鋼筋混凝土建模的案例
關(guān)于Ansys的鋼筋混凝土建模的，理論性很強(qiáng)！
美國(guó)好幾位土木與結(jié)構(gòu)的博士寫(xiě)的，理論很深入，估計(jì)對(duì)大家進(jìn)行鋼筋混凝土的建模會(huì)很有幫助。本人已經(jīng)不搞這行了，現(xiàn)在把這個(gè)東西貢獻(xiàn)出來(lái)，希望對(duì)大家有所幫助！
鋼筋混凝土建模(Ansys).part1.rar
鋼筋混凝土建模(Ansys).part2.rar
ANSYS鋼筋混凝土建模方法概述
利用大型通用有限元軟件ANSYS進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建模、計(jì)算分析、結(jié)果處理是目前針對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行數(shù)值模擬的重要步驟。如何采用ANSYS進(jìn)行鋼筋混凝土建模，能否把握有限元模型的可行性、合理性是將有限元理論應(yīng)用到實(shí)際工程中較為關(guān)鍵的一環(huán)。
按照目前在建模中對(duì)鋼筋的處理方式，ANSYS鋼筋混凝土建模方法主要分為三種：整體式、分離式以及組合式，每種方法都具有不同的建模特點(diǎn)，現(xiàn)略做總結(jié)如下。
一、整體式建模
ANSYS采用Solid65單元來(lái)模擬混凝土,所謂整體式建模也即是在建模過(guò)程中，通過(guò)對(duì)65單元進(jìn)行實(shí)常數(shù)的設(shè)置來(lái)考慮鋼筋對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的作用。這種方法將鋼筋彌散于整個(gè)單元中，并視單元為連續(xù)均勻材料。與其他方法比較，整體式建模的單元?jiǎng)偠染仃嚲C合了鋼筋和混凝土單元的剛度矩陣，并且是一次性求得綜合的剛度矩陣。
因此，在采用整體建模方法時(shí)，在建模之前，應(yīng)首先求得單元各個(gè)方向的配筋率，并設(shè)置實(shí)常數(shù)，一般適用于體量較大，配筋比較規(guī)整的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。整體式建模所得計(jì)算結(jié)果對(duì)比實(shí)驗(yàn)來(lái)講，其計(jì)算的開(kāi)裂荷載誤差較小，但開(kāi)裂荷載后的整體荷載位移曲線與實(shí)驗(yàn)相比誤差較大。但采用整體建模方法的主要好處是能有效避免因?yàn)閱卧?xì)分導(dǎo)致的應(yīng)力奇異問(wèn)題，有利于提高整體計(jì)算的收斂性性能。
二、分離式建模
與整體式建模方法不同，分離式建模是指在建模過(guò)程中，考慮鋼筋與混凝土的相互作用，分別選用不同的單元來(lái)模擬鋼筋和混凝土。一般而言，鋼筋采用線單元link8模擬，混凝土選用配筋率為0的素混凝土Solid65單元模擬。
由于采用不同單元建模，如果認(rèn)為結(jié)構(gòu)在受外部荷載作用時(shí)，鋼筋與混凝土在相互約束情況下會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑移，這時(shí)可以在鋼筋與混凝土之間添加粘結(jié)單元來(lái)模擬鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)與滑移，一般采用非線性彈簧conbin39。
展開(kāi) LS-DYNA | 彈丸對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)侵徹?cái)?shù)值模擬 ￥175
鋼筋混凝土建模方法</p><p>LS_DYNA軟件支持一下三種鋼筋混凝土模型（參考于《TrueGrid和<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/2977" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(51, 51, 51);">LS-DYNA</a>動(dòng)力學(xué)數(shù)值計(jì)算詳解》辛春亮、劉安陽(yáng)編著）。</p><p>2.1. 整體式模型（簡(jiǎn)稱PLAIN模型）</p><p>整體式模型忽略鋼筋，將鋼筋均勻地分散在混凝土中，等效近似為一種強(qiáng)度增強(qiáng)的混凝土材料，這種均質(zhì)化模型容易快速建模，計(jì)算效率高，缺點(diǎn)是無(wú)法真實(shí)反映鋼筋的編排形式等對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響。</p><p>2.2. 