鋼筋混凝土粘結滑移的案例
ANSYS鋼筋混凝土（三）分離式建模（粘結滑移）
01 分離式建模方法（考慮粘結滑移）
半年沒更帖子，最近有時間繼續把坑補完。
上次介紹了ANSYS中模擬鋼筋混凝土構件的分離式建模方法，鋼筋和混凝土之間的相互作用關系是共節點。而實際上，鋼筋與其附近的混凝土之間存在粘結-滑移的關系。
本文介紹下一種ANSYS中鋼筋混凝土模擬的一種進階方法——分離式建模（考慮粘結滑移）
粘結-滑移作用通過在重合的鋼筋和混凝土節點上添加非線性彈簧combin39來考慮。這意味著在建立幾何模型和劃分網格時，需要注意以下兩點：
① 混凝土梁體和鋼筋需要分別建模（而非在梁體上切割出鋼筋線體后賦值）。
② 混凝土梁體的節點位置需要和鋼筋節點位置相重合（或接近），這意味著劃分網格時，需要協調兩者的單元尺寸。
混凝土與鋼筋節點位置重合（或靠近）
對于鋼筋混凝土梁，一般來說只需對縱筋考慮粘結-滑移作用。因此對位置重合的鋼筋和混凝土節點，在梁截面的兩個方向只須耦合其自由度，在縱向（縱筋方向）添加非線性彈簧Combin39即可。
其中，非線性彈簧的F-X屬性即是鋼筋混凝土粘結滑移關系（注意要乘以單元長度）。這個粘結滑移關系有大量可供參考的規范和文獻，可按需取用。
02 案例分析
仍然是如下圖所示的一根鋼筋混凝土梁，使用考慮粘結滑移的分離式建模方法模擬，此次計算中不考慮箍筋的建模。
鋼筋混凝土梁尺寸簡圖
有限元模型示意圖如下：
鋼筋混凝土梁模型示意圖
核心的命令流是如何寫一個循環，自動地對重合的混凝土和鋼筋節點施加耦合作用和非線性彈簧單元：
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粘結滑移破壞為鋼筋混凝土較常見的一種破壞方式。本實例（附件中inp文件）采用ABAQUS軟件模擬分析了鋼筋和混凝土的粘結裝配，并模擬了鋼筋混凝土的粘結滑移破壞過程。分析得到的結果可以作為工程應用的參考和支撐。
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鋼筋模型類型
1.1 理想彈塑性模型
在Abaqus中，可以通過直接在塑性部分輸入屈服應力對應的屈服應變來定義理想彈塑性模型。例如，Q345B鋼材的屈服強度為345MPa，極限抗拉強度可以達到510-600MPa。在Abaqus中，可以取第一個點為(345,0)，第二個點可以設為(551,0.1)，使得兩個點之間的斜率為0.01Es（鋼材的彈性模量）。
1.2 雙折線模型
雙折線模型是鋼筋混凝土模擬中常用的一種簡化模型。在Abaqus中，鋼筋可以通過線單元（Wire）建模，然后將鋼筋嵌入（embed）混凝土梁中。這種方法簡潔高效，被大多數學者采納。然而，這種方法在模擬鋼筋和混凝土之間的粘結滑移時可能不夠精確。
1.3 三折線模型
三折線模型考慮了鋼筋的屈服階段，可以更準確地模擬鋼筋的滯回行為。在Abaqus中，可以通過用戶自定義的UMAT子程序來實現這種模型。例如，清華大學曲哲提出的改進的Clough鋼筋滯回本構模型，可以在反向再加載時，指向按卸載剛度加載至歷史最大點對應的應力的0.2倍，再指向歷史最大點，從而考慮鋼筋加載-卸載-反向加載過程產生的包辛格效應。
2. 鋼筋與混凝土的相互作用
2.1 粘結滑移關系
鋼筋和混凝土之間的粘結滑移關系是模擬鋼筋混凝土結構的關鍵。在Abaqus中，可以通過設置二者交界面處的牽引分離本構模型來模擬這種關系。例如，基于Abaqus的三種鋼筋混凝土梁數值模擬對比研究表明，將鋼筋通過實體單元建模，并在實體鋼筋和混凝土梁連接界面設置相應粘結本構，可以更真實地模擬鋼筋混凝土梁內部的實際受力狀態。
2.2 損傷塑性模型
Abaqus中的混凝土損傷塑性（CDP）模型能夠描述材料在循環加載和動態加載條件下的力學響應。
展開 鋼筋混凝土梁的粘結滑移用spring2還是cohesive
自己看了很多資料，還是不清楚哪個方法合適，能正確模擬出梁的粘結滑移（看到的都是拉拔試驗）。
自己用彈簧出的結果不對，修改粘結滑移關系居然對結果影響不大；用cohesive，這里面用到的參數不知道怎么計算，求指教啊
【經典案例欣賞24】縱筋粘結滑移鋼筋混凝土梁受彎模擬
項目難點：
1、縱筋實體建模考慮界面滑移；
2、各部件接觸設置；
3、復雜模型快速建模。
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ABAQUS考慮屈曲的鋼筋滯回模型inp算例及循環載荷下鋼筋混凝土考慮粘結滑移單元inp算例 ￥3
1、本ABAQUS的inp算例模型是考慮了屈曲影響的滯回鋼筋模型（在附件中）；
2、本ABAQUS的inp算例模型是考慮了粘結滑移單元的鋼筋混凝土模型（在附件中）；
一鍵生成非線性彈簧單元！！！
概述
在使用ABAQUS中的非線性彈簧單元研究鋼筋混凝土粘結滑移、土體和樁的非線性剛度等問題時，需要在樁基和土體間建立彈簧單元。手動操作不太現實，因此本文使用python開發了腳本，可用于快速生成彈簧單元。
2.效果演示
3.核心代碼
