混凝土結構抗爆的案例
Ls-Dyna對預應力鋼筋混凝土結構的抗爆模擬
Ls-Dyna求解器功能強大，是世界上最著名的顯示動力分析程序，尤其適合求解各種二維、三維非線性結構的碰撞、侵蝕和爆炸沖擊等非線性問題。案例中承受爆炸荷載構件為剪力墻-預應力寬連梁鋼筋混凝土構件，構件有限元模型應用HyperMesh工具處理，鋼筋與混凝土單元共節點，模型概況，如圖1。本案例采用kg-mm-s單位制。
模擬預應力鋼筋混凝土結構的爆炸沖擊響應，需要分兩步處理：第一步，對構件施加預應力，模擬構件的穩態應力分布；第二步，進行預應力分布穩定時的構件抗爆模擬。其中，第二步針對預應力鋼筋混凝土構件進行的爆炸相關設置，見前貼<Ls-Dyna對鋼筋混凝土結構的抗爆模擬>，本文章主要介紹預應力，即預緊力的施加，及重啟動的相關設置。空氣及炸藥網格可用TCE工具處理（TCE使用方法見我的技術鄰免費課程<Dyna求解的工程爆破模擬教程>）。
Part1預緊力的施加-預應力鋼筋混凝土構件建立：
第一步，新建MAIN.k、ALE.K、BlastPoint.k、Boundary.k、EntitySet.k、Mode.k（搭建的模型文件導出Mode.k中）。復制材料卡片（提前寫好，或聯系博主索要）及計算控制卡片（聯系博主索要）到計算文件夾中，形成文件內容如圖2。文件解析見前貼<Ls-Dyna對鋼筋混凝土結構的抗爆模擬>。
第二步，將MAIN.k文件導入HyperMesh中（模型搭建如若不會，可以向博主索要學習資料），操作步驟見圖3。
第三步，為模型分配材料及屬性。
本例中構件模型及單元屬性按表1采用，混凝土單元材料模型添加材料侵蝕關鍵字*MAT_ADD_EROSION，材料與屬性需要依照圖4操作圖示，依次完成賦值。
第四步，生成預應力鋼筋截面上幾何點，操作步驟見圖5。
展開 Dyna求解的工程爆破模擬-隧道爆破開挖
10.添加炸藥材料及空氣材料模型、狀態方程、及ALE屬性
參見我的CSDN博客<Dyna求解的工程爆破模擬-鋼筋混凝土結構抗爆>“9.給添加炸藥材料及介質材料模型、狀態方程、及ALE屬性”。
11.添加多物質流固耦合
參見我的CSDN博客<Dyna求解的工程爆破模擬-鋼筋混凝土結構抗爆>“10.多物質流固耦合添加”。其中MASTER組件包括空氣及炸藥組件，Sla-ve組件包括巖石及隧道組件。
12.添加無反射邊界條件
參見我的CSDN博客<Dyna求解的工程爆破模擬-鋼筋混凝土結構抗爆>“11.添加無反射邊界條件”。
13.導出模型
參見我的CSDN博客<Dyna求解的工程爆破模擬-鋼筋混凝土結構抗爆>“12.導出模型”。
14.空氣及炸藥匹配材料模型、狀態方程、及ALE屬性
參見我的CSDN博客<Dyna求解的工程爆破模擬-鋼筋混凝土結構抗爆>“13.介質及炸藥匹配材料模型、狀態方程、及ALE屬性”。
15.提交計算
參見我的CSDN博客<Dyna求解的工程爆破模擬-鋼筋混凝土結構抗爆>“14.提交計算”。
展開 Dyna求解的工程爆破模擬—鋼筋混凝土結構抗爆
該插件基于HyperMesh前處理工具開發，可簡化Ls-Dyna爆炸求解工作的復雜流程，用來快速完成工程爆破及結構抗爆的相關操作。
本例針對一剪力墻-寬連梁結構進行抗爆模擬設置，來演示TCE工具在單點起爆問題上的使用，視頻教程參見我的技術鄰免費公開課<Dyna求解的工程爆破模擬教程>。
1. 啟動插件
（1）點擊腳本打開按鈕；
（2）在彈出來的文件選擇框中選擇插件；
（3）單擊打開按鈕。
2.設置單位制度
（1）單擊插件GlobalSetting模塊下的Unit按鈕，在彈出的單位制界面中可以勾選kg-mm-s標簽，可以根據自己需求選擇其他的標簽；
（2）單擊Apply添加設定。
3.設置工作路徑
設置工作路徑，是為給出模型設置后的k文件導出位置。
