鋼筋混凝土梁受彎的案例
【經典案例欣賞24】縱筋粘結滑移鋼筋混凝土梁受彎模擬
項目難點：
1、縱筋實體建模考慮界面滑移；
2、各部件接觸設置；
3、復雜模型快速建模。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
鋼筋混凝土_梁的彎矩曲率
根據材料力學的知識，一根承受豎向荷載的梁，它的彎曲曲率的數學意義等于豎向位移的二階微分，而曲率的物理意義是彎曲形狀的半徑的倒數。同樣，彎矩除以EI，就等于曲率。對于我們在入門的材料力學里遇到的問題來說，EI 一般都是常數，所以彎矩和曲率之間是一條簡單的直線。而對于鋼筋混凝土梁，EI 就不再是常數了，隨著混凝土的逐漸開裂、鋼筋的受拉屈服，鋼筋混凝土梁的 EI 也在逐漸變化。所以，鋼筋混凝土梁的彎矩-曲率圖不再是一條直線。最簡化的分析，我們取三個關鍵點，將彎矩-曲率圖看作是三條線段組成的折線。這三個關鍵點分別是：混凝土開裂、鋼筋受拉屈服、混凝土受壓破壞。
對于鋼筋混凝土梁截面的受彎分析，有兩條基本原則。第一條是「幾何協調」，也就是「平截面假定」。截面在受彎變形之后依然保持為平截面，換言之，應變與離中性軸的距離成正比，受拉區和受壓區的應變圖是兩個相似直角三角形。
第二條準則是「靜力平衡」，也就是受壓區的總壓力 C 要等于受拉區的總拉力 T，同時，拉力或者壓力乘以內力臂 jd 要與外荷載的彎矩平衡。
第一條準則處理的是純幾何問題，或者可以說是應變問題；第二條準則應對的則是純力學問題，或者可以說是應力問題。這兩者之間的關聯也就是我們下面要關注的應力-應變關系。
在鋼筋混凝土截面受力分析中，我們采用的鋼筋應力應變是這樣的，先是一條斜線，斜線的斜率為鋼筋的彈性模量，斜線到達屈服點之后，就變為一條水平直線。而混凝土的應力-應變關系就沒有這么簡單了，事實上它是一條曲線。在混凝土的壓應變達到極限壓應變的一半之前，我們可以近似的認為是一條斜線，斜率為混凝土的彈性模量。
對于鋼筋，實際的應力應變關系是左圖這樣的，但實際的混凝土構件中，由于不可能出現太大的變形，所以鋼筋不會出現很大的應變，因此，我們近似采用右邊的簡化關系。
展開 混凝土梁的受彎性能能分析
1/2模型，cdp混凝土模型本構！線性加載
鋼筋混凝土受彎構件的裂縫(Cracking in Reinforced Concrete)
不同規范剪跨比m取值范圍的比較(Shear Span to Depth Ratio)
鋼筋混凝土梁的剪切破壞(Shear Failure in Reinforced Concrete Beams)
鋼筋混凝土結構的基本概念及材料的物理力學性能(1)
4 彎曲裂縫的間距和寬度
當構件受力面的混凝土應力達到混凝土的抗彎強度時，就會出現撓性裂縫。裂縫形成后，在構件表面的混凝土中會發生一些彈性恢復，導致裂縫寬度增加。然而，由于粘結力的作用，在鋼筋周圍的混凝土中保持著一些應力和應變。這有助于在鋼筋附近的裂縫寬度比在拉伸面的裂縫寬度減少。
梁的變矩區的撓性裂縫以一定的間隔發展；然而，在恒定的矩區，這些裂縫以不連續的間隔發展。它們的位置部分取決于混凝土中局部弱點區域的發生和分布，因此裂縫在某種程度上是一個隨機過程。因此，恒定彎矩區域內裂縫的確切位置可能無法準確預測。然而，相鄰裂縫的最大和最小間距以及由此產生的最大裂縫寬度可以通過研究構件拉伸區中產生的混凝土應力而得到足夠準確的預測。
5 裂縫計算
裂縫間距和裂縫寬度預測公式的制定通常是基于構件拉伸區域內混凝土應力分布的計算。不同的研究者使用各種簡化的分析程序來確定混凝土的拉伸應力。雖然有些分析性調查與實驗工作相結合，以驗證新的預測公式，但也有一些調查完全基于試驗結果。
在大多數調查中，單軸拉伸構件被用來模擬構件恒定力矩區域內鋼筋周圍的情況。在實驗調查中，一個沿軸線嵌入鋼筋的混凝土棱柱受到施加在鋼筋兩端的拉力, 由此產生的拉伸裂縫被認為代表了梁的恒定彎矩區域的撓性裂縫。在分析性研究中，計算了由鋼筋傳遞的粘結力在混凝土棱柱中產生的軸向拉應力分布。然后，該應力分布被用來預測現有裂縫之間新裂縫的形成。
展開 
abaqus 鋼筋混凝土偏心受拉梁
本文檔包括鋼筋混凝土偏心受拉構件cae文件以及操作手冊。
ETB.py
偏心受拉梁Abaqus模型指南 無姓名.pdf
ETB.cae
模型基本情況：
模型為一鋼筋混凝土簡支梁，設計使用年限為 50 年，環境類別為一類，
b=200mm，h=500mm，L=4800mm，采用 C30 混凝土，架立筋 2Ф10，箍筋
Ф 6@200，縱筋 4根HPB300 直徑 20（此處有不足），保護層厚度為 20mm。
注意：
感謝提供該文檔的SCUers！！！！
因為是課程作業，模型可能存在一定的缺陷，僅供參考！！！
展開 鋼筋混凝土結構設計: 第三章(受彎構件正截面承載力)
受彎構件的截面厚度: 行車道板不小于100mm；人行道板現澆混凝土板不小于80mm, 預制混凝土板不小于60mm; 空心板頂板和底板均不宜小于80mm。
2. 板分為單向板, 雙向板和懸臂板.
