鋼筋混凝土網(wǎng)格的案例
Ls-Dyna對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗爆模擬
計(jì)算結(jié)果：
計(jì)算文件請(qǐng)?zhí)砑觪群（cae技術(shù)聊）：551922835獲取
鋼筋混凝土網(wǎng)格處理見(jiàn)博主課程：基于HyperMesh工具的鋼筋混凝土網(wǎng)格處理方法
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abaqus網(wǎng)格對(duì)鋼筋混凝土柱水平承載力的影響
在abaqus中模擬鋼筋混凝土柱時(shí)，網(wǎng)格大小對(duì)水平承載力影響很大，對(duì)于截面尺寸400mm×40mm而言，混凝土網(wǎng)格為100mm時(shí)最大承載力比網(wǎng)格50mm高4%左右，但是一般模擬時(shí)，避免失真，大家默認(rèn)混凝土網(wǎng)格不高于50mm，由于計(jì)算時(shí)間關(guān)系，我沒(méi)有劃分更細(xì)的網(wǎng)格分析承載力規(guī)律。 下一步想模擬一下鋼筋網(wǎng)格由100mm變?yōu)?0mm對(duì)結(jié)果有沒(méi)有影響。 之前做過(guò)動(dòng)力分析，鋼筋網(wǎng)格需要與混凝土網(wǎng)格劃分大小一致，否則影響很很很很大，結(jié)果完全不對(duì)的那種，不知道對(duì)靜力分析有什么影響規(guī)律。
展開(kāi) 鋼筋混凝土特點(diǎn)及其原理 附鋼筋混凝土原理過(guò)鎮(zhèn)海文檔下載
鋼筋混凝土是當(dāng)下最流行的建筑結(jié)構(gòu)，無(wú)論是我們的房屋現(xiàn)澆鋼筋混凝土，還是大型建筑物，接下來(lái)我們就通過(guò)下面的內(nèi)容，來(lái)看看鋼筋混凝土的相關(guān)內(nèi)容介紹。
鋼筋
混凝土怎么樣
鋼筋混凝土中的受力筋含量通常很少，從占構(gòu)件截面面積的1%（多見(jiàn)于梁板）至6%（多見(jiàn)于柱）不等。鋼筋的截面為圓型。在美國(guó)從0.25至1英尺，每級(jí)1/8英尺遞增；在歐洲從8至30毫米，每級(jí)2毫米遞增；在中國(guó)大陸從3至40毫米，共分為19等。
在美國(guó)，根據(jù)鋼筋中含碳量，分成40鋼與60鋼兩種。后者含碳量更高，且強(qiáng)度和剛度較高，但難于彎曲。在腐蝕環(huán)境中，電鍍、外涂環(huán)氧樹(shù)脂、和不銹鋼材質(zhì)的鋼筋亦有使用。
鋼筋
混凝土特點(diǎn)
混凝土是水泥（通常硅酸鹽水泥）與骨料的混合物。當(dāng)加入一定量水分的時(shí)候，水泥水化形成微觀不透明晶格結(jié)構(gòu)從而包裹和結(jié)合骨料成為整體結(jié)構(gòu)。通常混凝土結(jié)構(gòu)擁有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度（大約3，000磅/平方英寸，35MPa）。
但是混凝土的抗拉強(qiáng)度較低，通常只有抗壓強(qiáng)度的十分之一左右，任何顯著的拉彎作用都會(huì)使其微觀晶格結(jié)構(gòu)開(kāi)裂和分離從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。而絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部都有受拉應(yīng)力作用的需求，故未加鋼筋的混凝土極少被單獨(dú)使用于工程。
鋼筋
混凝土原理
鋼筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性質(zhì)決定的。首先鋼筋與混凝土有著近似相同的線(xiàn)膨脹系數(shù)，不會(huì)由環(huán)境不同產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力。其次鋼筋與混凝土之間有良好的粘結(jié)力，有時(shí)鋼筋的表面也被加工成有間隔的肋條（稱(chēng)為變形鋼筋）來(lái)提高混凝土與鋼筋之間的機(jī)械咬合，當(dāng)此仍不足以傳遞鋼筋與混凝土之間的拉力時(shí)，通常將鋼筋的端部彎起180 度彎鉤。
展開(kāi) 
