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(jì)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(jì)，軟件具備繪制不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土軸心強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(jì)依據(jù)
軟件依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》附錄C.2 混凝土本構(gòu)關(guān)系章節(jié)設(shè)計(jì)，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(jì)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(jì)算公式為：
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)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(jì)算：
其中，棱柱強(qiáng)度與立方強(qiáng)度之比值αc1：對(duì)C50及以下普通混凝土取0. 76；對(duì)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(duì)C40 取1.00，對(duì)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(jì)值由強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)1.40確定。
展開 ABAQUS混凝土損傷塑性模型損傷因子對(duì)本構(gòu)關(guān)系影響 附c40~c45混凝土損傷因子ABAQUS輸入
模擬云圖結(jié)果如下：
混凝土棱柱體模擬結(jié)果的應(yīng)力-應(yīng)變曲線如下：
從圖中我們可以看出：
1，在單調(diào)荷載下，設(shè)置損傷因子后混凝土峰值應(yīng)力和峰值應(yīng)變比無損傷因子的要低，但差別只有3%左右，可以忽略不計(jì)。
2，循環(huán)荷載設(shè)置為3圈，綠色曲線為無損傷因子的，藍(lán)色曲線為有損傷因子的?？梢钥吹降谝蝗ι仙蝺汕€重合，峰值應(yīng)力相同，因?yàn)榇藭r(shí)混凝土還沒有損傷。第一圈卸荷時(shí)，無損傷因子的曲線峰值應(yīng)變更大。第二圈和第三圈的兩曲線混凝土峰值應(yīng)力均大大降低。但無損傷因子的混凝土峰值應(yīng)力和退化后的彈性模量比有損傷因子的要大。
因此，損傷因子在單調(diào)荷載下設(shè)置與否差別不大，但非常影響循環(huán)荷載下的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，損傷因子會(huì)降低循環(huán)荷載下?lián)p傷后的混凝土強(qiáng)度和剛度。
此外
損傷因子是可以通過計(jì)算確定的，計(jì)算方法有多種，文獻(xiàn)【1】中給出的下圖計(jì)算方法是其中的一種。
下載地址：c40~c45混凝土損傷因子ABAQUS輸入
展開 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的裂縫(Cracking in Reinforced Concrete)
不同規(guī)范剪跨比m取值范圍的比較(Shear Span to Depth Ratio)
鋼筋混凝土梁的剪切破壞(Shear Failure in Reinforced Concrete Beams)
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念及材料的物理力學(xué)性能(1)
4 彎曲裂縫的間距和寬度
當(dāng)構(gòu)件受力面的混凝土應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗彎強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)撓性裂縫。裂縫形成后，在構(gòu)件表面的混凝土中會(huì)發(fā)生一些彈性恢復(fù)，導(dǎo)致裂縫寬度增加。然而，由于粘結(jié)力的作用，在鋼筋周圍的混凝土中保持著一些應(yīng)力和應(yīng)變。這有助于在鋼筋附近的裂縫寬度比在拉伸面的裂縫寬度減少。
