ansys混凝土應(yīng)力的案例
混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線繪圖軟件 混凝土本構(gòu)關(guān)系 ￥196
軟件介紹
混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線繪圖軟件基于GB/T 50010-2010 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（2024修訂版）第C.2 混凝土本構(gòu)關(guān)系章節(jié)設(shè)計，軟件具備繪制不同強(qiáng)度等級的混凝土軸心強(qiáng)度設(shè)計值、標(biāo)準(zhǔn)值、平均值應(yīng)力應(yīng)變曲線功能，并可將應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)導(dǎo)出為文件。
設(shè)計依據(jù)
軟件依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》附錄C.2 混凝土本構(gòu)關(guān)系章節(jié)設(shè)計，混凝土的單軸應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖C.2.3所示。
混凝土單軸受拉應(yīng)力應(yīng)變曲線依據(jù)附錄C中的C.2.3節(jié)確定，計算公式為：
混凝土單軸受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線依據(jù)附錄C中的C.2.4節(jié)確定，計算公式為：
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，混凝土本構(gòu)關(guān)系中的單軸抗壓/抗拉強(qiáng)度代表值可根據(jù)實際結(jié)構(gòu)分析需要分別選取軸心抗壓/抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、強(qiáng)度設(shè)計值、強(qiáng)度平均值。
根據(jù)4.1.3節(jié)，軸心抗壓強(qiáng)度及軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下式計算：
其中，棱柱強(qiáng)度與立方強(qiáng)度之比值αc1：對C50及以下普通混凝土取0. 76；對高強(qiáng)混凝土C80取0. 82，中間按線性插值；C40以上的混凝土考慮脆性折減系數(shù)αc2：對C40 取1.00，對高強(qiáng)混凝土C80 取0.87，中間按線性插值。
根據(jù)4.1.4節(jié)，混凝土的強(qiáng)度設(shè)計值由強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以混凝土材料分項系數(shù)1.40確定。
展開 大體積混凝土的溫度控制 附大體積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制下載
大體積混凝土溫度控制的關(guān)鍵在于降低混凝土水化熱以及減少混凝土內(nèi)、外溫差，避免產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力，使得混凝土在前期強(qiáng)度較低的情況下不至于受到過大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。控制混凝土內(nèi)、外溫差的主要措施有：降低混凝土入倉溫度、降低混凝土水化熱、混凝土外部保溫以及混凝土內(nèi)部降溫。
（圖為三峽大壩）
現(xiàn)代建筑中時常涉及到大體積混凝土施工，如高層樓房基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、水利大壩、水庫、船閘、路橋隧道等。它的主要特點就是體積大，一般實體最小尺寸大于或等于1m它的表面系數(shù)比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快。混凝土內(nèi)外溫差比較大時，會使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。必須從根本上分析它，來保證施工的質(zhì)量。
1、什么是大體積混凝土
