鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：Peterasd 創(chuàng)建時間：2021-02-14
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)模擬的視頻教程
abaqus連接器單元模擬粘結(jié)滑移的纖維網(wǎng)UHTCC鋼筋混凝士柱滯回性能—建筑結(jié)構(gòu)學報復(fù)現(xiàn)
在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的滯回模擬中，最困難的內(nèi)容是滯回曲線的捏縮。影響捏縮最重要的原因是鋼筋與混凝土的粘結(jié)滑移。常見考慮粘結(jié)滑移的方法有鋼筋子程序或在鋼筋與混凝土節(jié)點上添加粘結(jié)滑移單元。采用子程序做出的捏縮是通過折減鋼筋加卸載剛度的“偽捏縮”，并不能直接反應(yīng)粘結(jié)滑移的機理。在鋼筋與混凝土節(jié)點上添加粘結(jié)滑移單元，直接反應(yīng)了粘結(jié)滑移的力學行為，最為客觀的實現(xiàn)了粘結(jié)滑移。
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精品課程A39-鋼筋混凝土板梁柱滯回模擬（標準鋼筋混凝土構(gòu)件建模視頻）
本課程為精品課程A39-鋼筋混凝土板梁柱滯回模擬（標準鋼筋混凝土構(gòu)件建模視頻）。 適用對象： 全國各高校結(jié)構(gòu)工程方向的研究生，尤其是課題與鋼筋混凝土板梁柱節(jié)點滯回模擬有關(guān)的。 課程亮點：非以往視頻的簡單介紹，核心步驟實操講解，各個環(huán)節(jié)，詳細介紹。干貨中的干貨，精品中的精品。1個多小時的講解，節(jié)約您半年的時間，直擊要害，尤其是課題遇到瓶頸，需要新idea的同學，適合購買。
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鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)模擬的實例教程
Ls-Dyna求解器功能強大，是世界上最著名的顯示動力分析程序，尤其適合求解各種二維、三維非線性結(jié)構(gòu)的碰撞、侵蝕和爆炸沖擊等非線性問題。案例中承受爆炸荷載構(gòu)件為剪力墻-預(yù)應(yīng)力寬連梁鋼筋混凝土構(gòu)件，構(gòu)件有限元模型應(yīng)用HyperMesh工具處理，鋼筋與混凝土單元共節(jié)點，模型概況，如圖1。本案例采用kg-mm-s單位制。
模擬預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的爆炸沖擊響應(yīng)，需要分兩步處理：第一步，對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，模擬構(gòu)件的穩(wěn)態(tài)應(yīng)力分布；第二步，進行預(yù)應(yīng)力分布穩(wěn)定時的構(gòu)件抗爆模擬。其中，第二步針對預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件進行的爆炸相關(guān)設(shè)置，見前貼<Ls-Dyna對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗爆模擬>，本文章主要介紹預(yù)應(yīng)力，即預(yù)緊力的施加，及重啟動的相關(guān)設(shè)置。空氣及炸藥網(wǎng)格可用TCE工具處理（TCE使用方法見我的技術(shù)鄰免費課程<Dyna求解的工程爆破模擬教程>）。
Part1預(yù)緊力的施加-預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件建立：
第一步，新建MAIN.k、ALE.K、BlastPoint.k、Boundary.k、EntitySet.k、Mode.k（搭建的模型文件導(dǎo)出Mode.k中）。復(fù)制材料卡片（提前寫好，或聯(lián)系博主索要）及計算控制卡片（聯(lián)系博主索要）到計算文件夾中，形成文件內(nèi)容如圖2。文件解析見前貼<Ls-Dyna對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗爆模擬>。
第二步，將MAIN.k文件導(dǎo)入HyperMesh中（模型搭建如若不會，可以向博主索要學習資料），操作步驟見圖3。
第三步，為模型分配材料及屬性。
本例中構(gòu)件模型及單元屬性按表1采用，混凝土單元材料模型添加材料侵蝕關(guān)鍵字*MAT_ADD_EROSION，材料與屬性需要依照圖4操作圖示，依次完成賦值。
第四步，生成預(yù)應(yīng)力鋼筋截面上幾何點，操作步驟見圖5。
展開 計算結(jié)果：