梁的變矩區(qū)的撓性裂縫以一定的間隔發(fā)展；然而，在恒定的矩區(qū)，這些裂縫以不連續(xù)的間隔發(fā)展。它們的位置部分取決于混凝土中局部弱點(diǎn)區(qū)域的發(fā)生和分布，因此裂縫在某種程度上是一個(gè)隨機(jī)過程。因此，恒定彎矩區(qū)域內(nèi)裂縫的確切位置可能無法準(zhǔn)確預(yù)測。然而，相鄰裂縫的最大和最小間距以及由此產(chǎn)生的最大裂縫寬度可以通過研究構(gòu)件拉伸區(qū)中產(chǎn)生的混凝土應(yīng)力而得到足夠準(zhǔn)確的預(yù)測。
5 裂縫計(jì)算
裂縫間距和裂縫寬度預(yù)測公式的制定通常是基于構(gòu)件拉伸區(qū)域內(nèi)混凝土應(yīng)力分布的計(jì)算。不同的研究者使用各種簡化的分析程序來確定混凝土的拉伸應(yīng)力。雖然有些分析性調(diào)查與實(shí)驗(yàn)工作相結(jié)合，以驗(yàn)證新的預(yù)測公式，但也有一些調(diào)查完全基于試驗(yàn)結(jié)果。
在大多數(shù)調(diào)查中，單軸拉伸構(gòu)件被用來模擬構(gòu)件恒定力矩區(qū)域內(nèi)鋼筋周圍的情況。在實(shí)驗(yàn)調(diào)查中，一個(gè)沿軸線嵌入鋼筋的混凝土棱柱受到施加在鋼筋兩端的拉力, 由此產(chǎn)生的拉伸裂縫被認(rèn)為代表了梁的恒定彎矩區(qū)域的撓性裂縫。在分析性研究中，計(jì)算了由鋼筋傳遞的粘結(jié)力在混凝土棱柱中產(chǎn)生的軸向拉應(yīng)力分布。然后，該應(yīng)力分布被用來預(yù)測現(xiàn)有裂縫之間新裂縫的形成。
展開 abaqus模擬FRP纖維混凝土板受力分析 ￥20
Abaqus軟件中模擬FRP聚合物增強(qiáng)混凝土板在這種情況下，用FRP（增強(qiáng)聚合物纖維）和鋼筋增強(qiáng)的混凝土板承受25000牛頓的力。它進(jìn)入并通過該力進(jìn)入混凝土板本期中使用的分析是以非線性方式執(zhí)行的靜態(tài)常規(guī)分析下圖顯示了附著在混凝土板上的FRP纖維鋼筋由具有彈性和塑性的鋼制成，在這里您可以看到鋼筋被埋在混凝土中FRP增強(qiáng)聚合物纖維，代表纖維增強(qiáng)聚合物，用于通過安裝在平板，橫梁和圓柱等表面上來修復(fù)或增強(qiáng)各種混凝土結(jié)構(gòu)凝土材料的行為是用混凝土的可塑性破壞來 建模的，在這個(gè)模型中，混凝土應(yīng)力和混凝土應(yīng)力的行為必須分別包括在個(gè)例子中。接下來是根據(jù)裂縫位移的混凝土單軸抗拉強(qiáng)度參數(shù)在下圖中，您可以看到混凝土板的抗拉強(qiáng)度
展開 
Abaqus 光圓鋼筋混凝土拉拔案例教學(xué) ￥9.99
1、 引言
本教學(xué)聚焦于土木工程中鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能領(lǐng)域，通過 Abaqus 有限元分析軟件開展光圓鋼筋混凝土拉拔過程仿真建模實(shí)踐教學(xué)。課程以典型拉拔工況為對(duì)象，系統(tǒng)講解從幾何建模、材料定義、網(wǎng)格劃分到載荷施加及結(jié)果分析的全流程操作。
2、 幾何模型與材料參數(shù)
（1） 模型構(gòu)建：
本教學(xué)中涉及的部件模型均通過 abaqsu軟件自帶的制圖功能繪制。鑒于課程核心聚焦于方法講解，因此不再展開闡述部件建模的具體操作環(huán)節(jié)，重點(diǎn)圍繞仿真分析流程進(jìn)行詳細(xì)拆解與演示。
圖1鋼筋部件（直徑為12mm，長度為500mm）
圖2 混凝土構(gòu)件（長、寬、高均為150mm）
（2） 材料屬性：
定義混凝土和鋼筋的力學(xué)參數(shù)（如彈性模量、泊松比、屈服強(qiáng)度等），考慮混凝土材料的非線性特性以及鋼筋的塑性行為。同時(shí)，定義鋼筋與混凝土界面的粘結(jié)滑移參數(shù)。
圖3 C30混凝土材料屬性
圖4 鋼筋屬性構(gòu)建
圖5 鋼筋-混凝土接觸屬性
（3） 網(wǎng)格劃分
對(duì)鋼筋與混凝土接觸界面附近區(qū)域進(jìn)行局部網(wǎng)格加密，混凝土和鋼筋均采用采用 C3D8R：八結(jié)點(diǎn)線性六面體單元，減縮積分，沙漏控制。
圖6 混凝土網(wǎng)格劃分和單元類型
圖7 鋼筋網(wǎng)格劃分和單位類型
