混凝土承載力
關注創建者：BBB老二 創建時間：2020-04-07
混凝土承載力的視頻教程
鋼筋混凝土梁的極限承載力分析
DIANA鋼筋混凝土梁的極限承載力分析 適用人群：土木工程工程師、學生、教師 鋼筋混凝土梁的極限承載力分析【已結束】 直播時間：2019-05-30 15:00 對于結構工程的學者和從業人員而言，我們最初接觸到的試驗可能就是鋼筋混凝土梁的承載力試驗了。同樣地，在有限元分析里，我們最常接觸的模擬也是各類梁的承載能力分析。
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ABAQUS鋼筋混凝土結構受火后承載力分析(500度高溫后四點簡支梁和節點抗震滯回為例)
講解了火災后鋼材，混凝土強度減弱后承載力分析建模全過程，通過參考文獻表格計算，可得到各個受火溫度后，鋼筋，混凝土屬性
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ABAQUS精品課A2-考慮初始缺陷鋼管混凝土軸壓模擬（附鋼管混凝土承載力計算表格）
v 你會得到什么： 本課程專為工程技術人員、研究生及土木工程相關專業學生設計，旨在通過Abaqus軟件深入講解鋼-混凝土組合結構的建模、分析與優化過程。結合實際工程案例，從基礎到高級，涵蓋建模方法、材料定義、接觸分析、荷載施加以及結果后處理，幫助學習者掌握鋼-混凝土組合結構分析的核心技能，提升仿真效率與質量。
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混凝土承載力的實例教程
3.1 單管CFST軸心受壓構件承載力計算
(1) 鋼管初應力折減系數Kp
鋼管混凝土構件內混凝土達到設計強度前空鋼管的應力稱為鋼管初應力。為了反映鋼管初應力對鋼管混凝土受壓構件承載力的影響，承載力計算中采用了鋼管初應力折減系數Kp.
(2) 鋼管內混凝土脫空折減系數Kd
鋼管內混凝土脫空是鋼管內壁與鋼管內混凝土出現局部脫離的現象，鋼管混凝土拱橋主拱等受壓構件多出現球冠形的鋼管內混凝土脫空現象。產生鋼管內混凝土脫空現象的主要原因是過大的鋼管內混凝土收縮和向鋼管內壓筑混凝土的現場施工環節銜接出現問題。鋼管內混凝土脫空對鋼管混凝土構件承載力和剛度有一定影響，在鋼管混凝土受壓構件承載力計算中要考慮。鋼管內混凝土脫空折減系數Kd 取0.95。
(3) 鋼管混凝土組合軸心抗壓強度設計值fsc
鋼管混凝土受壓構件承載力計算中規定的設計強度值，計算表達式為
3.2 單管CFST偏心受壓構件承載力計算
4 CFST構件的一般構造要求
(1) 鋼管可宜采用卷制焊接直縫管、也可采用螺旋形縫焊接管和無縫鋼管。焊縫必須采用對接焊縫，并達到與母材等強的要求。
(2) 鋼管材料可選用Q235、Q345或Q390，質量等級應根據使用環境選用B級或B級以上。
(3) 混凝土的強度等級，應符合承載力的要求，并與鋼管的鋼號相匹配，其強度等級不宜低于C30。一般情況下，Q235鋼材宜配C30或C40級混凝土；Q345鋼宜配C40、C50或C60級混凝土；Q390鋼材宜配C50或C60級以上的混凝土。
(4) 鋼管接長時，如管徑不變，宜采用等強度的坡口焊縫；如管徑改變，可采用法蘭盤和螺栓連接，法蘭盤應采用帶孔板，使管內混凝土保持連續。