所謂大體積混凝土，一般是指實體截面最小尺寸大于或等于1m的混凝土。這種混凝土結(jié)構(gòu)表面系數(shù)比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差比較大時，混凝土容易產(chǎn)生溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。日本建筑協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)（JASS5）規(guī)定：“結(jié)構(gòu)斷面厚度在80cm以上，同時水化熱引起混凝土內(nèi)部的最高溫度與外界氣溫之差超過25攝氏度的混凝土，稱為大體積混凝土。”美國混凝土協(xié)會（ACI）規(guī)定：“任意體量的混凝土，其尺寸大到足以必須采取措施減小由體積變形引起的裂縫時即可稱作大體積混凝土。”業(yè)界一般認(rèn)為，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差預(yù)計將超過25攝氏度時，必須采取一定的措施來防止溫度裂縫的產(chǎn)生。這就是大體積混凝土溫度控制的意義所在。
眾所周知，混凝土雖然具有較強(qiáng)的抗壓性能但其抗拉性能非常差，必須要配置鋼筋才能具有較強(qiáng)的抗拉、抗折、抗剪性能。混凝土裂縫作為一種施工質(zhì)量通病嚴(yán)重的影響著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的壽命，因為鋼筋只有完全埋藏在混凝土保護(hù)層中才能避免被水和氧氣等其他化學(xué)介質(zhì)侵蝕。
展開 ANSYS預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土耦合造成應(yīng)力集中的一種解決方法
最近看文獻(xiàn)，偶然看到了長沙大學(xué)黃文雄的一篇文章《混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析中預(yù)應(yīng)力筋模擬的新思考》，挺有意思，在此拆解分享，點擊上面的文章標(biāo)題可以去CNKI下載(沒有數(shù)據(jù)庫支持的朋友可以給我發(fā)郵件)。
問題描述
用ANSYS計算預(yù)應(yīng)力混凝土非線性有限元問題時，混凝土采用三維Solid單元，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用線性的Link單元。常規(guī)做法是分別建模，用耦合的方法使鋼筋和混凝土單元協(xié)調(diào)工作。
于是，問題出現(xiàn)了，當(dāng)二維單元和三維單元進(jìn)行耦合的時候，在耦合點處“天然出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象”，而且應(yīng)力集中對整體有限元計算精度的影響隨著單元尺度劃分的不同而不同。
作者還提供的對比計算結(jié)果如下：
原因分析
1.沿梁縱向，恰好也是鋼筋線性單元的布置方向，所以此方向上的應(yīng)力和跨中撓度受單元劃分尺度影響很小；
2.沿梁豎向，曲線預(yù)應(yīng)力有豎彎構(gòu)造時，單元劃分尺度對豎向應(yīng)力影響較大；
3.沿梁橫向，曲線預(yù)應(yīng)力有橫彎構(gòu)造時，單元劃分尺度對豎向應(yīng)力影響較大；
4.當(dāng)曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋的彎折半徑較小時，彎折區(qū)域應(yīng)力集中可能會對計算結(jié)果有較大影響。
解決方案
作者提出了一個解決方案：用三維Solid單元代替二維單元模擬預(yù)應(yīng)力鋼筋。并且通過對比計算得出以下結(jié)論：
1.沿跨度縱向方向”當(dāng)單元劃分尺度適宜時”單元劃分尺度變化對于特征應(yīng)力影響微乎其微；
2.沿截面豎向方向”單元劃分尺度變化時”其應(yīng)力相對變化率約在5%以內(nèi)；
3.沿截面橫向方向”單元劃分尺度變化時”其應(yīng)力相對變化率約在10%以內(nèi)，當(dāng)單元劃分尺度選取適宜時”其應(yīng)力相對變化率可控制在
5%左右。
至此，耦合產(chǎn)生的應(yīng)力集中問題基本解決。
展開 ABAQUS中定義混凝土的塑性損傷本構(gòu)、鋼筋和混凝土之間的粘接滑移，模擬拉拔鋼筋時受拉短柱的應(yīng)力分布 ￥50
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ANSYS混凝土三維隨機(jī)骨料 混凝土細(xì)觀 隨機(jī)球體 顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料建模
研究進(jìn)展
