混凝土柱
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-06
混凝土柱的視頻教程
基于abaqus中的B31梁單元對矩形鋼管混凝土柱和鋼筋混凝土柱往復荷載作用下的滯回模擬
（1）第一章節課程是基于某論文文獻中的S100-1中的方鋼管混凝土柱試驗模型為基礎進行建模分析。本次建模鋼管混凝土柱使用B31梁單元來模擬，通過*rebar關鍵字將鋼纖維插入到梁的截面當中，通過增加截面積分點（插入的鋼纖維）來考慮鋼管對梁截面行為貢獻。同時使用子程序中的混凝土和鋼材材料模型來對梁單元賦予混凝土本構，對鋼纖維賦予鋼材本構。模擬發現，有限元計算和試驗滯回曲線吻合良好。
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精品課程A91-設置錨桿鋼底板鋼管混凝土柱滯回模擬+內環勁板鋼管加固鋼筋混凝土柱滯回模擬
本課程為精品課程A91-設置錨桿鋼底板鋼管混凝土柱滯回模擬+內環勁板鋼管加固鋼筋混凝土柱滯回模擬。 適用對象： 全國各高校結構工程方向的研究生，尤其是課題與鋼管加固鋼筋混凝土柱、錨桿連接柱滯回模擬有關的。 課程亮點：非以往視頻的簡單介紹，核心步驟實操講解，各個環節，詳細介紹。干貨中的干貨，精品中的精品。
￥598 1小時23分鐘 558播放
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高強鋼管混凝土柱軸壓力學性能分析
本課程適用于做鋼管混凝土柱結構的同學，特別是對鋼管與混凝土柱接觸屬性不知道該如何設置等。 課程包含： 1、本課程五小節，主要重現了廣州大學做的一個高強鋼管高強混凝土短柱軸壓承載能力試驗； 2、該視頻是由本人通過ABAQUS建模完成，視頻內容教學分為三部分，分別為鋼管柱軸壓、高強混凝土柱軸壓及鋼管-高強混凝土柱軸壓數值模擬。 模型簡單，但內容豐富，干貨滿滿。
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混凝土柱的實例教程
01
概述
近年來，鋼管約束鋼筋混凝土柱這種新型組合構件已在超高層建筑和大跨度體育場館中得到應用。與其他鋼結構及組合結構構件類似，鋼管約束鋼筋混凝土柱的抗火性能也是有待解決的關鍵問題之一。
目前國內外在鋼管約束鋼筋構件方面的相關研究很少。1997 年，Niwa Hironori 等進行了外包鋼板方形鋼筋混凝土柱耐火性能的試驗研究［1］，試驗結果表明試件耐火極限可達到3 h; 2014 年，劉發起對火作用下與火災后圓鋼管約束鋼筋混凝土柱力學性能進行了試驗研究［2］，試驗結果表明同等條件下，鋼管約束鋼筋混凝土柱的耐火極限遠高于鋼管混凝土柱，基于研究結果提出了鋼管約束鋼筋混凝土柱的耐火極限和承載力設計建議。目前，國內外對鋼管約束鋼筋混凝土柱抗火性能的研究中，均未涉及鋼管鋼材類型、混凝土強度和縱筋保護層厚度對溫度場的影響; 本文對以上問題進行研究，為火作用下圓鋼管約束鋼筋混凝土柱的耐火性能研究提供參考。
展開 (a) 銹蝕嚴重的鋼筋混凝土橋墩
(b) 潮汐變化的近海橋墩
圖2 鋼筋混凝土橋墩(源于網絡，侵刪)
碳纖維增強復合材料是以碳纖維或碳纖維織物為增強體，以樹脂、陶瓷、金屬、水泥、碳質或橡膠等為基體所形成的復合材料（圖3）。在眾多輕量化材料中具有較高的比強度、比剛性，輕量化效果十分明顯，在航空航天、軍工產品中得到廣泛應用。--引自百度百科
圖3 CFRP圖(源于網絡，侵刪)
基于上述背景，本次主要采用ABAQUS軟件對混凝土柱進行數值模擬，并通過外側包裹CFRP來對原有混凝土柱進行增強加固處理，對比有無CFRP包裹對鋼筋混凝土柱承載力的影響。
2.