展開 不同軸壓比對配置HRB500高強鋼筋混凝土并筋柱承載力的影響
一、前言
近年來，在工程實踐中，常常為減少結構自重而將構件截面尺寸盡量減小，例如地鐵車站框架梁、框架柱的結構設計。此種情況常常出現構件截面鋼筋排列密集，難以滿足我國規范對鋼筋的間距要求。傳統的解決方案是多排布置以及加大鋼筋直徑，但采用該類方法一方面會影響構件的承載能力，同時還會增加施工難度，另外一方面粗直徑鋼筋還會造成材料的一定浪費。現行的主要解決方式為配置并筋，我國混凝土結構設計規范中，也新增了鋼筋并筋的配置形式。
為充分探討采用并筋形式對混凝土結構構件的承載力影響，本次在前人實驗的基礎上，采用ANSYS軟件對比分析了不同軸壓比下三種配筋形式（單筋、雙筋、三并筋）對鋼筋混凝土柱承載力的影響。
二、實驗概況
本次實驗為了更好的模擬實際情況下并筋柱的受力情況，試件長度取框架柱的反彎點處。模型混凝土等級為C30混凝土，縱向受力鋼筋為HRB500，橫向箍筋采用HPB300。試件外形尺寸以及設計參數如下：
構件材料信息如下：
三、有限元模型建模要點
本次有限元建模要點如下：
1、 混凝土采用實體單元Solid65 模擬，本構模型依據我國混凝土結構設計規范采用多線性隨動強化模型BISO。
2、 鋼筋采用link8單元模擬，鋼筋本構采用多線性等向強化模型
3、 基礎建模采用整體式建模，單元尺寸控制在30~50之間，劃分單元后基礎配筋模型如下圖所示。
4、 柱子采用分離式建模，鋼筋通過節點建立單元，單元尺寸為50，并筋通過同節點建立同樣單元來近似考慮。單筋情況下的鋼筋模型如下所示。
整體有限元模型如下所示：
5、混凝土與鋼筋之間的滑移根據實測數值采用combin39單元模擬。
展開 2.3 工況3
采用Lamina定義CFRP材料參數
CFRP材料參數設置
定義Hashin損傷參數
CFRP鋪層設置
CFRP材料方向
定義場變量輸出
計算效率很低，200個增量步后終止計算
工況三計算結果截圖
工況三 荷載-位移曲線
三種計算工況對比
可以看出，三種計算工況的荷載-位移曲線的分布趨勢大致相同，但承載能力的大小確有明顯不同。與工況1素混凝土情況相比，考慮鋼筋后的工況2，其承載力增大了7.81%。
計算機配置：
Windows系統版本 windows 10專業版
版本號 20H2
系統類型 64位操作系統
處理器 Intel(R) Core(TM) i7-10700F CPU @ 2.90GHz 2.90 GHz
機帶RAM 32GB
計算耗時統計
工況類別
計算耗時
工況一
10min50s
工況二
11min13s
工況三
25min
3 總結
主要對比了CFRP包裹加固鋼筋混凝土柱對承載力的影響。分別開展了素混凝土柱、鋼筋混凝土柱以及外側包裹CFRP加固+鋼筋混凝土柱三種有限元數值模擬計算。計算結果表明：
①CFRP包裹鋼筋混凝土柱對承載力有顯著影響，包裹CFRP后承載力提升了12.05%。這是由于利用CFRP進行加固時，原有混凝土結構承擔的部分荷載通過粘結膠層傳遞給CFRP，從而降低了原有混凝土結構的部分應力水平，從而起到增強加固的效果。
②利用ABAQUS自帶的混凝土CDP塑性損傷本構和Hashin損傷本構可以很好地模擬鋼筋混凝土和CFRP包裹加固對梁、柱、板承載力的計算。
參考文獻：
[1] 金祖權. 氯鹽-硫酸鹽環境下鋼筋混凝土腐蝕損傷[M]. 科學出版社，2021.