3. 單向板沿板短邊方向設置受力鋼筋，沿板長邊方向設置分布鋼筋；雙向板沿板兩個方向均設置受力鋼筋。
4. 分布鋼筋是在主鋼筋上按一定間距設置，起連接作用的橫向鋼筋，屬于構造配置鋼筋。分布鋼筋的作用是使主鋼筋受力更均勻，同時也起著固定主鋼筋位置、分擔混凝土收縮和溫度應力的作用。
5. 縱向受拉鋼筋的作用是承受受拉區拉力或幫助受壓區混凝土承受壓力。
6. 混凝土保護層厚度是指構件截面上鋼筋至截面邊緣的混凝土厚度，其作用是保證鋼筋與混凝土有良好的粘結作用，同時保護鋼筋不直接受到大氣侵蝕。
7. 截面配筋率是指截面所配置的鋼筋截面面積與規定的混凝土正截面面積的比值(化為百分數表達)。
8. 彎起鋼筋與斜筋的作用是滿足斜截面抗剪要求，承受主拉應力，并增加鋼筋骨架穩定性。
9. 箍筋的作用是除幫助混凝土抗剪外，在構造上起著固定縱向受力鋼筋位置的作用并與縱向受力鋼筋、架立鋼筋等組成骨架。
10. 架立鋼筋的作用是固定箍筋與縱向受力鋼筋形成穩定的鋼筋骨架。
11. 塑性破壞(延性破壞)是指結構或構件在破壞前有明顯變形或其他征兆現象的破壞; 脆性破壞是指結構或構件在破壞前無明顯變形或其他征兆現象的破壞。
12. 對常用的熱軋鋼筋和普通強度混凝土，破壞形態主要受到截面縱向受拉鋼筋配筋率ρ 的影響。
13. 按照鋼筋混凝土受彎構件的配筋情況及相應發生破壞時的性質可得到正截面破壞的三種形態: 適筋梁破壞、超筋梁破壞和少筋梁破壞。
14. 超筋梁破壞特征: (1) 鋼筋混凝土梁截面受壓區混凝土先壓壞，而受拉鋼筋未屈服。
展開 鋼筋混凝土結構設計: 第四章(受彎構件斜截面承載力)
1.在豎向荷載作用下，鋼筋混凝土受彎構件截面上會同時產生剪力和彎矩，會發生沿受彎構件斜裂縫的斜截面受剪破壞或斜截面受彎破壞。保證受彎構件正截面受彎承載力的同時，還要保證其斜截面承載力，它包括受彎構件的斜截面抗剪承載力和斜截面抗彎承載力。
2. 鋼筋混凝土梁設置的箍筋和彎起鋼筋及斜鋼筋都起抗剪作用，統稱為梁的腹筋。僅設置縱向受力鋼筋而不設腹筋的梁稱為無腹筋梁。
3. 在梁的剪彎段中，當主拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時，就會出現梁體斜向裂縫。斜裂縫出現后梁截面發生應力重分布.