組合式模型</p><p>這種模型可在一種單元內(nèi)分別考慮混凝土和鋼筋，兩種材料之間假定為無(wú)滑移粘接，變形協(xié)調(diào)一致，通過(guò)體積加權(quán)計(jì)算鋼筋混凝土材料模型的等效參數(shù)。組合式模型是對(duì)整體式模型的改進(jìn)，但同樣作為等效模型，組合式模型也無(wú)法真實(shí)反映鋼筋的編排形式等對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響。計(jì)算結(jié)果后處理時(shí)無(wú)法查看鋼筋和混凝土的相互位置關(guān)系、配筋率以及鋼筋變形破壞情況。</p><p>2.3. 分離式模型</p><p>分離式模型將鋼筋和混凝土模型分別用不同的單元來(lái)描述。根據(jù)鋼筋和混凝土是否共節(jié)點(diǎn)又可分為：</p><p><br></p><p>2.3.1. 共節(jié)點(diǎn)分離式模型（簡(jiǎn)稱MERGE模型）</p><p>這種方式下鋼筋和混凝土之間完全粘接，鋼筋和混凝土必須同時(shí)采用拉格朗日或ALE類型。采用拉格朗日單元的共節(jié)點(diǎn)分離模型計(jì)算效率相對(duì)較高，缺點(diǎn)是建模復(fù)雜，混凝土網(wǎng)格受到鋼筋編排的制約。（先分別建模，然后節(jié)點(diǎn)merge處理）</p><p><br></p><p>2.3.2.
展開(kāi) 鋼筋混凝土梁—鋼筋-箍筋T3D2單元-基本建模實(shí)例
混凝土梁建模很簡(jiǎn)單，不再贅述，part部件圖如下：
對(duì)于縱筋和箍筋，現(xiàn)在part里面分別建一根鋼筋，然后在assembly里面陣列，組裝號(hào)以后，merge為一個(gè)part，如下：
可能要用到 assembly 里面的旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)命令：
混凝土材料定義：混凝土損傷塑性本構(gòu)模型；
鋼筋，最簡(jiǎn)單的二折線模型
單元?jiǎng)澐郑篗esh模塊
Assembly模塊：通過(guò)定義參考點(diǎn)等移動(dòng)，組裝：
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
技術(shù)鄰?fù)扑]：
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線性有限元在ANSYS中的分析
workbench中鋼筋混凝土梁，施加荷載后，鋼筋和混凝土分離
展開(kāi) 
ansys之——混凝土鋼筋怎樣建模
一受均布荷載的簡(jiǎn)支梁，跨度為3000mm,截面為100x200mm，配有兩根鋼筋，承受的均布載荷為0.04N/mm*mm。命令中采用了1/4模型，材料參數(shù)詳見(jiàn)命令中。由于選擇時(shí)采用的是實(shí)體號(hào)而不是坐標(biāo)，可能在有些系統(tǒng)上會(huì)受到影響，各位注意。
!鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁分析
/COM, Structural
!----------定義單元及材料等---------------------
/PREP7
et,1,link8 !定義link8單元
et,2,solid65 !定義solid65單元
keyopt,2,7,1
r,1,314 !定義link8單元的面積
r,2 !定義solid65的實(shí)常數(shù)號(hào)
mp,ex,1,2e5 !定義link8單元的彈性模量
mp,prxy,1,0.3 !定義link8單元的泊松系數(shù)
mp,ex,2,4e4 !定義solid65單元的彈性模量
mp,prxy,2,0.3 !定義solid65單元的泊松系數(shù)
tb,concr,2 !定義2號(hào)為混凝土
tbdata,,0.9,1,1.8,50 !定義混凝土的c1,c2,Rl,Ra
!----------建立幾何模型-------------------------
blc4, , ,50,200,1500 !定義梁體
/view,1,1,1,1 !定義ISO查看
/ang,1
vplot !繪制梁體
kwpave,5 !工作平面移動(dòng)到關(guān)鍵點(diǎn)5
wpoff,25 !工作平面移動(dòng)25mm
wprot,0,0,90 !工作平面旋轉(zhuǎn)
vsbw,1 !分割梁體
wpoff,0,40 !工作平面移動(dòng)40mm
wprot,0,90 !工作平面旋轉(zhuǎn)
vsbw,all !分割梁體
wpoff,300 !再將梁體分割為三個(gè)區(qū)域
wprot,0,0,90 !
