隨機(jī)分布的纖維線模型，并將模型導(dǎo)入ABAQUS內(nèi)，通過梁單元纖維模型，研究細(xì)觀纖維混凝土梁在三點(diǎn)彎曲下的破壞特征及荷載位移曲線。
（5）提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力，提高的混凝土抗裂性能。
（6）混凝土在收縮時受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時裂縫就會產(chǎn)生。減水劑可有效的提高的混凝土抗拉強(qiáng)度，大幅提高混凝土的抗裂性能。
（7）摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少收縮。
（5）提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力，提高的混凝土抗裂性能。
（6）混凝土在收縮時受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時裂縫就會產(chǎn)生。減水劑可有效的提高的混凝土抗拉強(qiáng)度，大幅提高混凝土的抗裂性能。
（7）摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少收縮。
基于深度學(xué)習(xí)的可解釋特征準(zhǔn)確預(yù)測混凝土抗壓強(qiáng)度
Accurate prediction of concrete compressive strength based on explainable features using deep learning
作者：
Ziyue Zeng（Key Laboratory of Advanced Civil Engineering Materials
其中：
2.1混凝土配合比設(shè)計(jì)上的問題：水泥用量大，水泥發(fā)熱量大，造成混凝土水化熱溫升過高，溫度變化急劇；水灰比大，灰漿量大造成混凝土收縮量過大；原材料性能不良，造成混凝土本身抗裂能力低。
2.2混凝土施工質(zhì)量上的問題：下料不均勻，振搗不密實(shí)；澆筑安排不善，混凝土內(nèi)部形成冷縫。
等效單自由度分析，包教包會，
來源：建筑工程魯班聯(lián)盟
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正文如下：
4) 纖維材料
纖維材料可以明顯提高打印混凝土的抗裂強(qiáng)度和最大載荷的彈性模量，也可以明顯改善打印混凝土韌性和延性，還可以賦予 3D 打印混凝土更好的粘結(jié)性，增強(qiáng)打印層間的粘結(jié)強(qiáng)度，防止應(yīng)力集中處裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展。