計算文件請?zhí)砑觪群（cae技術(shù)聊）：551922835獲取
鋼筋混凝土網(wǎng)格處理見博主課程：基于HyperMesh工具的鋼筋混凝土網(wǎng)格處理方法
從網(wǎng)傳視頻看，該房間中鋼筋混凝土的承重墻大面積被砸掉，只剩下鋼筋，房間中還留有鉤機、推土機等大型設(shè)備。據(jù)小區(qū)業(yè)主表示，當晚這棟共31層高的大樓，就開裂到了15層，第二天下午裂到21層，導(dǎo)致樓房無法正常使用。
涉事樓層裝修時砸掉的墻體
眾所周知，建筑物的承重墻等結(jié)構(gòu)不能擅自改動，否則會產(chǎn)生嚴重的安全問題。2020年，福建泉州造成29人死亡、50人受傷的重大塌樓事故，就是因為違規(guī)野蠻裝修所造成的。作為一名結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師，為了闡述鋼筋混凝土承重墻拆除后，對整體結(jié)構(gòu)的受力機理的影響。
筆者擬用SAP2000軟件對該行為進行仿真模擬分析
。希望能引發(fā)大家的共鳴，如有不當，歡迎專家學者批評，共同進步。
一、仿真分析概述
對于倒塌仿真分析，工況步驟為：
初始重力工況→抗倒塌工況（需要采用非線性直接積分法！）
對于模型分析需要滿足以下的關(guān)鍵點：
?建立考慮材料非線性的構(gòu)件-變形骨架關(guān)系；
?計入P-Δ效應(yīng)的影響；
?采用剩余結(jié)構(gòu)的阻尼（如Rayleigh阻尼）；
?時程分析時步長不宜大于0.005s。
且在實際工程應(yīng)用分析時，需要三維計算模型全面考慮。由于本文僅對該現(xiàn)象進行拋磚引玉的剖析，僅建立2D平面框剪模型進行分析，如下圖所示。
二、仿真機理
?整體拆除機理
對該行為的仿真通常采用構(gòu)件拆除法，和抗倒塌分析的步驟一致，將拆除失效的構(gòu)件，通過等效為該失效構(gòu)件所產(chǎn)生的力（M、V、N），并根據(jù)拆除方式，令失效構(gòu)件所產(chǎn)生的力變?yōu)?，如下圖所示。
?梁柱構(gòu)件機理
由于該分析涉及構(gòu)件彈塑性狀態(tài)的分析，需要對梁柱和墻體做彈塑性定義。
展開 通常鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析單元分為兩個層次：桿系單元和實體單元。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。單元類型的選取應(yīng)兼顧計算規(guī)模、材料模型的精度等多方面的因素。對于全結(jié)構(gòu)規(guī)模較大，可將結(jié)構(gòu)離散成桿系單元進行分析。對于復(fù)雜區(qū)域（梁柱節(jié)點）或重要的構(gòu)件等可將桿系結(jié)構(gòu)體系計算的力和位移施加到實體單元模型上，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體單元模型，力求最大程度的真實模擬實際結(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：
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長材料，通常可忽略其橫向抗剪強度。這樣，可以將鋼筋作為線形單元處理（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，不會有相對滑移，則可視為剛性聯(lián)結(jié)，可以不考慮聯(lián)結(jié)單元問題。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)，而開裂必然導(dǎo)致鋼筋和混凝土變形不協(xié)調(diào)，也就是說必然存在粘結(jié)失效和滑移的產(chǎn)生，因此這種模型被廣泛的應(yīng)用。單元剛度矩陣的推導(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)鋼筋以一個確定的角度分布在整個單元中，并假設(shè)混凝土與鋼筋之間存在著良好的粘結(jié)，認為兩者之間無滑移。又分為分層組合方式和帶鋼筋膜的方式等。
展開 不共節(jié)點分離式模型</p><p>不共節(jié)點分離式模型的優(yōu)點是鋼筋和混凝土分別劃分網(wǎng)格，相同位置處節(jié)點并不相同，網(wǎng)格可以重疊，模型建立更方便，通過相關(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（簡稱CLIS）、*CONSTRAINED_BEAM_IN_SOLID（簡稱CBIS）、*DEFINE_BEAM_SOLID_COUPLING（簡稱DBSC）關(guān)鍵字實現(xiàn)。這幾種關(guān)鍵字均將鋼筋約束耦合在混凝土中來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.