3、 分析步設(shè)置
分析類型：靜力，通用分析步中，設(shè)定分析時(shí)間長度為1。
圖8 設(shè)置分析步
6、 計(jì)算結(jié)果與分析
（1） 應(yīng)力分布規(guī)律
1. 鋼筋應(yīng)力：鋼筋在拉拔力作用下，應(yīng)力從加載端向自由端逐漸減小，在界面粘結(jié)力的作用下，應(yīng)力傳遞逐漸衰減。
圖14 鋼筋應(yīng)力云圖
2. 混凝土應(yīng)力：混凝土內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生徑向和環(huán)向應(yīng)力，在鋼筋周圍一定范圍內(nèi)應(yīng)力較大，隨著距離的增加逐漸減小。
展開 鋼筋混凝土_梁的彎矩曲率
而對(duì)于鋼筋混凝土梁，EI 就不再是常數(shù)了，隨著混凝土的逐漸開裂、鋼筋的受拉屈服，鋼筋混凝土梁的 EI 也在逐漸變化。所以，鋼筋混凝土梁的彎矩-曲率圖不再是一條直線。最簡化的分析，我們?nèi)∪齻€(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，將彎矩-曲率圖看作是三條線段組成的折線。這三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)分別是：混凝土開裂、鋼筋受拉屈服、混凝土受壓破壞。
對(duì)于鋼筋混凝土梁截面的受彎分析，有兩條基本原則。第一條是「幾何協(xié)調(diào)」，也就是「平截面假定」。截面在受彎變形之后依然保持為平截面，換言之，應(yīng)變與離中性軸的距離成正比，受拉區(qū)和受壓區(qū)的應(yīng)變圖是兩個(gè)相似直角三角形。
第二條準(zhǔn)則是「靜力平衡」，也就是受壓區(qū)的總壓力 C 要等于受拉區(qū)的總拉力 T，同時(shí)，拉力或者壓力乘以內(nèi)力臂 jd 要與外荷載的彎矩平衡。
第一條準(zhǔn)則處理的是純幾何問題，或者可以說是應(yīng)變問題；第二條準(zhǔn)則應(yīng)對(duì)的則是純力學(xué)問題，或者可以說是應(yīng)力問題。這兩者之間的關(guān)聯(lián)也就是我們下面要關(guān)注的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。
在鋼筋混凝土截面受力分析中，我們采用的鋼筋應(yīng)力應(yīng)變是這樣的，先是一條斜線，斜線的斜率為鋼筋的彈性模量，斜線到達(dá)屈服點(diǎn)之后，就變?yōu)橐粭l水平直線。而混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系就沒有這么簡單了，事實(shí)上它是一條曲線。在混凝土的壓應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變的一半之前，我們可以近似的認(rèn)為是一條斜線，斜率為混凝土的彈性模量。
對(duì)于鋼筋，實(shí)際的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是左圖這樣的，但實(shí)際的混凝土構(gòu)件中，由于不可能出現(xiàn)太大的變形，所以鋼筋不會(huì)出現(xiàn)很大的應(yīng)變，因此，我們近似采用右邊的簡化關(guān)系。也就是忽略左圖中的曲線 cde，代之以直線 bc 的繼續(xù)延伸。
不同強(qiáng)度的混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是左圖這樣的，為了應(yīng)用于設(shè)計(jì)的工程分析和設(shè)計(jì)，我們需要用數(shù)學(xué)來描述這些曲線。如何把應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系用簡潔的數(shù)學(xué)式子表達(dá)出來，這就是一個(gè)問題。基于實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有很多不同的數(shù)學(xué)描述。
展開 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件受力及工作階段
當(dāng)構(gòu)件加載至某一特定荷載，其下邊緣混凝土的預(yù)壓應(yīng)力恰被抵消為零，此時(shí)在控制截面上所產(chǎn)生的彎矩M0稱為消壓彎矩。a)使用荷載作用于梁上; b)消壓狀態(tài)的應(yīng)力.