通過ANSYS進(jìn)行混凝土細(xì)觀模型的構(gòu)建是進(jìn)行混凝土性能分析的有效方法，在ANSYS內(nèi)構(gòu)建混凝土細(xì)觀模型是分析的前提。現(xiàn)階段在ANSYS內(nèi)進(jìn)行隨機(jī)混凝土模型構(gòu)建的主流方法是通過APDL命令流等形式，這要求研究者應(yīng)具有一定的程序設(shè)計能力。
為了方便快捷的構(gòu)建出混凝土細(xì)觀幾何模型，這里提出另一種建模方案，通過AutoCAD模型導(dǎo)入的方式，實現(xiàn)無編程構(gòu)建混凝土隨機(jī)骨料。
模型構(gòu)建
1、CAD模型生成
首先采用CAD隨機(jī)球體顆粒插件在AutoCAD內(nèi)構(gòu)建三維球體幾何模型：
插件可指定生成隨機(jī)分布的不相交的球體顆粒，同時生成與球體顆粒裝配的帶有孔洞的長方體基體。同時對顆粒的粒徑大小、比例等都能進(jìn)行控制。
將生成的三維球體幾何模型導(dǎo)出為.sat格式文件備用。
2、ANSYS Workbench 導(dǎo)入
打開ANSYS Workbench，在幾何內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)入預(yù)先保存的.sat文件：
后續(xù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分等操作，在ANSYS Workbench內(nèi)進(jìn)行即可：
插件下載
建模用到的CAD插件下載：
CAD隨機(jī)球體顆粒插件
展開 混凝土箱梁溫梯曲線的Abaqus實現(xiàn)以及熱耦合應(yīng)力
關(guān)鍵詞： Abaqus；混凝土箱梁；溫度梯度曲線；熱力耦合
橋梁結(jié)構(gòu)長期暴露在自然環(huán)境中，在我國幅員遼闊、復(fù)雜多變的地形及氣候環(huán)境下容易產(chǎn)生各種不利于結(jié)構(gòu)安全性及耐久性的問題。箱梁之于其他常見橋梁截面，具有更加復(fù)雜的溫度變化模式。相較于全部暴露在大氣環(huán)境中的I型和T型梁，箱梁的內(nèi)外表面具有明顯不同的日照溫度場，兩者相互耦合，共同作用；相較于Π型梁，日照作用下箱梁內(nèi)部空腔的初始溫度場以及底板的約束條件會影響兩側(cè)腹板的溫度應(yīng)力分布；相較于矩形梁，箱梁的長翼緣在日照下會對腹板產(chǎn)生遮蔽效應(yīng)，導(dǎo)致腹板溫度分布出現(xiàn)不同變化。
由于溫度場的地域差異以及氣候環(huán)境的差別，各國制定的溫度梯度曲線很難形成統(tǒng)一，本節(jié)即針對國內(nèi)和國外不同的溫度梯度曲線進(jìn)行Abaqus的有限元實現(xiàn)和熱耦合應(yīng)力分析。
【模型信息】箱梁截面尺寸信息如下圖所示，混凝土節(jié)段取1m，混凝土強(qiáng)度等級為C60。熱膨脹系數(shù)取1×"1" "0" ^"-5" ℃^"-1"，比熱容取"960" J/(kg?℃)，導(dǎo)熱系數(shù)取2.2" W/(m?℃)。后輸入不同分段的溫梯表達(dá)式，以美國和中國公路橋規(guī)、英國BS5400規(guī)范、中國鐵路橋規(guī)和新西蘭橋歸為例。具體溫度表達(dá)式可自行查閱相關(guān)規(guī)范，此處不再贅述。
展開 超長混凝土結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力仿真分析
四、計算條件
在結(jié)構(gòu)組合應(yīng)力分析中，混凝土終極收縮變形近似取0.00035，混凝土線膨脹系數(shù)為1.0×10-5/℃，混凝土彈性模量 取GB 50010-2010規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)值。混凝土成型收縮變形規(guī)律按GB 50010-2010規(guī)范附錄K的條文說明確定，施工階段取表4，正常使用階段取表5，其中年平均相對濕度40％≤RH＜70％、理論厚度2A/u統(tǒng)一近似取300mm。
混凝土成型收縮與齡期關(guān)系的規(guī)范擬合曲線
混凝土的彈性模量與齡期的關(guān)系曲線
五、分析模型及過程
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010中第8.1.1條給出鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距表格，長度超過表中規(guī)定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距限值的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（或者結(jié)構(gòu)單元）為超長混凝土結(jié)構(gòu)。故地下3層為明顯超長的混凝土結(jié)構(gòu)（579.45m×107.50m）。樓板、混凝土墻體采用殼單元，梁柱結(jié)構(gòu)采用梁單元。殼單元采用最大單元尺寸為1.5m網(wǎng)格的有限元模型。