4. 梁的剪跨比 m=M/Vh0. 式中M 和V分別為梁剪彎區段中某個豎直截面的彎矩和剪力，h0為截面有效高度。剪跨比m反映了截面上正應力σ和剪應力τ的相對比值，在一定程度上也反映了截面上彎矩與剪力的相對比值。對無腹筋梁的斜截面受剪破壞形態有決定性影響。
鋼筋混凝土受彎構件剪跨與深度比
不同規范剪跨比m取值范圍的比較
5. 無腹筋簡支梁斜截面的破壞形態: 斜拉破壞(m>3), 剪壓破壞(1≤m≤3), 斜壓破壞(m<1). 鋼筋混凝土梁的三種斜截面受剪破壞形態的抗剪承載力是不同的：斜壓破壞時最大，其次為剪壓破壞，斜拉破壞最小。在達到峰值荷載時，梁的跨中撓度都不大，破壞時抗剪承載力都會迅速下降，均屬結構受力脆性破壞類型。
6. 配置箍筋是提高鋼筋混凝土梁抗剪承載力的有效措施。彎起鋼筋或斜筋，與臨界斜裂縫相交后發揮其抗剪作用，可以提高梁的抗剪承載力。彎起鋼筋或斜筋不宜單獨使用，必須與箍筋聯合使用。v設置腹筋的鋼筋混凝土簡支梁斜截面剪切破壞形態仍為斜拉破壞、斜壓破壞和剪壓破壞。
7. 影響受彎構件斜截面抗剪承載力的主要因素: 剪跨比m; 混凝土抗壓強度fcu, 縱向受拉鋼筋配筋率; 配箍率和箍筋強度.
8.
展開 預應力混凝土受彎構件受力及工作階段
當構件加載至某一特定荷載，其下邊緣混凝土的預壓應力恰被抵消為零，此時在控制截面上所產生的彎矩M0稱為消壓彎矩。a)使用荷載作用于梁上; b)消壓狀態的應力.
梁使用及破壞階段的截面應力圖
(2) 加載至受拉區裂縫即將出現
當構件在消壓后繼續加載，并使受拉區混凝土應變達到抗拉極限應變時的應力狀態，即稱為裂縫即將出現狀態。c)裂縫即將出現時的截面應力
梁使用及破壞階段的截面應力圖
受彎構件出現混凝土彎曲裂縫時的理論臨界彎矩稱為開裂彎矩Mcr。把受拉區邊緣混凝土應力從零增加到應力為ftk所需的外彎矩用Mcr,c表示，則Mcr為M0與Mcr,c之和，即
在消壓狀態出現后，預應力混凝土梁的受力情況如同普通鋼筋混凝土梁一樣。
(3) 帶裂縫工作
繼續增大荷載，則主梁截面下緣開始開裂，裂縫向截面上緣發展，梁進入帶裂縫工作階段, 如圖d) 所示。
梁使用及破壞階段的截面應力圖
4 破壞階段
配筋率適當的預應力混凝土受彎構件(適筋梁)，在荷載作用下，受拉區全部鋼筋(包括預應力鋼筋和非預應力鋼筋)將先達到屈服強度，裂縫迅速向上延伸，而后受壓區混凝土被壓碎，構件即告破壞, 如下圖e) 所示. 破壞時，截面的應力狀態與鋼筋混凝土受彎構件相似。
梁使用及破壞階段的截面應力圖
在正常配筋的范圍內，預應力混凝土梁的破壞彎矩主要與構件的組成材料受力性能有關，其破壞彎矩值與同條件普通鋼筋混凝土梁的破壞彎矩值幾乎相同，而是否在受拉區鋼筋中施加預拉應力對梁的破壞彎矩的影響很小。預應力混凝土結構并不能創造出超越其本身材料強度能力之外的奇跡，而只是大大改善了結構在正常使用階段的工作性能。
展開 ABAQUS中定義混凝土的塑性損傷本構、鋼筋和混凝土之間的粘接滑移，模擬拉拔鋼筋時受拉短柱的應力分布 ￥50
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Abaqus 應用之鋼筋混凝土四點彎 ￥4.99
今天來和大家聊聊 Abaqus 在鋼筋混凝土四點彎分析中的強大應用。
在結構工程領域，鋼筋混凝土的性能分析至關重要。而四點彎試驗是一種常見的用于評估鋼筋混凝土梁抗彎性能的方法。Abaqus 作為一款功能強大的有限元軟件，為我們提供了精確模擬鋼筋混凝土四點彎的有力工具。
一、為什么要用 Abaqus 進行鋼筋混凝土四點彎分析？
準確性高
Abaqus 可以準確地模擬鋼筋和混凝土之間的相互作用。通過定義合適的本構關系和接觸屬性，可以考慮鋼筋的彈塑性行為以及混凝土的開裂、壓碎等非線性特性。
能夠精確地捕捉到鋼筋混凝土在四點彎加載過程中的應力分布、變形情況以及破壞模式。
可視化強
在分析過程中，Abaqus 可以提供直觀的可視化結果。你可以清晰地看到鋼筋混凝土梁在不同加載階段的應力云圖、變形形狀以及裂縫的發展過程。這對于理解結構的行為和性能非常有幫助。
參數化分析方便
Abaqus 允許用戶進行參數化分析，通過改變鋼筋的直徑、間距、混凝土的強度等級等參數，可以快速評估不同設計方案的性能。這為結構工程師提供了一種高效的優化設計方法。