梁使用及破壞階段的截面應(yīng)力圖
(2) 加載至受拉區(qū)裂縫即將出現(xiàn)
當(dāng)構(gòu)件在消壓后繼續(xù)加載，并使受拉區(qū)混凝土應(yīng)變達(dá)到抗拉極限應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)，即稱為裂縫即將出現(xiàn)狀態(tài)。c)裂縫即將出現(xiàn)時(shí)的截面應(yīng)力
梁使用及破壞階段的截面應(yīng)力圖
受彎構(gòu)件出現(xiàn)混凝土彎曲裂縫時(shí)的理論臨界彎矩稱為開裂彎矩Mcr。把受拉區(qū)邊緣混凝土應(yīng)力從零增加到應(yīng)力為ftk所需的外彎矩用Mcr,c表示，則Mcr為M0與Mcr,c之和，即
在消壓狀態(tài)出現(xiàn)后，預(yù)應(yīng)力混凝土梁的受力情況如同普通鋼筋混凝土梁一樣。
(3) 帶裂縫工作
繼續(xù)增大荷載，則主梁截面下緣開始開裂，裂縫向截面上緣發(fā)展，梁進(jìn)入帶裂縫工作階段, 如圖d) 所示。
梁使用及破壞階段的截面應(yīng)力圖
4 破壞階段
配筋率適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件(適筋梁)，在荷載作用下，受拉區(qū)全部鋼筋(包括預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋)將先達(dá)到屈服強(qiáng)度，裂縫迅速向上延伸，而后受壓區(qū)混凝土被壓碎，構(gòu)件即告破壞, 如下圖e) 所示. 破壞時(shí)，截面的應(yīng)力狀態(tài)與鋼筋混凝土受彎構(gòu)件相似。
梁使用及破壞階段的截面應(yīng)力圖
在正常配筋的范圍內(nèi)，預(yù)應(yīng)力混凝土梁的破壞彎矩主要與構(gòu)件的組成材料受力性能有關(guān)，其破壞彎矩值與同條件普通鋼筋混凝土梁的破壞彎矩值幾乎相同，而是否在受拉區(qū)鋼筋中施加預(yù)拉應(yīng)力對(duì)梁的破壞彎矩的影響很小。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)并不能創(chuàng)造出超越其本身材料強(qiáng)度能力之外的奇跡，而只是大大改善了結(jié)構(gòu)在正常使用階段的工作性能。
展開 Abaqus鋼管混凝土塑性受拉及受壓應(yīng)力應(yīng)變本構(gòu)模型及損傷因子 ￥5
<p class="ql-align-justify">本內(nèi)容基于韓林海的約束混凝土模型所制作的Excel，可用于將其輸入直接到ABAQUS中，用于建立鋼管約束混凝土型，具體如下：</p><p class="ql-align-justify">模型介紹：</p><p class="ql-align-justify">本模型基于<span style="color: rgb(25, 27, 31);">韓林海</span>所開發(fā)的約束混凝土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系模型，以及損傷因子，其中受壓本構(gòu)以及受拉本構(gòu)以及其損傷因子均有，且附帶鋼材料的二次流塑模型，可直接輸入abaqus進(jìn)行分析，均具有完美下降段。</p><p class="ql-align-justify"><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center"><figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202511/attachment/66d3ae0e7f464f3c8a0a386084e4e134.png" style="display: inline-block;" data-regular="true"><img src="https://img.jishulink.com/202511/attachment/66d3ae0e7f464f3c8a0a386084e4e134.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202511/attachment/66d3ae0e7f464f3c8a0a386084e4e134.png?