展開(kāi) 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(guò) Abaqus 有限元分析軟件開(kāi)展光圓鋼筋混凝土拉拔過(guò)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(guò) 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(kāi)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(zhǎng)度為500mm）
圖2 混凝土構(gòu)件（長(zhǎng)、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(zhǎng)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?chē)欢ǚ秶鷥?nèi)應(yīng)力較大，隨著距離的增加逐漸減小。
展開(kāi) ANSYS鋼筋混凝土（三）分離式建模（粘結(jié)滑移）
01 分離式建模方法（考慮粘結(jié)滑移）
半年沒(méi)更帖子，最近有時(shí)間繼續(xù)把坑補(bǔ)完。
上次介紹了ANSYS中模擬鋼筋混凝土構(gòu)件的分離式建模方法，鋼筋和混凝土之間的相互作用關(guān)系是共節(jié)點(diǎn)。而實(shí)際上，鋼筋與其附近的混凝土之間存在粘結(jié)-滑移的關(guān)系。
本文介紹下一種ANSYS中鋼筋混凝土模擬的一種進(jìn)階方法——分離式建模（考慮粘結(jié)滑移）
粘結(jié)-滑移作用通過(guò)在重合的鋼筋和混凝土節(jié)點(diǎn)上添加非線性彈簧combin39來(lái)考慮。這意味著在建立幾何模型和劃分網(wǎng)格時(shí)，需要注意以下兩點(diǎn)：
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(jié)點(diǎn)位置需要和鋼筋節(jié)點(diǎn)位置相重合（或接近），這意味著劃分網(wǎng)格時(shí)，需要協(xié)調(diào)兩者的單元尺寸。
混凝土與鋼筋節(jié)點(diǎn)位置重合（或靠近）
對(duì)于鋼筋混凝土梁，一般來(lái)說(shuō)只需對(duì)縱筋考慮粘結(jié)-滑移作用。因此對(duì)位置重合的鋼筋和混凝土節(jié)點(diǎn)，在梁截面的兩個(gè)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(jié)滑移關(guān)系（注意要乘以單元長(zhǎng)度）。這個(gè)粘結(jié)滑移關(guān)系有大量可供參考的規(guī)范和文獻(xiàn)，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(jié)滑移的分離式建模方法模擬，此次計(jì)算中不考慮箍筋的建模。
鋼筋混凝土梁尺寸簡(jiǎn)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(xiě)一個(gè)循環(huán)，自動(dòng)地對(duì)重合的混凝土和鋼筋節(jié)點(diǎn)施加耦合作用和非線性彈簧單元：
!
展開(kāi) ANSYS鋼筋混凝土（二）分離式建模（共節(jié)點(diǎn)）
01 分離式建模方法（共節(jié)點(diǎn)）
上次介紹了ANSYS中使用SOLID65中配筋率實(shí)常數(shù)來(lái)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(jié)點(diǎn)）
分離式建模即將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋網(wǎng)按照其主要幾何構(gòu)造建模，并賦予其桿單元（LINK180等）屬性。又按照鋼筋網(wǎng)與混凝土的連接方法細(xì)分為“共節(jié)點(diǎn)”、“考慮粘結(jié)滑移”、“EMBEDDED方法”等。
鋼筋與混凝土共節(jié)點(diǎn)即鋼筋單元上的節(jié)點(diǎn)與其對(duì)應(yīng)重合位置的混凝土節(jié)點(diǎn)本身為共節(jié)點(diǎn)，這種方法忽略了鋼筋與混凝土間的粘結(jié)滑移作用，但勝在相對(duì)簡(jiǎn)便，且在大多數(shù)情況下考慮粘結(jié)滑移與否對(duì)結(jié)果的影響不大。