二、如何在 Abaqus 中進行鋼筋混凝土四點彎分析？
模型建立
首先，需要建立鋼筋混凝土梁的幾何模型。可以使用 Abaqus/CAE 中的建模工具，或者導入其他 CAD 軟件創建的模型。
然后，定義材料屬性。
展開 預應力混凝土受彎構件設計計算方法
(2) 受彎構件的斜截面承載力計算: 確定受彎構件所需要的箍筋數量及布置間距、預應力鋼筋的彎起位置，以及截面尺寸是否符合要求。
(3) 端部錨固區承載力計算: 對后張法預應力混凝土構件主要是錨下局部區和總體區計算，確定錨下間接鋼筋數量及布置;對先張法預應力混凝土構件，主要是預應力鋼筋的錨固長度及傳遞長度計算。
4 持久狀況和短暫狀況的構件應力計算
(1) 持久狀況構件的應力計算: 基于預應力混凝土受彎構件受力的使用階段而進行的設計計算，包括：①受彎構件截面的混凝土法向正應力；②預應力鋼筋的拉應力；③截面的混凝土主應力計算。計算應力值都不得超過規定的限值。
(2) 短暫狀況構件的應力計算: 基于預應力混凝土受彎構件的施工階段而進行的設計計算；在設計上主要是進行短暫狀況構件截面的混凝土應力計算；必要時進行構件的變形計算。
5 持久狀況正常使用階段的計算
(1) 受彎構件的抗裂性驗算: 對全預應力混凝土和部分預應力混凝土A類構件，要進行構件正截面和斜截面的抗裂性驗算。對部分預應力混凝土B類構件，要進行構件混凝土最大彎曲裂縫寬度的驗算。
(2) 受彎構件的撓度與變形的驗算。
展開 
abaqus 鋼筋混凝土受扭構件
本文檔包括鋼筋混凝土受扭構件cae文件以及操作手冊。
torsion member.cae
鋼筋混凝土有限元-混凝土結構受扭-操作手冊.docx
模型基本情況：
混凝土、箍筋、架立筋、縱筋、腰筋。
其尺寸如下：混凝土梁C30混凝土，b=200mm,h=500mm,L=4800mm。
架立筋2Ф10，箍筋Ф6@200，保護層厚度20mm，縱筋、腰筋分別為2根直徑為20的HRB335鋼筋。
注意：
感謝提供該文檔的學生們！！！！
因為是課程作業，模型可能存在一定的缺陷，僅供參考！！！
展開 鋼筋混凝土梁—鋼筋-箍筋T3D2單元-基本建模實例
簡單介紹如下：
1、梁，截面尺寸：300mm*500mm，長度6m。混凝土保護層取20mm
2、混凝土：采用幫助文檔 abaqus verification manual 2.2.24提供的本構模型數據，強度應該在C20-C30之間。
3、鋼筋：
1）縱向受力筋：模型中代號Zongjin，梁上部配筋2根，梁下部3根直徑20，HRB335；
2）箍筋，直徑8@200。模型中代號Gujin
4、模型采用的單位制：國際單位制，m，s，kg，pa ，N
把模型的CAE文件、inp文件和ODB文件附在這里
鋼筋混凝土梁—CAE-INP-ODB文件.rar
模型一：
混凝土梁：實體solid單元，C3D8R，一次縮減積分實體單元。
鋼筋均采用T3D2 Truss單元。
模型一：
混凝土梁：實體solid單元，C3D8R，一次縮減積分實體單元。
鋼筋均采用T3D2 Truss單元。
展開 鋼筋混凝土梁三點彎曲模擬ANSYS/ls-dyna ￥5
對于鋼筋混凝土梁三點彎曲模型而言，整體模型較為簡便，可直接通過ls-prepost生成混凝土梁及鋼筋（分離式或共節點）。
主要技術參數是通過BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID來控制鋼板的強制位移來使混凝土梁充分受力，同時也需要對支撐板與梁之間的接觸進行合理設置。
其他主要關鍵字如下：
*CONTROL_TERMINATION
*DATABASE_BINARY_D3PLOT
*DATABASE_FORMAT
*DATABASE_EXTENT_BINARY
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID
*CONTACT_ERODING_SURFACE_TO_SURFACE
*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE
鋼筋受力云圖如下所示：
展開 鋼筋混凝土懸臂梁沖擊 dyna
鋼筋混凝土懸臂梁沖擊