展開 基于ABAQUS混凝土損傷模型的某適筋梁非線性靜力分析一般過程
八、結(jié)果查看
1）：結(jié)構(gòu)整體變形圖
2）：混凝土mises應(yīng)力云圖
3):鋼筋應(yīng)力云圖
4）跨中受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力應(yīng)變曲線
5）跨中受壓區(qū)鋼筋應(yīng)力應(yīng)變曲線
6）跨中受壓區(qū)混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線
7）裂縫發(fā)展過程
采用混凝土損傷本構(gòu)模型時(shí)，并不像ANSYS中的Solid65，可以很明顯的得到裂縫發(fā)展過程，但可以簡單的通過觀察混凝土的受拉損傷來大概預(yù)測其裂縫發(fā)展趨勢。其結(jié)果標(biāo)識(shí)符為DAMAGET.
典型的發(fā)展過程如下：
從圖中可見，混凝土達(dá)到極限應(yīng)力，并且有較大的塑性變形；受壓鋼
筋、受拉鋼筋均已屈服，符合適筋梁的破壞特征。
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展開 超長混凝土結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力仿真分析
四、計(jì)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(duì)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(jì)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(shí)程分析時(shí)選用地下3層整體模型，該模型從下至上由7個(gè)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(jì)算分析時(shí)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(duì)相連后澆注混凝土收縮變形的相對(duì)約束。設(shè)1-3段澆筑成型用時(shí)分別為15d，4段澆筑成型幾等待封堵后澆帶用時(shí)共60d，然后統(tǒng)一封堵各層后澆帶，總成型時(shí)間控制在500d。故按20天分段澆注混凝土兩個(gè)不同的施工時(shí)間順序的總成型時(shí)間分別為為3×20+60+380＝500天。
展開 啥叫“約束混凝土”，你懂么？ 附約束混凝土Mander本構(gòu)計(jì)算表格下載
“約束混凝土”解讀
節(jié)點(diǎn)作為柱子的一部分應(yīng)能傳遞上面柱子的軸向荷載。試驗(yàn)證明:柱子壓應(yīng)力越大，則構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)的延性就越小。為了使柱子與節(jié)點(diǎn)有較好的延性與足夠的抗壓強(qiáng)度，除應(yīng)適當(dāng)限制節(jié)點(diǎn)軸向壓應(yīng)力的數(shù)值外，并要求對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土在水平方向進(jìn)行適當(dāng)?shù)募s束。這種約束可由柱子的縱向鋼筋和節(jié)點(diǎn)四周的梁來提供，或在核心內(nèi)配備必要的橫向鋼筋(封閉鋼箍)，形成所謂“約束混凝土”。
所謂“約束混凝土”，理論上說，是四面八方都受到壓應(yīng)力。在鋼筋混凝土構(gòu)件中，如果密集地配置了與應(yīng)力方向相垂直的封閉箍筋(箍筋末端彎鈞不小于135*并有8 倍鋼筋直徑的延長段)，或采用螺旋箍筋，即可認(rèn)為是“約束混凝土”。這些橫向鋼筋在一開始是沒有應(yīng)力的,只是在混凝土應(yīng)力接近其極限強(qiáng)度(大約是85%的非約束混凝土的強(qiáng)度)時(shí)，混凝土內(nèi)部開裂，橫向應(yīng)變很大，混凝土緊靠箍筋，箍筋受了很大的張力，同時(shí)混凝土就被約束了。
在實(shí)際工程中，通常是以箍筋來約束砼。顯然，箍筋的間距越小,約束效果越好，不受約束的砼體積也越小。當(dāng)約束起作用時(shí)，那些未受約束的砼保護(hù)層會(huì)剝落，但是受約束的核心所增加的強(qiáng)度將能彌補(bǔ)由于保護(hù)層剝落而產(chǎn)生的強(qiáng)度損失。
約束節(jié)點(diǎn)核心和柱子砼的另一種有效方法，就是利用柱子的縱向鋼筋。這些縱筋用箍筋箍起來可阻止砼橫向變形。這時(shí)要求柱截面四周都要有縱筋并有較小的間距。而箍筋的間距則由防止柱子縱筋失穩(wěn)來確定。
當(dāng)節(jié)點(diǎn)四周有梁并具有適當(dāng)尺寸時(shí)，也可以對(duì)節(jié)點(diǎn)核心提供有效的約束，從而可以使約束箍筋的用量有所減少。例如，美國ACI-ASCE-352委員會(huì)(85)設(shè)計(jì)建議中規(guī)定，對(duì)于那些四周都有梁約束的節(jié)點(diǎn)，其梁寬至少為柱寬3/4且各梁任一側(cè)未覆蓋的柱寬不超過100mm時(shí)，則節(jié)點(diǎn)的橫向約束鋼筋可減少一半。