（1）單擊插件GlobalSetting模塊下的MATPath按鈕，單擊Select按鈕；
（2）在文件夾瀏覽器中選擇中意的；
（3）單擊確定按鈕。
4.導入模型
模型應該是空氣與炸藥還未進行建立的被爆破的有限元模型，這個模型可以是已經進行完成相關材料及屬性賦值的模型，也可以只是一個單元組成的模型。
（1）單擊Import按鈕，在文件選擇對話框里選擇模型文件；
（2）單擊打開按鈕，模型導入結束，單擊Back按鈕返回插件界面。
5.創建初始k文件
（1）單擊插件GlobalSetting模塊下的Assemble按鈕，勾選需要創建的文件；
（2）單擊MAIN按鈕生成k文件；
（3）單擊Back按鈕，返回插件工作界面。
展開 Ls-Dyna對鋼筋混凝土結構的抗爆模擬
計算結果：
計算文件請添加q群（cae技術聊）：551922835獲取
鋼筋混凝土網格處理見博主課程：基于HyperMesh工具的鋼筋混凝土網格處理方法
基于*LOAD_BLAST工程算法的鋼筋混凝土結構抗爆計算 ￥45
<p> 采用*LOAD_BLAST工程爆炸算法，對鋼筋混凝土板進行抗爆計算，如圖 1所示。球形TNT炸藥50g，炸高30cm，混凝土板尺寸為10×10×0.4cm。采用1/4對稱計算模型，混凝土板四周采用固支約束。鋼筋混凝土采用不共節點分離式建模方法建立。鋼筋材質為Q235鋼，截面為圓形，截面外徑為0.05cm。采用g-cm-us單位制建模。鋼筋變形情況和混凝土變形情況如圖2、3所示。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/upload/202005/c09dbb9b8f8d4eaba8e0646be8380f51.png" title="圖片1.png" alt="圖片1.png" style="max-width: 760px; width: 591px; height: 364px;" width="591" height="364" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202005/c09dbb9b8f8d4eaba8e0646be8380f51.png?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202005/c09dbb9b8f8d4eaba8e0646be8380f51.png?
展開 LS-DYNA | 鋼筋混凝土抗爆
LS-DYNA | 鋼筋混凝土抗爆
LS-DYNA | 鋼筋混凝土抗爆的數值模擬
鋼筋混凝土抗爆
破片侵徹充液容器
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LS-DYNA | 鋼筋混凝土的抗爆性能的數值分析
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ABAQUS混凝土損傷塑性模型-2010混凝土結構設計規范中C50混凝土-彈模34400Mpa-損傷因子計算及EXCEL
這是我自己計算的2010規范中ABAQUS混凝土損傷塑性模型-2010混凝土結構設計規范中C50混凝土-彈模34400Mpa-損傷因子計算及EXCEL
首先用自己的數據計算2010規范中規定的混凝土本構關系
然后借助文件夾中02版規范的方法，計算損傷因子。
以后還會有詳細計算方法，此數據僅供參考。
2010規范用C50混凝土損傷塑性本構關系數據-彈模34400MPa-帶損傷因子-自己數據計算得出.rar
鋼筋混凝土結構有限元分析單元類型和分析模型 附混凝土結構有限元分析下載