展開 方鋼管混凝土短柱軸壓性能模擬 ￥9.99
1、 引言
方鋼管混凝土結構憑借鋼管對混凝土的約束作用，使構件的承載力與延性得到顯著提升，在高層建筑與橋梁工程中應用廣泛。該結構在軸壓荷載下，鋼管與混凝土協同工作，其受力機理與傳統鋼筋混凝土柱存在明顯差異。本案例圍繞方鋼管混凝土短柱的軸壓性能展開建模復現，借助 ABAQUS 有限元分析軟件對其軸壓受力性能進行數值模擬。本次復現主要聚焦于建模過程教學，不涉及參數優化內容。
2、 幾何模型與材料參數
（1） 模型構建：
本案例采用減縮積分三維實體單元 C3D8R 模擬方鋼管混凝土短柱的混凝土和鋼管部分。混凝土六面體網格邊長為 20mm，鋼管網格邊長為 20mm。這樣的網格尺寸能夠在保證計算精度的同時，避免因網格尺寸過大導致模型不收斂，或尺寸過小使計算速度明顯減慢的問題，可較好地模擬實際試件的受力性能。方鋼管混凝土短柱數值模擬幾何模型如下所示：
圖1混凝土模型
圖2鋼管模型
圖3壓板模型
圖4方鋼管混凝土短柱裝配模型
（2） 材料屬性：
混凝土材料采用 ABAQUS 中的塑性損傷模型，鋼管采用隨動強化彈塑性模型。普通混凝土單軸應力 - 應變關系遵循《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010），方鋼管采用屈服強度560MPa級熱軋重型H型鋼，其應力 - 應變關系依據《鋼結構設計標準》（GB50017-2017）確定。
3、 分析步設置
分析類型設定為靜力 - 通用分析步，設定分析時間長度為 ，同時啟用幾何非線性以考慮結構的大變形效應。
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 型鋼混凝土組合結構構件由混凝土、型鋼、縱向鋼筋和箍筋組成。簡單點說就是在原有的鋼筋混凝土梁、柱等構件里添加型鋼，加入型鋼后可以有效提高構件承載能力，減小構件軸壓比。通常高層結構較多采用。
混凝土多向受壓時，通過施加側向壓力的約束，限制內部微裂縫的發展，能極大地提高混凝土的抗壓強度。在混凝土構件受到軸心壓力過程中，混凝土發生與軸壓力相互垂直的橫向變形，內部產生裂縫，此時外圍的鋼管或者高強約束材料就發生作用，向混凝土提供徑向反作用力，緊緊地約束了混凝土的橫向變形，從而限制內部微裂縫的發展，以達到提高混凝土的抗壓強度和延性（發揮混凝土的塑性性能，得到良好的變形效果）。此類利用外部約束，改善自身原有受壓特性，以提高抗壓強度及延性的混凝土就稱為約束混凝土。
本案例進行了初始缺陷影響下約束鋼骨混凝土短柱軸壓模擬，希望為此類模擬提供參考思路。
設備基本情況：I5-7500 CPU
計算耗時：5min
一、約束鋼骨混凝土短柱模態分析
首先建立約束鋼骨混凝土短柱有限元計算模型。
約束鋼骨混凝土短柱截面半徑為100mm，內部鋼骨截面為H100×68×4.5×7.6，外層包裹5mm厚GFRP材料。約束混凝土材料強度為C70，內部鋼骨材料強度為Q355，GFRP峰值抗拉強度為300MPa。
采用線性攝動分析步下的屈曲分析模塊，選取Lanczos求解器，輸出約束鋼骨混凝土短柱前十階變形模態。
外部GFRP與約束混凝土之間采用法向硬接觸，切向摩擦系數為0.2的界面接觸關系。
采用耦合參考點加載方式為約束鋼骨混凝土短柱施加軸向荷載，底部采用固結約束，頂部施加軸向壓力。對有限元計算模型進行網格劃分，全局網格尺寸取為20mm。
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<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
侵權人李某未經授權，擅自盜錄并銷售平臺講師王道永先生的《ABAQUS鋼管混凝土柱-鋼梁節點抗震性能模擬》課程，同時擅自使用技術鄰平臺商標，嚴重侵犯了平臺及講師的著作權與商標權。
經平臺維權，侵權人李某已承擔相應法律責任，除進行必要經濟賠償外，更被要求在其閑魚賬號及技術鄰站內，以發布道歉聲明的形式進行公開致歉、消除影響。
方鋼管混凝土短柱軸壓性能模擬11個月前
該結構在軸壓荷載下，鋼管與混凝土協同工作，其受力機理與傳統鋼筋混凝土柱存在明顯差異。本案例圍繞方鋼管混凝土短柱的軸壓性能展開建模復現，借助 ABAQUS 有限元分析軟件對其軸壓受力性能進行數值模擬。本次復現主要聚焦于建模過程教學，不涉及參數優化內容。
2、 幾何模型與材料參數
（1） 模型構建：
本案例采用減縮積分三維實體單元 C3D8R 模擬方鋼管混凝土短柱的混凝土和鋼管部分。
偏心受壓梁Abaqus模型指南 無姓名.pdf
eccentric compression.cae
模型基本情況：
本模型進行鋼筋混凝土柱偏壓試驗。柱的設計使用年限為 50 年，環境類別為一類
其中 b=500mm，h=500mm，L=5000mm。
第二個案例是《薄壁板加固和內置工字鋼梁的復合混凝土柱軸向壓縮模擬》。這個案例旨在評估iSolver在處理包含多材料、多零件復雜結構中的力學計算表現。結果表明，在該案例中，iSolver在30個計算輸出上與Abaqus完全一致，顯示出其強大的計算能力。
對上述兩個案例感興趣的讀者可以在技術鄰網站上搜索標題以了解詳情。
算例</p><p>算例選擇一混凝土柱和混凝土墻的組合體，彈性模量33.5GPa，密度2500kg/m3，泊松比0.2，網格大小為1m。有限元模型如圖2所示。
1模型介紹
在這個案例中，我選擇模擬一個包含薄壁板加固和內置工字鋼梁的復合混凝土柱的軸向壓縮。混凝土柱和工字鋼梁被建模為實體單元，薄壁板則被建模為殼單元。通過對一個部件賦予不同的截面屬性，實現一個Part中包含混凝土和鋼兩種材料。使用tie功能將殼單元與實體單元耦合在一起，以確保加固效果和力學性能的真實模擬。
基于matlab的的鋼筋混凝土柱截面配筋及繪圖程序，GUI程序。箍筋和縱筋有多種選擇，混凝土強度等級有多種。根據需要輸入混凝土參數，輸出配筋圖。程序已調通，可直接運行。
鋼筋混凝土柱滯回曲線承載力下降不到極限承載力的85%以下，求解決方法
隔震設計
選用GZY1100-220型隔震支座，布置在混凝土柱的底部中心位置。
圖 5 三維隔震結構有限元模型
對三維隔震結構進行模態分析，得到前三階頻率如圖6所示。可以看出，三維隔震結構延長了結構的周期，降低了結構自振頻率，符合隔震的基本原理。
圖 6 三維隔震結構前三階頻率
前三階振型如圖7所示。