ABAQUS中定義混凝土的塑性損傷本構(gòu)、鋼筋和混凝土之間的粘接滑移，模擬拉拔鋼筋時(shí)受拉短柱的應(yīng)力分布 ￥50
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LS-DYNA | 彈丸對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)侵徹?cái)?shù)值模擬 ￥175
不共節(jié)點(diǎn)分離式模型</p><p>不共節(jié)點(diǎn)分離式模型的優(yōu)點(diǎn)是鋼筋和混凝土分別劃分網(wǎng)格，相同位置處節(jié)點(diǎn)并不相同，網(wǎng)格可以重疊，模型建立更方便，通過(guò)相關(guān)約束關(guān)鍵字約束鋼筋和混凝土之間的耦合關(guān)系。在ls_dyna中可采用*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID（簡(jiǎn)稱(chēng)CLIS）、*CONSTRAINED_BEAM_IN_SOLID（簡(jiǎn)稱(chēng)CBIS）、*DEFINE_BEAM_SOLID_COUPLING（簡(jiǎn)稱(chēng)DBSC）關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)。這幾種關(guān)鍵字均將鋼筋約束耦合在混凝土中來(lái)模擬鋼筋和混凝土的相互作用，在約束耦合關(guān)系中鋼筋為從面，混凝土為主面。常用CLIS和CBIS耦合方法。</p><p>3.
展開(kāi) 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范
交通部已發(fā)文，《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG 3362-2018）作為公路工程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，自2018年11月1日起施行。 文檔:公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG3362-2018
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析單元類(lèi)型和分析模型 附混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析下載
通常鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析單元分為兩個(gè)層次：桿系單元和實(shí)體單元。前者著重分析單元力（包括力和彎矩）與位移（包括位移和轉(zhuǎn)角）之間的關(guān)系，而后者著重分析單元的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系。單元類(lèi)型的選取應(yīng)兼顧計(jì)算規(guī)模、材料模型的精度等多方面的因素。對(duì)于全結(jié)構(gòu)規(guī)模較大，可將結(jié)構(gòu)離散成桿系單元進(jìn)行分析。對(duì)于復(fù)雜區(qū)域（梁柱節(jié)點(diǎn)）或重要的構(gòu)件等可將桿系結(jié)構(gòu)體系計(jì)算的力和位移施加到實(shí)體單元模型上，分析局部應(yīng)力和應(yīng)變。在結(jié)構(gòu)分析中應(yīng)盡可能多地采用三維實(shí)體單元模型，力求最大程度的真實(shí)模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析中的模型
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不同于一般均質(zhì)材料，它是由鋼筋和混凝土兩種材料構(gòu)成的，一般鋼筋是被包圍在混凝土之中，而且相對(duì)體積較少，因此建立結(jié)構(gòu)有限元模型需考慮這些特性。構(gòu)成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有限元模型主要有以下三類(lèi)：
1.1 分離式模型
