ansys裂縫寬度計算的案例
受彎構件裂縫寬度計算方法(Crack width of flexural members)
1 引言
鋼筋混凝土結構產生裂縫的主要原因: (1) 作用的效應(彎矩、剪力、扭矩及拉力等)引起的裂縫; (2) 由外加變形或約束變形引起的裂縫; (3)由使用環境條件作用引起的鋼筋銹蝕裂縫。鋼筋混凝土構件在荷載作用下產生的混凝土彎曲裂縫寬度(Crack Width)，主要通過設計上進行裂縫寬度驗算和構造措施上加以控制。由于影響裂縫寬度的因素非常多, 因此不同規范有著不同的混凝土裂縫寬度計算方法. 這個筆記follow著課程進度[4/19/2021至4/25/2021 Week 7], 簡要回顧了三種規范計算混凝土受彎構件裂縫寬度的方法.
2 公路橋規
《公路橋規》規定, 對于矩形、T形和工字形截面的鋼筋混凝土構件，最大裂縫寬度的計算方法如下圖所示. 這種計算方法的影響因素包括：鋼筋表面的粗糙度, 載荷作用的彎矩, 受彎構件的受力性質, 鋼筋的彈性模量, 混凝土保護層厚度, 縱向受拉鋼筋的直徑, 載荷作用下的應力以及配筋率.
3 混凝土結構設計規范
《混凝土結構設計規范》采用綜合理論計算最大裂縫寬度, 考慮了混凝土保護層厚度對裂縫寬度的影響, 同時也考慮了鋼筋和混凝土之間可能出現的滑移. 這種計算方法的影響因素包括: 構件所受的彎矩值, 受拉區縱向鋼筋的應力; 裂縫間縱向受拉鋼筋的應變不均勻性, 保護層厚度, 有效受拉混凝土面積, 鋼筋的配筋率, 鋼筋截面積等.
4 ACI 318規范
在1999年之前，《ACI 318規范》中的受彎裂縫控制要求是基于Gergely和Lutz提出的所謂z-factor方法。
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在ANSYS中計算裂縫應力強度因子的技巧
裂縫應力強度因子用ANSYS中怎么求呀。另外，建模時，裂紋應該怎么處理呀，難道只有畫出一條線嗎？
首先說一下裂紋怎么畫，其實裂紋很簡單啊。只要畫出裂紋的上下表面（線）就可以了，即使是兩個面（線）重合也一定要是兩個面（線）；如果考慮道對稱模型就更好辦了，裂紋尖點左面用一個面（線），右邊用另外一個面（線），加上對稱邊界約束。
再說一下裂尖點附近網格的劃分。ansys提供了一個kscon的命令，主要是使得crack
tip的第一層單元變成奇異單元，用來模擬斷裂奇異性(singularity)。當然這個步驟不是必須的，有的人說起用ansys算強度因子的時候就一定要用奇異單元，其實是誤區（原因下面解釋）
好了，回到強度因子的計算。其實只要學過一些斷裂力學都知道，K的求法很多。就拿Mode
I的KI來說吧，Ansys自己提供了一個辦法（displacement extrapolation）
，中文可能翻譯作“位移外推”法，其實就是根據解析解的位移公式來對計算數據進行fitting的。分3步走，如果你已經算完了：
第一步，先定義一個crack-tip的局部坐標系，這是ansys幫助文件中說的，其實如果你的裂紋尖端就是整體坐標原點的話，而且你的x-axis就順著裂紋，就沒有什么必要了。
第二步，定義一個始于crack-tip的path,什么什么？path怎么定義？？看看幫助吧，在索引里面查找fracture
mechanics，找到怎么計算斷裂強度因子。（my god,我這3步全是在copy幫助中的東東啊）。
第三步，Nodal
Calcs>Stress Int Factr ，別忘了，這是在后處理postproc中啊。
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