要使網(wǎng)格劃分時(shí)鋼筋節(jié)點(diǎn)與混凝土節(jié)點(diǎn)本身為共節(jié)點(diǎn)，那么就要求幾何上鋼筋線（Line）本身就是混凝土體（Volume）體內(nèi)的線，這也是“共節(jié)點(diǎn)”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(jié)點(diǎn)的分離式建模方法模擬，實(shí)例詳情可能與真實(shí)工程和試驗(yàn)相比有不合理之處，只借此著重展示共節(jié)點(diǎn)的整體式建模操作方法。
鋼筋混凝土梁尺寸簡(jiǎn)圖
有限元模型（取1/2對(duì)稱結(jié)構(gòu)）示意圖如下，可見(jiàn)通過(guò)這種方法可詳細(xì)地考慮鋼筋籠的特征。
鋼筋混凝土梁模型示意圖
體現(xiàn)在實(shí)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(duì)不同的鋼筋線進(jìn)行賦值。
展開(kāi) ansys workbench鋼筋混凝土建模方法
3、 MISO或BISO模型（SOLID65單元）以Willam-Warnke理論為主，可考慮混凝土開(kāi)裂和壓碎行為，可采用分離模型和整體式模型，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的分析提供了手段，比較老牌的方法，比較靠譜。但該單元計(jì)算分析的收斂問(wèn)題很讓人頭痛，尤其在荷載-位移曲線水平段和下降段時(shí)。只支持與link180單元一同使用，鋼筋與混凝土單元需要共節(jié)點(diǎn)，因此復(fù)雜結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格劃分存在一些難度。
4、粘結(jié)滑移的模擬，鋼筋采用link單元，混凝土采用solid185單元，在梁截面的兩個(gè)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，難度在于本構(gòu)。在普通的鋼筋混凝土構(gòu)件計(jì)算中考慮粘結(jié)滑移作用多此一舉，若研究課題中，鋼筋和混凝土間的粘結(jié)-滑移作用本身就是重點(diǎn)或者參數(shù)之一，可以試試這種建模思路。本文不提及，有興趣的可以交流。
展開(kāi) abaqus鋼筋混凝土梁建模
總體思路為用solid單元模擬混凝土，wire單元模擬鋼筋 ，二者的連接用embed模型。有時(shí)候鋼結(jié)構(gòu)之間的螺栓連接也可用embed模型，非常容易收斂。
【CAE案例】鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的非線性地震分析的建模和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
01 案例背景
為了滿足評(píng)估地震載荷對(duì)土木工程性能影響的需求，SEPTEN與EDF研發(fā)部門(mén)合作，開(kāi)展了一項(xiàng)關(guān)于模擬鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的研究與開(kāi)發(fā)計(jì)劃。該項(xiàng)目的重要貢獻(xiàn)是開(kāi)發(fā)了交替循環(huán)載荷下的兩種鋼筋混凝土模型：2D各向異性的Nada?_B模型，與3D各向同性Endo_Isot_Béton模型。
目前這些模型需要進(jìn)行深入的驗(yàn)證工作，除了驗(yàn)證模型之外，這項(xiàng)工作也必須規(guī)定模型的使用規(guī)則，使得結(jié)果更具可靠性。本次驗(yàn)證工作基于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在地震載荷下的實(shí)驗(yàn)，給出了使用Nada?_B模型模擬Camus 3實(shí)驗(yàn)與用Endo_Isot_Béton模型模擬樓板實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
02 仿真過(guò)程
Camus 3模型是一個(gè)與實(shí)際建筑比例為1：3的建筑模型。如下圖所示，它是由兩個(gè)無(wú)開(kāi)口承重墻組成，由6層樓板連接而成，他們被錨定在振動(dòng)臺(tái)上。混凝土的力學(xué)特性是通過(guò)在一個(gè)F160*320mm的模型試件上進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)確定的。