分離式模型把混凝土和鋼筋作為不同的單元來(lái)處理，即混凝土和鋼筋各自被劃分為足夠小的單元。考慮到鋼筋是一種細(xì)長(zhǎng)材料，通常可忽略其橫向抗剪強(qiáng)度。這樣，可以將鋼筋作為線(xiàn)形單元處理（如ANSYS中的link8單元）。混凝土可采用四面體單元等實(shí)體單元（如ANSYS中的solid65單元）。在該模型中，鋼筋和混凝土之間可以插入聯(lián)結(jié)單元來(lái)模擬鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)和滑移，若鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)很好，不會(huì)有相對(duì)滑移，則可視為剛性聯(lián)結(jié)，可以不考慮聯(lián)結(jié)單元問(wèn)題。眾所周知，鋼筋混凝土是存在裂縫的(否則鋼筋難以發(fā)揮作用)，而開(kāi)裂必然導(dǎo)致鋼筋和混凝土變形不協(xié)調(diào)，也就是說(shuō)必然存在粘結(jié)失效和滑移的產(chǎn)生，因此這種模型被廣泛的應(yīng)用。單元?jiǎng)偠染仃嚨耐茖?dǎo)與一般有限元相同。
1.2 組合式模型
組合式模型是假設(shè)鋼筋以一個(gè)確定的角度分布在整個(gè)單元中，并假設(shè)混凝土與鋼筋之間存在著良好的粘結(jié)，認(rèn)為兩者之間無(wú)滑移。又分為分層組合方式和帶鋼筋膜的方式等。
展開(kāi) 火作用下鋼管約束鋼筋混凝土柱溫度場(chǎng)分析
2.2 熱工參數(shù)
本文采用Lie 建議的普通混凝土熱工參數(shù)模型［4-5］，同時(shí)考慮到混凝土中水分蒸發(fā)導(dǎo)致100℃左右的溫度平臺(tái)的影響，采用韓林海提出的修正比熱計(jì)算式[文獻(xiàn)6]:
式中: 假設(shè)混凝土中所含水分的質(zhì)量百分比為5%;為考慮水蒸氣影響的混凝土體積熱容;為未考慮水蒸氣影響的混凝土體積熱容;為水的體積熱容。
高強(qiáng)混凝土采用Kodur 提出的熱工參數(shù)［7］。
采用日本《建筑物綜合防火設(shè)計(jì)規(guī)程》［8］建議的普通鋼材SM490 的熱工參數(shù)模型，耐火鋼采用日本新日鐵鋼鐵公司生產(chǎn)的SM490—FR鋼［9］，其高溫下熱工參數(shù)擬合式為［10］:
式中:為鋼材的熱傳導(dǎo)系數(shù)，W/(m·℃);為鋼材的比熱容，J/(kg·℃)；為鋼材的溫度，℃。
2.3 模型建立
利用有限元軟件ABAQUS 求解圓鋼管約束鋼筋混凝土柱截面溫度場(chǎng)。采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，鋼管采用四結(jié)點(diǎn)熱分析殼單元DS4，混凝土采用八結(jié)點(diǎn)三維熱分析實(shí)體單元DC3D8，鋼筋、箍筋采用二結(jié)點(diǎn)熱分析桁架單元DC1D2。鋼管和混凝土之間采用接觸定義，界面熱阻R= 0. 01 m2·℃ /W。鋼筋與混凝土之間采用Tie 約束，以保證鋼筋和混凝土交界面間無(wú)熱損失。鋼管約束鋼筋混凝土柱的網(wǎng)格劃分如圖1 所示。
展開(kāi) Abaqus應(yīng)用之鋼筋混凝土篇 ￥9.99
鋼筋模型類(lèi)型
1.1 理想彈塑性模型
在Abaqus中，可以通過(guò)直接在塑性部分輸入屈服應(yīng)力對(duì)應(yīng)的屈服應(yīng)變來(lái)定義理想彈塑性模型。例如，Q345B鋼材的屈服強(qiáng)度為345MPa，極限抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到510-600MPa。在Abaqus中，可以取第一個(gè)點(diǎn)為(345,0)，第二個(gè)點(diǎn)可以設(shè)為(551,0.1)，使得兩個(gè)點(diǎn)之間的斜率為0.01Es（鋼材的彈性模量）。
1.2 雙折線(xiàn)模型
雙折線(xiàn)模型是鋼筋混凝土模擬中常用的一種簡(jiǎn)化模型。在Abaqus中，鋼筋可以通過(guò)線(xiàn)單元（Wire）建模，然后將鋼筋嵌入（embed）混凝土梁中。這種方法簡(jiǎn)潔高效，被大多數(shù)學(xué)者采納。然而，這種方法在模擬鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)滑移時(shí)可能不夠精確。