通常鋼筋混凝土結構有限元分析單元分為兩個層次：桿系單元和實體單元。前者著重分析單元力（包括力和彎矩）與位移（包括位移和轉角）之間的關系，而后者著重分析單元的應力—應變關系。單元類型的選取應兼顧計算規模、材料模型的精度等多方面的因素。對于全結構規模較大，可將結構離散成桿系單元進行分析。對于復雜區域（梁柱節點）或重要的構件等可將桿系結構體系計算的力和位移施加到實體單元模型上，分析局部應力和應變。在結構分析中應盡可能多地采用三維實體單元模型，力求最大程度的真實模擬實際結構構件。
1.鋼筋混凝土結構有限元分析中的模型
鋼筋混凝土結構不同于一般均質材料，它是由鋼筋和混凝土兩種材料構成的，一般鋼筋是被包圍在混凝土之中，而且相對體積較少，因此建立結構有限元模型需考慮這些特性。構成鋼筋混凝土結構的有限元模型主要有以下三類：
1.1 分離式模型
分離式模型把混凝土和鋼筋作為不同的單元來處理，即混凝土和鋼筋各自被劃分為足夠小的單元?？紤]到鋼筋是一種細長材料，通?？珊雎云錂M向抗剪強度。這樣，可以將鋼筋作為線形單元處理（如ANSYS中的link8單元）。混凝土可采用四面體單元等實體單元（如ANSYS中的solid65單元）。在該模型中，鋼筋和混凝土之間可以插入聯結單元來模擬鋼筋和混凝土之間的粘結和滑移，若鋼筋和混凝土之間的粘結很好，不會有相對滑移，則可視為剛性聯結，可以不考慮聯結單元問題。眾所周知，鋼筋混凝土是存在裂縫的(否則鋼筋難以發揮作用)，而開裂必然導致鋼筋和混凝土變形不協調，也就是說必然存在粘結失效和滑移的產生，因此這種模型被廣泛的應用。單元剛度矩陣的推導與一般有限元相同。
1.2 組合式模型
組合式模型是假設鋼筋以一個確定的角度分布在整個單元中，并假設混凝土與鋼筋之間存在著良好的粘結，認為兩者之間無滑移。又分為分層組合方式和帶鋼筋膜的方式等。
展開 鋼管混凝土組合結構-混凝土本構關系 ￥9.99
在讀研三，參考多篇博士碩士相關論文，得到的鋼管混凝土本構關系，經過多次計算結果較為滿意，
歡迎大家交流
預應力混凝土結構的概念(Prestressed Concrete)
Mccormac et al. (2016) Design of Reinforced Concrete (10th Edition) 671p.
4 配筋混凝土結構的分類
國內通常把全預應力混凝土、部分預應力混凝土和鋼筋混凝土結構總稱為配筋混凝土結構系列。
4.1 國外配筋混凝土結構的分類
I級：全預應力—在全部荷載最不利組合作用下，正截面上混凝土不出現拉應力；
II級：有限預應力—在全部荷載最不利組合作用下，正截面上混凝土允許出現拉應力，但不超過其抗拉強度（即不出現裂縫）；在長期持續荷載作用下，混凝土不出現拉應力；
III級：部分預應力—在全部荷載最不利組合作用下，構件正截面上混凝土允許出現裂縫，但裂縫寬度不超過規定容許值；
IV級：鋼筋混凝土結構。
4.2 國內配筋混凝土結構的分類
根據國內工程習慣，我國對以鋼材為配筋的配筋混凝土結構系列，采用按其預應力度分成全預應力混凝土、部分預應力混凝土和鋼筋混凝土等三種結構的分類方法。
(1) 預應力度的定義
《公路橋規》將受彎構件的預應力度(λ)定義為由預加應力大小確定的消壓彎矩M0與外荷載產生的彎矩Ms的比值，即
(2) 配筋混凝土構件的分類
全預應力混凝土構件——在作用（荷載）短期效應組合下控制的正截面受拉邊緣不允許出現拉應力(不得消壓)，即λ≥1；
部分預應力混凝土構件——在作用（荷載）短期效應組合下控制的正截面受拉邊緣出現拉應力或出現不超過規定寬度的裂縫，即1＞ λ ＞0；
鋼筋混凝土構件——不預加應力的混凝土構件，λ =0。
(3) 部分預應力混凝土構件的分類
部分預應力混凝土構件就是指其預應力度介于以全預應力混凝土構件和鋼筋混凝土構件為兩個界限的中間廣闊領域內的預應力混凝土構件。
展開 基于ABAQUS的鋼筋混凝土結構的裂縫分析
1 鋼筋混凝土梁的試件尺寸及配筋圖
試件特征：根據試驗要求，試驗梁的混凝土強度等級為C30，混凝土保護層厚度為25mm。