后澆帶鋼筋采用連接單元模擬
地下超長混凝土結(jié)構(gòu)組合應(yīng)力彈塑性時程分析時選用地下3層整體模型，該模型從下至上由7個澆筑段組成，模擬以下分段澆筑成型順序：1、梁筏基礎(chǔ)→2、地下三層墻柱板→3、地下二層墻柱板→4、地下一層墻柱板→5、所有后澆帶（基礎(chǔ)膨脹帶加強(qiáng)帶按照溫度后澆帶考慮）。計算分析時由下至上依次激活各澆注段結(jié)構(gòu)單元，以考慮先后澆注混凝土收縮變形差的相互影響，也即先成型混凝土對相連后澆注混凝土收縮變形的相對約束。設(shè)1-3段澆筑成型用時分別為15d，4段澆筑成型幾等待封堵后澆帶用時共60d，然后統(tǒng)一封堵各層后澆帶，總成型時間控制在500d。故按20天分段澆注混凝土兩個不同的施工時間順序的總成型時間分別為為3×20+60+380＝500天。
展開 LS-DYNA | 混凝土霍普金森桿應(yīng)力應(yīng)變的模擬
有需求聯(lián)系qq：1772619227
-超長混凝土結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力仿真分析案例模型- ￥299
超長混凝土結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力仿真分析模型案例
一、工程概況
分析模型為一大型綜合體（579.45m×107.50m），地下三層，地上二十二層，結(jié)構(gòu)形式為框架—剪力墻結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)。地下室平面長約580m，寬約108m。地上裙房長約530m，寬約80m，上部分布有6座塔樓。地下結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級：基礎(chǔ)、梁板以及地下室外墻為C35，柱為C50。整體基礎(chǔ)沿平面兩個主軸方向設(shè)13條溫度后澆帶（圖1中的陰影條帶），寬度統(tǒng)一1000mm，見下圖。
地下3層為明顯超長的混凝土結(jié)構(gòu)，為確保地下結(jié)構(gòu)抗裂性能，有必要模擬成型收縮過程對其組合應(yīng)力進(jìn)行計算分析，即選定工況建立結(jié)構(gòu)模型，按通常施工順序與分段用時，考慮混凝土成型收縮與彈性模量增長變化規(guī)律，對混凝土成型收縮過程進(jìn)行時程分析。
五、仿真計算結(jié)果分析
整體模型計算時間約12h，計算結(jié)果ODB文件15GB，整體模型施工過程收縮應(yīng)力如下。
區(qū)域1Mises應(yīng)力分析
負(fù)4層應(yīng)力
負(fù)3層應(yīng)力
負(fù)2層梁Mises應(yīng)力
墻體MISES應(yīng)力
關(guān)鍵部位切片效果1
關(guān)鍵部位切片效果2
負(fù)1層500天Mises應(yīng)力云圖
地下三層頂板500天時S11應(yīng)力
展開 ANSYS Workbench纖維混凝土3D
在ANSYS Workbench建立三維纖維混凝土模型可采用CAD隨機(jī)幾何3D插件建模后導(dǎo)入，模型包含球體粗骨料、圓柱體長纖維、水泥砂漿基體等不同組分。
在CAD隨機(jī)幾何3D插件內(nèi)設(shè)置模型參數(shù)后運行，即可在AutoCAD內(nèi)建立三維纖維混凝土模型，插件支持任意多組纖維或骨料的尺寸設(shè)置，可滿足不同級配的纖維混凝土模型。
在CAD內(nèi)將模型導(dǎo)出為IGES格式文件，并導(dǎo)入到ANSYS Workbench內(nèi)。可對幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行編輯，分圖層批量賦值材料屬性等。
在分析系統(tǒng)內(nèi)對纖維混凝土模型進(jìn)行后續(xù)的模擬。
CAD隨機(jī)幾何3D插件
https://www.yqgqt.org.cn/post/1873573
展開 ansys之——在ANSYS如何考慮混凝土
我最近在用ANSYS模擬一個簡單的梁，混凝土用SOLID65單元，鋼筋用Link8單元（1），采用以下命令流定義：
......
et,1,65,,,,,2,,1
et,2,link8
mp,ex,1,2.134e4
mp,nuxy,1,0.2
TB,CONC,1
TBDATA,,0.3,0.5,2.45,24.5
mp,ex,2,1.914e5
mp,nuxy,2,0.3
TB,BISO,2,1,2,
TBTEMP,0
TBDATA,,662,0,,,,
R,1
R,2,2580/3
........