1.3 三折線(xiàn)模型
三折線(xiàn)模型考慮了鋼筋的屈服階段，可以更準(zhǔn)確地模擬鋼筋的滯回行為。在Abaqus中，可以通過(guò)用戶(hù)自定義的UMAT子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)這種模型。例如，清華大學(xué)曲哲提出的改進(jìn)的Clough鋼筋滯回本構(gòu)模型，可以在反向再加載時(shí)，指向按卸載剛度加載至歷史最大點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力的0.2倍，再指向歷史最大點(diǎn)，從而考慮鋼筋加載-卸載-反向加載過(guò)程產(chǎn)生的包辛格效應(yīng)。
2. 鋼筋與混凝土的相互作用
2.1 粘結(jié)滑移關(guān)系
鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)滑移關(guān)系是模擬鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。在Abaqus中，可以通過(guò)設(shè)置二者交界面處的牽引分離本構(gòu)模型來(lái)模擬這種關(guān)系。例如，基于Abaqus的三種鋼筋混凝土梁數(shù)值模擬對(duì)比研究表明，將鋼筋通過(guò)實(shí)體單元建模，并在實(shí)體鋼筋和混凝土梁連接界面設(shè)置相應(yīng)粘結(jié)本構(gòu)，可以更真實(shí)地模擬鋼筋混凝土梁內(nèi)部的實(shí)際受力狀態(tài)。
2.2 損傷塑性模型
Abaqus中的混凝土損傷塑性（CDP）模型能夠描述材料在循環(huán)加載和動(dòng)態(tài)加載條件下的力學(xué)響應(yīng)。
展開(kāi) 鋼筋混凝土柱(鋼筋Rebar Layer)及剪力-彎矩輸出
這個(gè)小實(shí)例的基礎(chǔ)上的，仍然是針對(duì) 初學(xué)者 的小實(shí)例，
【模型簡(jiǎn)介】：
1、混凝土柱子，截面尺寸500mm*500mm，高度4.5m；混凝土保護(hù)層厚度取20mm；
2、荷載，在頂部施加F=5000N的集中力；在柱子頂部建立參考點(diǎn)，與柱子Coupling 耦合，以施加荷載。
3、材料屬性：假定混凝土和鋼筋均處于彈性階段；材料屬性定義時(shí)只輸入 密度，彈性模型E和泊松比；
4、鋼筋配筋，8根，HRB335鋼筋，直徑20mm；采用Rebar Layer 箱型截面鋼筋層，并Embed到混凝土實(shí)體單元中。
5、輸出荷載-位移曲線(xiàn)：在History Output中輸出施加荷載點(diǎn)的集中力CF和位移U，后處理繪制出荷載-位移曲線(xiàn)；
6、剪力和彎矩的輸出：采用Standard implicit 隱式計(jì)算，在INP文件進(jìn)行*section print，將剪力和彎矩輸出到 dat文件。
展開(kāi) 
鋼筋混凝土梁—鋼筋-箍筋T3D2單元-基本建模實(shí)例
混凝土保護(hù)層取20mm
2、混凝土：采用幫助文檔 abaqus verification manual 2.2.24提供的本構(gòu)模型數(shù)據(jù)，強(qiáng)度應(yīng)該在C20-C30之間。
3、鋼筋：
1）縱向受力筋：模型中代號(hào)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(hào)Gujin
4、模型采用的單位制：國(guó)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(shí)體solid單元，C3D8R，一次縮減積分實(shí)體單元。
鋼筋均采用T3D2 Truss單元。
模型一：
混凝土梁：實(shí)體solid單元，C3D8R，一次縮減積分實(shí)體單元。
鋼筋均采用T3D2 Truss單元。
展開(kāi) ansys workbench鋼筋混凝土建模方法