圖1 Camus 3模型
施加的地震載荷有兩種，左圖是從PS92規(guī)則中Nice S1頻譜中推導(dǎo)出來(lái)的人工加速度圖，并將其歸一化為0.25g。右圖是Meledy Ranch的自然地震信號(hào)，相較于前者，后者的信號(hào)頻率更高，強(qiáng)度更強(qiáng)，持續(xù)時(shí)間更短。
圖2 Nice S1加速度時(shí)序譜與Meledy Ranch加速度時(shí)序譜
施加的應(yīng)力是水平的，與樓板平行。如下圖所示，模型采用局部雙軸方法建模。采用雙線性位移插值的四節(jié)點(diǎn)（四高斯點(diǎn)）薄膜單元來(lái)表示帆、梁、板、臺(tái)架接觸層和振動(dòng)臺(tái)。附加質(zhì)量由相同類型的有限元建模，以考慮旋轉(zhuǎn)慣性。
平臺(tái)有四個(gè)支座，每個(gè)支座的剛度采用通過(guò)混凝土塊進(jìn)行的試驗(yàn)預(yù)估的剛度。采用雙節(jié)點(diǎn)桿式構(gòu)件表示垂直向和水平向的鋼筋。模型中沒(méi)有顯示橫向鋼筋，假定鋼筋與混凝土完美粘結(jié)。
展開(kāi) 
鋼筋混凝土特點(diǎn)及其原理 附鋼筋混凝土原理過(guò)鎮(zhèn)海文檔下載
鋼筋混凝土是當(dāng)下最流行的建筑結(jié)構(gòu)，無(wú)論是我們的房屋現(xiàn)澆鋼筋混凝土，還是大型建筑物，接下來(lái)我們就通過(guò)下面的內(nèi)容，來(lái)看看鋼筋混凝土的相關(guān)內(nèi)容介紹。
鋼筋
混凝土怎么樣
鋼筋混凝土中的受力筋含量通常很少，從占構(gòu)件截面面積的1%（多見(jiàn)于梁板）至6%（多見(jiàn)于柱）不等。鋼筋的截面為圓型。在美國(guó)從0.25至1英尺，每級(jí)1/8英尺遞增；在歐洲從8至30毫米，每級(jí)2毫米遞增；在中國(guó)大陸從3至40毫米，共分為19等。
在美國(guó)，根據(jù)鋼筋中含碳量，分成40鋼與60鋼兩種。后者含碳量更高，且強(qiáng)度和剛度較高，但難于彎曲。在腐蝕環(huán)境中，電鍍、外涂環(huán)氧樹(shù)脂、和不銹鋼材質(zhì)的鋼筋亦有使用。
鋼筋
混凝土特點(diǎn)
混凝土是水泥（通常硅酸鹽水泥）與骨料的混合物。當(dāng)加入一定量水分的時(shí)候，水泥水化形成微觀不透明晶格結(jié)構(gòu)從而包裹和結(jié)合骨料成為整體結(jié)構(gòu)。通常混凝土結(jié)構(gòu)擁有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度（大約3，000磅/平方英寸，35MPa）。
但是混凝土的抗拉強(qiáng)度較低，通常只有抗壓強(qiáng)度的十分之一左右，任何顯著的拉彎作用都會(huì)使其微觀晶格結(jié)構(gòu)開(kāi)裂和分離從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。而絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部都有受拉應(yīng)力作用的需求，故未加鋼筋的混凝土極少被單獨(dú)使用于工程。
鋼筋
混凝土原理
鋼筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性質(zhì)決定的。首先鋼筋與混凝土有著近似相同的線膨脹系數(shù)，不會(huì)由環(huán)境不同產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力。其次鋼筋與混凝土之間有良好的粘結(jié)力，有時(shí)鋼筋的表面也被加工成有間隔的肋條（稱為變形鋼筋）來(lái)提高混凝土與鋼筋之間的機(jī)械咬合，當(dāng)此仍不足以傳遞鋼筋與混凝土之間的拉力時(shí)，通常將鋼筋的端部彎起180 度彎鉤。
展開(kāi) ANSYS鋼筋混凝土（一）整體式建模
01 ANSYS中的鋼筋混凝土
目前在ANSYS中模擬鋼筋混凝土主要有以下幾種方法：整體式建模、分離式建模（共節(jié)點(diǎn)）、分離式建模（考慮粘結(jié)滑移）、使用“Embed”方法（編寫(xiě)弘文件）、使用REINF單元等。
以下是幾種鋼筋混凝土的模擬思路：