給出核心代碼如下供大家參考，如想快速獲取需完整代碼可聯系小編（扣q1871858827）。
4.非線性彈簧單元
ABAQUS/CAE中暫時僅支持定剛度彈簧單元，如需創建非線性彈簧單元，需要在inp文件中修改關鍵字。
inp文件中修改示意（僅供參考）。
5.參考文獻
Abaqus Example Problems Guide (6.14)
Abaqus Analysis User's Guide (6.14)
展開 ABAQUS喵星人教你學會鋼筋混凝土殼單元的前處理與后處理
例如下圖顯示了上層鋼筋網X方向與下層鋼筋網Y方向的鋼筋應力。
3.特殊處理
部分同學表示，鋼筋混凝土樓板可能在周圍有加密區。遇到這種情況大家不要緊張，只需通過劃分不同區域，然后分別賦予各自的區域鋼筋情況即可。
結語
大家看完喵星人的操作是不是覺得自己又可以了呢？別著急，再看看本期案例的大前提：通常應用于一個方向尺寸遠小于另外兩個方向的結構，且必須忽略混凝土板中鋼筋的粘結滑移行為。若是精細化的滯回模擬，這種情況下鋼筋混凝土的粘結滑移行為不能忽略，因此板殼單元無法應用。總而言之，每種分析技術都有各自的應用場景，具體問題具體分析方是永恒的真理！
希望喵星人的技巧對您所有幫助！
展開 ABAQUS中定義混凝土的塑性損傷本構、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力分布 ￥50
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型鋼混凝土粘結滑移，利用ANSYS分析
求助，謝謝幫助
使用CFRP筋的混凝土梁粘結滑移
用非線性彈簧考慮的粘結滑移，聽說CFRP筋不考慮塑性，怎么才能使跨中力位移曲線出現水平段呢？？？
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通過應力云圖可清晰識別混凝土的高應力區域，評估混凝土的開裂風險。
圖15 混凝土應力云圖
（2） 參數敏感性分析
對比不同混凝土強度等級、鋼筋直徑、保護層厚度下的粘結滑移曲線和應力分布差異，總結關鍵參數對拉拔性能的影響規律。例如，混凝土強度等級的提高會顯著增加粘結強度，而保護層厚度的增加對粘結性能也有積極影響。這些結果可為鋼筋混凝土結構的設計和施工提供參考，以確保結構的安全性和可靠性。
7、 結論與拓展應用
（1） 結論：靜力通用分析能夠有效地揭示光圓鋼筋混凝土拉拔過程中的粘結性能和應力分布特征，粘結滑移特性直接影響著鋼筋與混凝土的共同工作性能。低粘結強度和不合理的應力分布容易導致結構過早破壞，因此需要通過優化材料性能、調整結構尺寸等措施來提高粘結性能。
（2） 拓展：本方法可擴展至其他鋼筋類型（如帶肋鋼筋、螺紋鋼筋）的混凝土拉拔場景，通過調整界面接觸參數和材料本構關系，實現不同類型鋼筋拉拔性能的分析。同時，該方法還可與耐久性分析相結合，研究長期使用過程中環境因素對鋼筋混凝土拉拔性能的影響。
附件：本案例中的abaqus模型文件（包括cae、odb和inp文件）
展開 ANSYS鋼筋混凝土（二）分離式建模（共節點）
01 分離式建模方法（共節點）
上次介紹了ANSYS中使用SOLID65中配筋率實常數來考慮鋼筋的“整體式建模方法”：
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1794777
本文則介紹下一種ANSYS中鋼筋混凝土模擬的常用方法——分離式建模（共節點）
分離式建模即將鋼筋混凝土結構中的鋼筋網按照其主要幾何構造建模，并賦予其桿單元（LINK180等）屬性。又按照鋼筋網與混凝土的連接方法細分為“共節點”、“考慮粘結滑移”、“EMBEDDED方法”等。
鋼筋與混凝土共節點即鋼筋單元上的節點與其對應重合位置的混凝土節點本身為共節點，這種方法忽略了鋼筋與混凝土間的粘結滑移作用，但勝在相對簡便，且在大多數情況下考慮粘結滑移與否對結果的影響不大。
要使網格劃分時鋼筋節點與混凝土節點本身為共節點，那么就要求幾何上鋼筋線（Line）本身就是混凝土體（Volume）體內的線，這也是“共節點”的基本操作思路。下圖可以很好地幫助理解其原理：
02 案例分析
仍然是如下圖所示的一根鋼筋混凝土梁，使用共節點的分離式建模方法模擬，實例詳情可能與真實工程和試驗相比有不合理之處，只借此著重展示共節點的整體式建模操作方法。
鋼筋混凝土梁尺寸簡圖
有限元模型（取1/2對稱結構）示意圖如下，可見通過這種方法可詳細地考慮鋼筋籠的特征。
鋼筋混凝土梁模型示意圖
體現在實際操作中，核心的命令流是靈活使用工作平面變換（WP系列命令）、切割（VSBW）操作切割出鋼筋線，并用LATT命令對不同的鋼筋線進行賦值。
展開 一種基于熱效應下荷載-位移曲線確定FRP-鋼混凝土粘結滑移關系的新方法 ￥1.99
“溫度變化后、加載前的初始熱不相容滑移”問題</p><p><strong>摘要</strong>：外貼纖維增強復合材料（FRP）與鋼/混凝土基底之間的界面粘結性能在很大程度上決定了 FRP 加固結構的整體力學性能。
