鋼筋銹蝕開裂
關注創建者：淵魚 創建時間：2021-03-13
鋼筋銹蝕開裂的視頻教程
abaqus腳本插件086-python查找銹蝕鋼筋橫截面面積（2024-10-08）
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【01】基于ANSYS的鋼筋混凝土梁開裂過程模擬(分離式建模)教程
? ? ? ?錄制這個課程是看到好多的人咨詢混凝土分離式建模的問題，特別是如何去方便的建立鋼筋模型。這里我采用了先建立鋼筋然后建立混凝土模型，建立保護層等一些，更加的符合實際的情況。我在建模過程中的重難點做了講解，以及后處理，結果的分析，理論解的計算等等。 ? ? ? 這個課程分三小節，第一節主要講基本的知識，第二節主要講建模的知識，第三節主要講后處理以及結果的比較。 ? ? ?
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鋼筋銹蝕開裂的實例教程
abaqus鋼筋銹蝕導致混凝土開裂
abaqus鋼筋銹蝕導致混凝土保護層脫落細觀模型
鋼筋銹蝕影響：
細觀模型：
混凝土損傷：
保護層脫落：
混凝土不抗拉，受壓區混凝土最大壓應力為-0.74MPa，受壓鋼筋應力為-3.60MPa，受拉鋼筋應力為15.27MPa， 拉裂區應力全部由鋼筋承擔。
圖7為載荷達到-1500N時固端截面混凝土部分的正應力，圖8為相應的鋼筋正應力。受壓區混凝土最大壓應力為-0.81MPa，受壓鋼筋應力為-3.41MPa，受拉鋼筋應力為22.40MPa， 拉裂區應力全部由鋼筋承擔。
從計算結果來看，載荷為1500N時，梁下部拉裂，載荷為-1500N時，梁上部拉裂，由于上部配筋數少于下部，所以上部拉裂時的下部混凝土壓力要大于下部拉裂時上部混凝土壓力。且開裂后混凝土仍然具有抗壓能力。這說明CivilFEM開裂計算可以考慮交變載荷作用。
圖9為載荷1500N 時開裂計算得到的Y向位移圖，梁端最大為0.0063m，圖10為不考慮開裂的Y向位移圖，梁端為0.0017m，可以看到開裂使得位移增加了很多。
2.2．CivilFEM開裂動力分析
懸臂梁載荷為圖11所示的地基加速度歷程，計算時間為1秒。
圖12 為在這個動力載荷作用下梁端點的Y向位移歷程，圖13為同一模型不考慮開裂情況下梁端點的Y向位移歷程。
計算結果非常合理，開裂后不僅位移大幅增加，而且由于剛度變小，導致結構的振動周期延長
3．實體單元SOLID65開裂計算
對于不適于用梁單元模擬的實體或其它鋼筋混凝土結構，需要采用ANSYS的鋼筋混凝土單元SOLID65來模擬，SOLID65單元可以定義開裂、壓碎強度，也可以定義分布鋼筋，但分布鋼筋由于將鋼筋均質化于單元內，不足以反映實際情況，可以用梁單元或桿單元來模擬離散鋼筋，用約束方程（CEINTF）來建立鋼筋節點與混凝土單元的位移協調關系。本例采用BEAM188來模擬鋼筋。
展開 3.1．SOLID65開裂靜力分析
圖14為計算模型，鋼筋節點與混凝土節點之間建立位移約束方程，梁端部建立剛性區來施加載荷。圖15為鋼筋分布圖，混凝土采用透明來直觀顯示結構。
圖16為載荷達到1500N時混凝土梁軸向正應力，固端紅色區域中除了小部分為小于抗拉強度的受拉區外，大部分為開裂區。圖17為相應的鋼筋正應力。受壓區混凝土最大壓應力為-0.78MPa，受壓鋼筋應力為-3.60MPa，受拉鋼筋應力為15.7MPa， 拉裂區應力全部由鋼筋承擔。與前面CivilFEM的計算結果比較可以看出，二者是非常接近的，雖然本例中混凝土指定了0.1MPa的抗拉強度，但由于抗拉強度很小，所以計算結果變化不大，但抗拉強度的存在卻可以大大提高SOLID65的收斂性而且更接近實際。
圖18為載荷達到-1500N時混凝土梁軸向正應力，圖19為相應的鋼筋正應力。受壓區混凝土最大壓應力為-0.89MPa，受壓鋼筋應力為-3.62MPa，受拉鋼筋應力為23.4MPa， 拉裂區應力由鋼筋承擔。計算結果同樣與CivilFEM非常接近。
圖20為載荷1500N 時開裂計算得到的Y向位移圖，梁端最大為0.0062m，圖21為不考慮開裂的Y向位移圖，梁端為0.0017m（將抗拉強度設置為無窮大即可不考慮開裂），結果與CivilFEM相同，開裂使得位移增加了很多。
SOLID65單元可以繪圖表示開裂區，圖22、23為載荷1500N和-1500N 時開裂區分布。
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1．概述
開裂計算是工程中比較關心的問題，但一直是有限元分析的一個難點，涉及到材料本構、計算收斂性等諸多問題。ANSYS＋CivilFEM提供了鋼筋混凝土結構開裂計算功能，其中土木專用模塊CivilFEM提供的非線性混凝土計算適用于混凝土梁結構的非線性計算（包括開裂），可以直接通過截面定義鋼筋，從而模擬鋼筋混凝土梁。
但對于更一般的結構，用梁單元來模擬不一定合適