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預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算方法
(3) 端部錨固區(qū)承載力計(jì)算: 對(duì)后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件主要是錨下局部區(qū)和總體區(qū)計(jì)算，確定錨下間接鋼筋數(shù)量及布置;對(duì)先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，主要是預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨固長度及傳遞長度計(jì)算。
4 持久狀況和短暫狀況的構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算
(1) 持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力計(jì)算: 基于預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件受力的使用階段而進(jìn)行的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括：①受彎構(gòu)件截面的混凝土法向正應(yīng)力；②預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力；③截面的混凝土主應(yīng)力計(jì)算。計(jì)算應(yīng)力值都不得超過規(guī)定的限值。
(2) 短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力計(jì)算: 基于預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的施工階段而進(jìn)行的設(shè)計(jì)計(jì)算；在設(shè)計(jì)上主要是進(jìn)行短暫狀況構(gòu)件截面的混凝土應(yīng)力計(jì)算；必要時(shí)進(jìn)行構(gòu)件的變形計(jì)算。
5 持久狀況正常使用階段的計(jì)算
(1) 受彎構(gòu)件的抗裂性驗(yàn)算: 對(duì)全預(yù)應(yīng)力混凝土和部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件，要進(jìn)行構(gòu)件正截面和斜截面的抗裂性驗(yàn)算。對(duì)部分預(yù)應(yīng)力混凝土B類構(gòu)件，要進(jìn)行構(gòu)件混凝土最大彎曲裂縫寬度的驗(yàn)算。
(2) 受彎構(gòu)件的撓度與變形的驗(yàn)算。
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?？刂?em>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(shí)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(diǎn)就是體積大，一般實(shí)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(shí)，會(huì)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(shí)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(shí)，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(huì)標(biāo)準(zhǔn)（JASS5）規(guī)定：“結(jié)構(gòu)斷面厚度在80cm以上，同時(shí)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?！泵绹?em>混凝土協(xié)會(huì)（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(shí)即可稱作大體積混凝土?！睒I(yè)界一般認(rèn)為，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差預(yù)計(jì)將超過25攝氏度時(shí)，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?yàn)殇摻钪挥型耆癫卦?em>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 【JY】JYCDP插件：ABAQUS混凝土CDP模型插件分享 | 混凝土損傷塑性模型 ￥59.9