3、 MISO或BISO模型（SOLID65單元）以Willam-Warnke理論為主，可考慮混凝土開(kāi)裂和壓碎行為，可采用分離模型和整體式模型，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的分析提供了手段，比較老牌的方法，比較靠譜。但該單元計(jì)算分析的收斂問(wèn)題很讓人頭痛，尤其在荷載-位移曲線(xiàn)水平段和下降段時(shí)。只支持與link180單元一同使用，鋼筋與混凝土單元需要共節(jié)點(diǎn)，因此復(fù)雜結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格劃分存在一些難度。
4、粘結(jié)滑移的模擬，鋼筋采用link單元，混凝土采用solid185單元，在梁截面的兩個(gè)方向只須耦合其自由度，在縱向（縱筋方向）添加非線(xiàn)性彈簧Combin39即可，難度在于本構(gòu)。在普通的鋼筋混凝土構(gòu)件計(jì)算中考慮粘結(jié)滑移作用多此一舉，若研究課題中，鋼筋和混凝土間的粘結(jié)-滑移作用本身就是重點(diǎn)或者參數(shù)之一，可以試試這種建模思路。本文不提及，有興趣的可以交流。
展開(kāi) ABAQUS網(wǎng)格大小對(duì)混凝土本構(gòu)模型影響的案例分析 附Abaqus混凝土材料模型解讀與參數(shù)設(shè)置 V2
不知道大家在做混凝土的有限元模擬時(shí)有沒(méi)有想過(guò)一個(gè)問(wèn)題，我們輸入的混凝土本構(gòu)和模型表現(xiàn)出來(lái)的本構(gòu)是一樣的嗎？網(wǎng)格大小又對(duì)模型表現(xiàn)出來(lái)的本構(gòu)有怎樣的影響呢？
本文就以ABAQUS模擬棱柱體混凝土試塊為例，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C110，棱柱體尺寸為100mm*100mm*300mm。（就是我們平常做高強(qiáng)混凝土軸心抗壓強(qiáng)度試塊的尺寸）
模擬數(shù)據(jù)
本文采用受壓本構(gòu)數(shù)據(jù)如下：
本文采用受拉本構(gòu)數(shù)據(jù)如下：
模擬時(shí)網(wǎng)格分別設(shè)為10mm、30mm、50mm和90mm。
加載方式采用在參考點(diǎn)處施加位移的方式，設(shè)置參考點(diǎn)與棱柱體頂面耦合。
邊界條件設(shè)置為與實(shí)際試塊加載的約束條件相同。
模擬結(jié)果
模擬得到的力和位移數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理，可以得到應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系曲線(xiàn)，如下圖。
從模擬結(jié)果來(lái)看，網(wǎng)格大小確實(shí)對(duì)混凝土本構(gòu)有影響。
1，整體趨勢(shì)來(lái)看，網(wǎng)格越小，混凝土模型表現(xiàn)出的抗壓強(qiáng)度越大，峰值應(yīng)變?cè)叫。_(dá)到峰值后承載力下降越快，相當(dāng)于混凝土越脆。
2，網(wǎng)格10mm和網(wǎng)格30mm的本構(gòu)基本完全相同，但10mm網(wǎng)格的計(jì)算時(shí)間是30mm的8倍。因此采用10mm的網(wǎng)格不太經(jīng)濟(jì)。
3，網(wǎng)格10mm和網(wǎng)格30mm的本構(gòu)峰值強(qiáng)度比原始本構(gòu)下降6.6%，網(wǎng)格50mm的下降了10.5%，網(wǎng)格90mm的下降了11.7%。下降幅度倒是差別不大。
所以網(wǎng)格的大小確實(shí)會(huì)影響模型的響應(yīng)，導(dǎo)致其表現(xiàn)出的本構(gòu)與實(shí)際不同。
下載地址：Abaqus混凝土材料模型解讀與參數(shù)設(shè)置 V2
展開(kāi) lsdyna鋼筋混凝土爆炸預(yù)應(yīng)力
對(duì)于預(yù)應(yīng)力的施加，lsdyna提供了動(dòng)力松弛法，隱式顯式動(dòng)力分析法。但是我用動(dòng)力松弛法總是無(wú)法收斂。 因此我用了ansys進(jìn)行隱式分析，轉(zhuǎn)到lsdyna進(jìn)行顯式分析，把應(yīng)力應(yīng)變幾個(gè)關(guān)系導(dǎo)入lsdyna進(jìn)行接下來(lái)的爆炸分析。 可以看到lsdyna和ansys的變形數(shù)值都在5.0e-4左右，從云圖中也可以看到收斂很好。