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鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)模擬的最新內(nèi)容
磨料與水均使用sph建模，磨料隨機分布在水中，占比30%，混凝土與鋼筋混合建模，可以輸出滾刀、巖石、鋼筋溫度，滾刀三向力等，該算例計算時間為30分鐘
經(jīng)建模驗證過的，考慮混凝土應(yīng)變率效應(yīng)的混凝土本構(gòu) 想要交流可以?v：wangh2444
在ABAQUS中構(gòu)建含水泥砂漿基體與大量隨機分布孔隙的三維泡沫混凝土幾何模型，對深入探究其微觀結(jié)構(gòu)與宏觀力學性能的關(guān)聯(lián)具有重要理論價值。通過孔隙尺寸、形態(tài)及空間分布特征的研究，有效模擬泡沫混凝土在載荷下的強度衰減規(guī)律與破壞演化機制，克服傳統(tǒng)均質(zhì)模型預(yù)測的局限性。
泡沫混凝土細觀模型通過CAD隨機球體插件專業(yè)版V1.3建模生成，泡沫混凝土試件設(shè)置為邊長為
<figure style="text-align: center;"><figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202601/attachment/6591659150824865b9cbc53943e93220.png" style="display: inline-block
ABAQUS中的殼單元大家通常用于模擬鋼板等鋼結(jié)構(gòu)，對于混凝土板殼，新手可能對內(nèi)部的配筋方式，以及前后處理方法可能存在各種問題。實際上，ABAQUS提供了鋼筋混凝土板配筋的接口，這種“寫入式”而不進行直接建模的方法通常比較冷門且后處理相對不主流。今天喵星人就通過一個教程教你學會鋼筋混凝土殼單元的前處理與后處理。
0.前提
使用板殼單元的有限元模擬必須有兩個前提：
1、板殼力學及殼單元通常應(yīng)用于一個方向尺寸遠小于另外兩個方向
利用關(guān)鍵詞*Concrete failure來實現(xiàn)，UHPC混凝土單元失效刪除的仿真模擬
目前只能通過動態(tài)顯式求解來定義關(guān)鍵詞
*Concrete failure，type=strain（或displacement）
拉伸開裂應(yīng)變（或位移），壓縮非彈性應(yīng)變，拉伸損傷值，壓縮損傷值
把上面兩行編輯好的關(guān)鍵詞，放到CDP本構(gòu)模型后面，如果在GUI界面定義編輯關(guān)鍵詞后，一定要去再次檢查定義的位置
ABAQUS二維混凝土細觀靜力學單軸壓縮損傷破壞模擬
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混凝土構(gòu)件的性能檢測是結(jié)構(gòu)可靠性評估以及拆除再利用評估的核心環(huán)節(jié)。簡要分享我的一些理解與歸納。對這些方法的選取主要遵循：方法須有明確規(guī)范出處，便于工程中推廣落地；同時關(guān)注方法的可操作性與行業(yè)認可度，避免“紙上談兵”。
一、先明確混凝土的定義
我們所說的“普通混凝土”，其實是《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程
1、 引言
本教學聚焦于土木工程中鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能領(lǐng)域，通過 Abaqus 有限元分析軟件開展光圓鋼筋混凝土拉拔過程仿真建模實踐教學。課程以典型拉拔工況為對象，系統(tǒng)講解從幾何建模、材料定義、網(wǎng)格劃分到載荷施加及結(jié)果分析的全流程操作。
2、 幾何模型與材料參數(shù)
（1） 模型構(gòu)建：
本教學中涉及的部件模型均通過 abaqsu軟件自帶的制圖功能繪制。鑒于課程核心聚焦于方法講解，因此不再展開闡述部件建模的具體操作環(huán)節(jié)
彈丸侵徹鋼筋混凝土。
參數(shù)化建模，可以調(diào)節(jié)配筋率。