相信大部分人是根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》編制Excel表格來計(jì)算混凝土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和損傷系數(shù)-塑性應(yīng)變的關(guān)系，采用計(jì)算時(shí)往往會(huì)遇到一個(gè)問題，表格中所取的點(diǎn)太少，導(dǎo)致曲線不夠精確，對(duì)于塑性應(yīng)變較大時(shí)的曲線沒有進(jìn)行計(jì)算，混凝土過早地退出工作，與實(shí)際試驗(yàn)所得曲線不符。如果自己人為地進(jìn)行計(jì)算的話，計(jì)算工作量較大，十分麻煩。
因此為了方便大家的應(yīng)用，筆者開發(fā)了ABAQUS混凝土CDP模型插件，省去了繁瑣的Excel計(jì)算，只需選擇混凝土等級(jí)并選擇性地修改參數(shù)，便可直接在Abaqus前處理界面直接生成混凝土本構(gòu)，與大家一起分享。
【操作界面】
操作界面各參數(shù)意義：
【本構(gòu)生成】：
【混凝土CDP模型插件正確性驗(yàn)證】
1. 有限元模型建立
為了驗(yàn)證所編插件的合理性與正確性，選用清華大學(xué)陸新征教授鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)擬靜力倒塌試驗(yàn)中的邊柱構(gòu)件。
分別建立了三個(gè)有限元模型，有限元模型如圖2。編號(hào)分別為Column-1、Column-2、Column-3。其中Colunm-1和Column-2區(qū)別在于：Column-1混凝土本構(gòu)模型采用編寫的JYCDP子程序，Column-2采用的是GB 50010-2010推薦的混凝土本構(gòu)關(guān)系，其余參數(shù)均一致。Column-1和Column-3區(qū)別在于，Column-1采用子程序單位為N,mm，Column-3采用的子程序單位為kN,m，其余參數(shù)均一致。
滯回曲線的捏縮現(xiàn)象通常是由于鋼筋混凝土界面粘結(jié)滑移和混凝土保護(hù)層剝落等引起的。往復(fù)荷載作用下，鋼筋材料需要考慮包辛格效應(yīng)，實(shí)際中包辛格效應(yīng)的影響因素非常復(fù)雜。為了便于分析計(jì)算，Clough較早提出了帶有再加載剛度退化的雙折線滯回模型。
展開 ANSYS鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開裂計(jì)算介紹
以懸臂梁為例，該懸臂梁長10m，截面如圖1所示，尺寸為0.6m×0.5m，鋼筋直徑20mm，混凝土保護(hù)層厚40mm。混凝土參數(shù)（國際單位制）：彈模E=28.848E9, 泊松比m=0.2, 密度D=2600，鋼筋參數(shù)：E=200E9,m=0.3, D=7800。
圖1 截面
2.1．CivilFEM開裂靜力分析
圖2為CivilFEM定義的截面，計(jì)算采用梁單元beam54（在CivilFEM中beam54、beam44梁單元可以進(jìn)行非線性計(jì)算），CivilFEM在定義梁單元截面后自動(dòng)計(jì)算beam54單元的實(shí)常數(shù)，無需用戶輸入。圖3為實(shí)際形狀顯示的懸臂梁模型。
梁一端固支，一端施加Y向力，考慮圖4所示可變載荷，最大為1500N，最小為-1500N，計(jì)算變化載荷作用下梁的開裂，以驗(yàn)證CivilFEM開裂計(jì)算可以考慮這種交變載荷情況。
計(jì)算沒有考慮混凝土抗拉強(qiáng)度，并進(jìn)行靜力分析。
圖4 可變載荷
圖5為載荷達(dá)到1500N時(shí)固端截面混凝土部分的正應(yīng)力，紅色區(qū)域即為開裂區(qū)。圖6為相應(yīng)的鋼筋正應(yīng)力。混凝土不抗拉，受壓區(qū)混凝土最大壓應(yīng)力為-0.74MPa，受壓鋼筋應(yīng)力為-3.60MPa，受拉鋼筋應(yīng)力為15.27MPa， 拉裂區(qū)應(yīng)力全部由鋼筋承擔(dān)。
圖7為載荷達(dá)到-1500N時(shí)固端截面混凝土部分的正應(yīng)力，圖8為相應(yīng)的鋼筋正應(yīng)力。受壓區(qū)混凝土最大壓應(yīng)力為-0.81MPa，受壓鋼筋應(yīng)力為-3.41MPa，受拉鋼筋應(yīng)力為22.40MPa， 拉裂區(qū)應(yīng)力全部由鋼筋承擔(dān)。
從計(jì)算結(jié)果來看，載荷為1500N時(shí)，梁下部拉裂，載荷為-1500N時(shí)，梁上部拉裂，由于上部配筋數(shù)少于下部，所以上部拉裂時(shí)的下部混凝土壓力要大于下部拉裂時(shí)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(jì)算可以考慮交變載荷作用。
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