展開 主要對比了CFRP包裹加固鋼筋混凝土柱對承載力的影響。分別開展了素混凝土柱、鋼筋混凝土柱以及外側包裹CFRP加固+鋼筋混凝土柱三種有限元數值模擬計算。計算結果表明：
?CFRP包裹鋼筋混凝土柱對承載力有顯著影響，包裹CFRP后承載力提升了12.05%。這是由于利用CFRP進行加固時，原有混凝土結構承擔的部分荷載通過粘結膠層傳遞給CFRP，從而降低了原有混凝土結構的部分應力水平，從而起到增強加固的效果。
?利用ABAQUS自帶的混凝土CDP塑性損傷本構和Hashin損傷本構可以很好地模擬鋼筋混凝土和CFRP包裹加固對梁、柱、板承載力的計算。
參考文獻：
[1] 金祖權. 氯鹽-硫酸鹽環境下鋼筋混凝土腐蝕損傷[M]. 科學出版社，2021.
[2] 顧祥林. 混凝土結構的環境作用[M]. 科學出版社，2021.
[3] Erdil, B., Akyuz, U. & Yaman, I.O. Mechanical behavior of CFRP confined low strength concretes subjected to simultaneous heating–cooling cycles and sustained loading. Mater Struct 45, 223–233 (2012). https://doi.org/10.1617/s11527-011-9761-6
[4] 硫酸鹽環境中CFRP 約束劣化混凝土柱的力學性能[J]. 復合材料學報.
展開 主要對比了CFRP包裹加固鋼筋混凝土柱對承載力的影響。分別開展了素混凝土柱、鋼筋混凝土柱以及外側包裹CFRP加固+鋼筋混凝土柱三種有限元數值模擬計算。計算結果表明：
?CFRP包裹鋼筋混凝土柱對承載力有顯著影響，包裹CFRP后承載力提升了12.05%。這是由于利用CFRP進行加固時，原有混凝土結構承擔的部分荷載通過粘結膠層傳遞給CFRP，從而降低了原有混凝土結構的部分應力水平，從而起到增強加固的效果。
?利用ABAQUS自帶的混凝土CDP塑性損傷本構和Hashin損傷本構可以很好地模擬鋼筋混凝土和CFRP包裹加固對梁、柱、板承載力的計算。
參考文獻：
[1] 金祖權. 氯鹽-硫酸鹽環境下鋼筋混凝土腐蝕損傷[M]. 科學出版社，2021.
[2] 顧祥林. 混凝土結構的環境作用[M]. 科學出版社，2021.
[3] Erdil, B., Akyuz, U. & Yaman, I.O. Mechanical behavior of CFRP confined low strength concretes subjected to simultaneous heating–cooling cycles and sustained loading. Mater Struct 45, 223–233 (2012).
https://doi.org/10.1617/s11527-011-9761-6
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這是一個技術活，需要特別注意：
地基準備：地基需要硬化處理（如混凝土澆筑），承載力要求高（如每平方米5-10噸），并預埋好連接件。
環境要求：拼接安裝比較好在恒溫環境（如20±5℃）下進行，避免熱脹冷縮影響比較終精度。
精細調平：需由專業人員使用水平儀、百分表等精和密儀器，通過調整墊鐵，將單塊和拼接后的整體平面度調整到設計要求（例如接縫處高低差不超過0.05mm）。
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為了解決這個問題，通常在混凝土受拉區設置鋼筋，當混凝土受拉開裂后，鋼筋因其較高的抗拉強度仍然能夠繼續承擔拉力，而梁的受壓區也能夠繼續承擔壓力，二者協同工作，各司其職，使得鋼筋混凝土梁相較于素混凝土承載力得到明顯提高。
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在abaqus中模擬鋼筋混凝土柱時，網格大小對水平承載力影響很大，對于截面尺寸400mm×40mm而言，混凝土網格為100mm時最大承載力比網格50mm高4%左右，但是一般模擬時，避免失真，大家默認混凝土網格不高于50mm，由于計算時間關系，我沒有劃分更細的網格分析承載力規律。 下一步想模擬一下鋼筋網格由100mm變為50mm對結果有沒有影響。 之前做過動力分析，鋼筋網格需要與混凝土網格劃分大小一致
