混凝土柱的案例
火作用下鋼管約束鋼筋混凝土柱溫度場分析
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 基于ABAQUS的CFRP加固鋼筋混凝土柱承載能力分析
(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 約束鋼骨混凝土短柱軸壓模擬
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。
展開 北鯤教程｜基于ABAQUS的CFRP加固鋼筋混凝土柱承載能力分析
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 
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 ABAQUS—RCS節點（混凝土柱-鋼梁）滯回分析
</p><p><strong>網格：</strong>鋼筋50mm，混凝土柱40mm，鋼梁30mm。</p><p><br></p><p><strong>模擬結果</strong></p><p><strong>（1）滯回曲線對比</strong></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202111/imgs/b7493bd21d7e4654b46b26085e10e784"></p><p><br></p><p><strong>（2）應力結果圖</strong></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202111/imgs/9ed2e0cbe65040f9ac72a3efd7a11e31"></p><p><br></p><p><strong style="color: red;">要點分析：</strong></p><p>1、此種節點可以有2種建模方法，第一，鋼梁嵌入混凝土柱里，第二，混凝土柱與鋼梁定義接觸。</p><p>2、快速建立Part，可采用CAD。</p><p>3、網格劃分要規則，不易過大。</p><p>4、鋼梁也可采用殼單元建模分析。</p><p>5、此類節點（鋼混組合節點、螺栓節點、裝配式節點），建模難點在于本構選取、Part組裝、相互作用定義及網格劃分，易造成模型不收斂。</p><p> </p><p><strong>如需此類節點（預應力、裝配式節點、灌漿套筒節點、螺栓連接節點、鋼混組合節點）的詳細建模及后處理視頻教程，可加我微信 YClarie</strong></p><p><br></p><p><strong>公眾號：結構工程師</strong></p>
展開 北鯤教程｜基于ABAQUS的CFRP加固鋼筋混凝土柱承載能力分析
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 Abaqus仿真鋼管混凝土柱-鋼梁外環板螺栓連接節點性能
Abaqus仿真鋼管混凝土柱-鋼梁外環板螺栓連接節點性能
（1）
前言
通過有限元分析軟件ABAQUS建立圓鋼管混凝土柱-鋼梁外環板式螺栓連接節點模型。詳細闡述模型的材料屬性、部件尺寸、單元類型、加載方式等。模型將考慮材料非線性、幾何非線性、接觸非線性等因素的影響。
實物圖
幾何模型
（2）
Step By Step 建模操作圖文演示
1.
創建幾何模型
2.
創建材料屬性、截面屬性并賦予給各個part
3.
裝配
4.
創建分析步
5.
切換到load模塊
施加螺旋預緊力和軸向壓力
施加位移
6.
劃分網格
7.
創建job提交計算查看結果
預制混凝土門框柱：創新工藝，提質增效！
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#學長施工日志#
源自丨南通二建集團
傳統工藝下，混凝土小型空心砌塊、蒸壓加氣混凝土砌塊等輕質墻體門窗洞口，特別是100mm墻體的門洞口鋼筋混凝土加強框施工繁瑣、費工費時，澆筑完成后質量通病多，蜂窩、麻面及漏振孔洞現象比較普遍。為此，南通二建集團項目部創新工藝，采用預制混凝土門框柱，不僅減少了現場二次結構支模量，施工便捷，而且克服了柱體成型質量較差的通病，值得參考學習。
預制混凝土門框柱
構造圖解
預制混凝土門框柱預留馬牙槎、拉墻筋及腰梁鋼筋，根部預留鋼筋分別與地面鋼筋焊接及混凝土導墻連接，頂部預留鋼筋與門過梁連接。
預制混凝土門框柱及過梁整體構造圖解
預制鋼筋混凝土門框柱根據砌體規格及砌筑灰縫計算馬牙槎高度，最下皮馬牙槎高度為混凝土導墻高度，根據門洞高度及馬牙槎尺寸，制作模具。將門框柱鋼筋安裝入模具內，澆筑混凝土時預留腰梁鋼筋及砌體拉墻筋，在門框柱根部預留兩根“L”型鋼筋與導墻連接澆筑，門框邊根部預留兩根鋼筋，與地面插筋焊接固定；門框柱頂部預留兩根鋼筋，與門過梁連接。
展開 opensees模擬鋼筋混凝土柱 ￥70
清華大學完成了兩根鋼筋混凝土框架柱的擬靜力試驗，并公布了相應試驗細節和數據。作者選用該試驗作為有限元模擬對象。鋼筋混凝土框架柱構件設計圖如圖1所示。
圖1 鋼筋混凝土框架柱構件設計圖
那么使用opensees怎么通過輸入命令流的方式進行建模呢？
其代碼及柱子試驗數據如下，大家可進行下載學習。
【iSolver案例分享60】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
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。通過此模型，可以在一成程度上評估iSolver在處理多材料、多零件復雜結構中的表現。
2模型設置
接下來，按順序逐步展示模型的具體設置。
Part：
加固板材料：
混凝土材料：
鋼材料：
分析步：
Tie約束：
載荷設置：
3結果對比
各種物理量結果云圖的特征大同小異，就不把所有的一一展示了。將UR、U、S作為典型進行列舉。
其余更多結果的詳細對比統計于下表。可以看出，在各種物理量的計算結果中，Abaqus和iSolver完全吻合，誤差0%！
4總結
在技術鄰網站上，大家分享了許多基于iSolver的單零件案例，顯示出其計算結果與商業有限元軟件高度吻合。在本文所介紹的案例中，iSolver在處理由多零件組成的復合混凝土梁的力學分析時，同樣展現了與商業有限元軟件的高度一致性。
這進一步證明了自主有限元軟件iSolver在復雜模型模擬中的專業性和可靠性。我強烈推薦大家嘗試和使用iSolver，相信它會成為您有限元分析工作的得力助手。
展開 
abaqus鋼筋混凝土偏心受壓柱
本文檔包括鋼筋混凝土偏心受壓構件cae文件以及操作手冊。
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。
柱內配置直徑為 25mm的縱筋，箍筋直徑為 6mm，混凝土強度等級為 C30。
注意：
感謝提供該文檔的SCUers！！！！
因為是課程作業，模型可能存在一定的缺陷，僅供參考！！！
abaqus網格對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，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，否則影響很很很很大，結果完全不對的那種，不知道對靜力分析有什么影響規律。
abques鋼管混凝土柱-型鋼梁節點，在梁端用位移加載，柱頂施加軸力，為什么軸力變大就不收斂呢？怎么解決？
abques鋼管混凝土柱-型鋼梁節點，在梁端用位移加載，柱頂施加軸力，為什么軸力變大就不收斂呢？怎么解決？
鋼筋混凝土柱滯回曲線下降段
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