大致碰到以下幾個問題：
（1）：混凝土的幾個參數(shù)，剪切縮減系數(shù)不知如何取值，系數(shù)對結(jié)果有何影響？
（2）：混凝土采用以上定義方式是不是就可以了，需不需要定義屈服準(zhǔn)則，以及輸入
混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線，如何輸入？如以上定義可以，不知道ANSYS是如何定義混凝土的
特性的，因為我想混凝土種類很多，就用以上幾個參數(shù)就可以定義嗎？我心里沒有譜；
（3）：采用以上定義，我計算了一根梁，分為考慮混凝土壓碎和不考慮混凝土壓碎。考慮混凝土壓碎時，得出的極限荷載比實際的要小，但混凝土的壓應(yīng)力不超過抗壓強(qiáng)度；不考慮混凝土壓碎，得到的極限荷載較為接近實際值，但混凝土的最大壓應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其抗壓強(qiáng)度；并且得不到開裂破碎圖。我就不知道，如何得到極限荷載又可以得到開裂破碎圖？
1）：分析混凝土結(jié)構(gòu)，選擇合理的材料特性是建立模型的關(guān)鍵，所以有必要弄清混凝土的材料特性。混凝土是脆性材料,并具有不同的拉伸和壓縮特性。典型混凝土的抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的8％-15%。
展開 
鋼筋混凝土梁三點彎曲模擬ANSYS/ls-dyna ￥5
對于鋼筋混凝土梁三點彎曲模型而言，整體模型較為簡便，可直接通過ls-prepost生成混凝土梁及鋼筋（分離式或共節(jié)點）。
主要技術(shù)參數(shù)是通過BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID來控制鋼板的強(qiáng)制位移來使混凝土梁充分受力，同時也需要對支撐板與梁之間的接觸進(jìn)行合理設(shè)置。
其他主要關(guān)鍵字如下：
*CONTROL_TERMINATION
*DATABASE_BINARY_D3PLOT
*DATABASE_FORMAT
*DATABASE_EXTENT_BINARY
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID
*CONTACT_ERODING_SURFACE_TO_SURFACE
*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE
鋼筋受力云圖如下所示：
展開 基于ANSYS的鋼管混凝土拱橋 ￥3
基于ANSYS的鋼管混凝土拱橋
單元及材料屬性：
定義所有材料特性
et,1,beam44 !!鋼管特性
mp,ex,1,2.1e11
mp,dens,1,7800
mp,prxy,1,0.3
n,90000,0,0,30 !!參考點
et,2,beam44 !!鋼管內(nèi)50＃混凝土特性
mp,ex,2,3.5e10
mp,dens,2,2600
mp,prxy,2,0.1667
et,3,beam44 !!縱梁30＃混凝土鋼管特性
mp,ex,3,3.0e10
mp,dens,3,2600
mp,prxy,3,0.1667
et,4,beam44 !!橫梁30＃混凝土鋼管特性
mp,ex,4,3.0e10
mp,dens,4,2600
mp,prxy,4,0.1667
et,5,beam44 !!風(fēng)撐特性
mp,ex,5,2.1e11
mp,dens,5,7800
mp,prxy,5,0.3
et,6,link10 !!吊桿特性（鋼絞線）
mp,ex,6,1.9e11
mp,dens,6,7800
mp,prxy,6,0.3
keyopt,6,3,0 !只拉吊桿
et,7,beam44 !!蓋梁30＃混凝土特性
mp,ex,7,3.0e10
mp,dens,7,2600
mp,prxy,7,0.1667
et,8,beam44 !!
展開 ansys進(jìn)行混凝土的損傷計算
經(jīng)過ANSYS計算（未進(jìn)行循環(huán)加載，一次性加載到最大，位移控制），結(jié)果達(dá)到預(yù)期效果，荷載位移曲線擬合度較好。
等效塑性應(yīng)變云圖
原試驗與模擬對比
試驗試件尺寸
原文提供的部分混凝土參數(shù)
總體損傷云圖
模型
ANSYS結(jié)果與試驗對比
ansys之——混凝土開裂
finish
/clear
/title, fixed - fixed concrete beam example
/prep7
et,1,65
mp,ex,1,3e7 ! steel rebar (units are pounds, inches)
mp,ex,2,1e6, ! concrete
mp,dens,2,.00025
tb,concr,2
tbdata,1,.3,.5,200,4000 ! shear coeffs, tensile and compress strength
r,1,1,.03,0,0 ! mat 1 (steel), 3 percent reinforcement in x dir
r,2,1,.01,0,0 ! mat 1 (steel), 1 percent
r,3,1,.04,0,0 ! mat 1 (steel), 4 percent
block,,100,,5,,5
block,,100,5,10,,5
block,,100,10,15,,5
!vovlap,all
NUMMRG,KP, , , ,LOW
numcmp,volu
esize,5
mat,2 ! concrete material
real,1 ! rebar
vmesh,1
real,2
vmesh,2
real,3
vmesh,3
nsel,s,loc,x
d,all,all
nsel,s,loc,x,100
d,all,all
nsel,all
fini
/solu
nsel,s,loc,y,15
sf,all,pres,100
nsel,all
OUTRES,ALL,ALL,
nsub,10
solve
展開 