接下來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，筆者將通過(guò)多個(gè)帖子用實(shí)例逐個(gè)介紹ANSYS中以上模擬鋼筋混凝土的方法?？申P(guān)注筆者的技術(shù)鄰賬號(hào)和公眾號(hào)，及時(shí)學(xué)習(xí)！
02 整體式建模方法
整體式模型即將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋彌散到整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)中（采用混凝土實(shí)體單元SOLID65中自帶的配筋率實(shí)常數(shù)設(shè)置）。
其優(yōu)勢(shì)在于建模簡(jiǎn)單快捷，計(jì)算收斂性較好，劣勢(shì)在于其計(jì)算結(jié)果粗略。特別對(duì)于結(jié)構(gòu)構(gòu)件較多，且混凝土結(jié)構(gòu)配筋非最主要研究對(duì)象時(shí)，建議采用整體式建模方法模擬鋼筋混凝土構(gòu)件。
定義了配筋率后的鋼筋混凝土梁
03 案例分析
如下圖所示的一根鋼筋混凝土梁，使用整體式建模方法模擬，著重展示配筋率實(shí)常數(shù)計(jì)算和賦值方法。
鋼筋混凝土梁尺寸簡(jiǎn)圖
為簡(jiǎn)化計(jì)算，建立鋼筋混凝土梁的1/2對(duì)稱模型，支座和加載頭建立鋼墊片，墊片與梁之間采用MPC算法粘結(jié)。
受壓區(qū)和受拉區(qū)縱筋配筋率需要分別定義，故用工作平面切割出受壓區(qū)和受拉區(qū)。
展開(kāi) 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范
交通部已發(fā)文，《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG 3362-2018）作為公路工程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，自2018年11月1日起施行。 文檔:公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG3362-2018
Abaqus纖維混凝土3D 泡沫混凝土 三維隨機(jī)幾何 三維混凝土細(xì)觀 多面體骨料建模
模型實(shí)例
以下是Abaqus內(nèi)纖維混凝土的模型，纖維是采用三維圓柱體模擬的，混凝土內(nèi)的骨料采用的是實(shí)體的球體。纖維及骨料均可設(shè)置不同的尺寸，并且各類型的數(shù)目不受限制，即可設(shè)置多種纖維及球體骨料大小。
研究進(jìn)展
在Abaqus內(nèi)建立混凝土細(xì)觀模型，如鋼纖維混凝土、不干涉球體骨料、多面體骨料模型等，是進(jìn)行混凝土性能研究的主流方法之一。而在進(jìn)行Abaqus混凝土細(xì)觀模擬時(shí)，隨機(jī)骨料及隨機(jī)纖維等幾何模型的構(gòu)件是主要的難點(diǎn)所在。
為了在Abaqus內(nèi)建立混凝土模型，有學(xué)者采用Abaqus命令的方式，但這需要有一定的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，并且需要反復(fù)改參、調(diào)試，極為不便。也有采用Abaqus混凝土建模插件實(shí)現(xiàn)的方式，這極大的節(jié)省了模型建立的耗時(shí)，如Abaqus混凝土多邊形或Abaqus混凝土三維球體骨料插件等，但其實(shí)現(xiàn)的模型較為簡(jiǎn)單，幾何模型單一。
建模方案
這里介紹一種通過(guò)AutoCAD軟件建立纖維混凝土三維模型后導(dǎo)入到Abaqus內(nèi)的方式?？蓪?shí)現(xiàn)多種混凝土模型的快速構(gòu)建。CAD導(dǎo)入Abaqus的方法簡(jiǎn)單，將CAD文件輸出為.sat格式，然后在Abaqus內(nèi)選擇導(dǎo)入部件，選擇對(duì)應(yīng)的.sat文件即可。
下面是通過(guò)該方法建立的Abaqus隨機(jī)幾何模型。
插件介紹
本插件可以生成多種形式的隨機(jī)三維幾何，用于Abaqus混凝土模型的建立，也可用于再生骨料混凝土、泡沫混凝土、加氣混凝土等方面。理論上講，只要幾何存在相似性，可進(jìn)行模型簡(jiǎn)化的，均可采用這種方式進(jìn)行建模。
插件的詳細(xì)介紹及下載見(jiàn)下方鏈接：
CAD隨機(jī)幾何3D插件
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