適筋梁：①為 2φ18。梁的中間 400mm區段內無腹筋，其余區域配有 6@100 的箍筋，
以保證不發生斜截面破壞。梁的受壓區配有兩根架立筋，通過箍筋與受力筋綁扎在一起，形成骨架，保證受力鋼筋處在正確的位置。
2 基于實體單元模型的建立
根據原始構件尺寸及配筋圖通過創建鋼筋、混凝土實體以及將實體裝配等過程進行鋼筋混凝土梁的建立，并給鋼筋混凝土梁施加位移條件和邊界條件。
3 基于實體單元的模擬
3.1 單元類型選擇
ABAQUS 軟件中實體單元類型種類居多，功能多樣，應用廣泛。本文根據模型的受力特點，混凝土采用三維二節點實體縮減積分單元 (C3D8R) , 即滿足精度又可以減小計算量。鋼筋采用三維二節點桁架單元 (T3D2)
[1] 。
3.2 混凝土本構模型
本文在進行實體單元模擬時，混凝土本構模型選取混凝土塑性損傷(CDP)模型。根據我國《混凝土結構設計規范》(GB 50010—2002)給出的混凝土單軸受壓和受拉應力-應變曲線
方程進行計算。受壓應力-應變曲線如圖 3 所示，計算公式見式(1)—式(4)。
式中:αa、αd為混凝土單軸受壓應力-應變曲線上升段和下降段的參數值,按規范要求取
值；f *c 為混凝土單軸抗壓強度；εc 為與 f *c相對應的混凝土峰值壓應變。
混凝土單軸受拉應力-應變曲線如圖 4 所示,計算公式見式(4)—式(8)。
式中，αt為混凝土單軸受拉應力-應變曲線下降段的參數值,按規范要求取值;f *t 為混凝
土單軸抗拉強度；εt為與 f *t相對應的混凝土峰值拉應變[2]。
展開 ANSYS鋼筋混凝土結構開裂計算介紹
ANSYS＋CivilFEM提供了鋼筋混凝土結構開裂計算功能，其中土木專用模塊CivilFEM提供的非線性混凝土計算適用于混凝土梁結構的非線性計算（包括開裂），可以直接通過截面定義鋼筋，從而模擬鋼筋混凝土梁。
但對于更一般的結構，用梁單元來模擬不一定合適，需要采用更一般的單元，ANSYS提供了專用的鋼筋混凝土實體單元SOLID65來模擬鋼筋混凝土結構，該單元材料采用混凝土材料模型，可定義混凝土的開裂、壓碎準則。
另外可以定義鋼筋方向和體積率，可用來模擬鋼筋混凝土的破壞。本文將通過算例對ANSYS＋CivilFEM開裂計算的效果進行探討，并針對一些計算難點提出初步的解決方案。
2．CivilFEM開裂計算
CivilFEM適合于梁結構開裂分析，另外為了與后面SOLID65單元開裂計算結果進行比較，先探討了CivilFEM的開裂計算。
CivilFEM開裂計算需要考慮的要點：
1、激活CivilFEM非線性模塊（~CFACTIV,NLC,Y），這是CivilFEM非線性計算的前提。
2、即使事實上為小變形，也必須打開幾何非線性效應（NLGEOM,ON），否則無法激活非線性迭代。
3、通常應該關閉求解控制（SOLCONTROL,OFF），由于CivilFEM非線性計算通過修改實常數的等效方法，自動求解控制反而可能導致發散。
4、在收斂不好的情況下，可以增加子步數、打開自動步長（AUTOTS,ON）或可以給定一個比較大的迭代數（NEQIT,NUM）,以改善收斂，線性搜索有時也可以改善收斂（LNSRCH,ON）。
展開 混凝土結構檢測方法階段性研究總結
混凝土構件的性能檢測是結構可靠性評估以及拆除再利用評估的核心環節。簡要分享我的一些理解與歸納。對這些方法的選取主要遵循：方法須有明確規范出處，便于工程中推廣落地；同時關注方法的可操作性與行業認可度，避免“紙上談兵”。
一、先明確混凝土的定義
我們所說的“普通混凝土”，其實是《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ 55-2011）中規定的干表觀密度在 2000～2800kg/m3之間的混凝土，包括高強、泵送、大體積等各種類型。建工上講其實就是水泥混凝土。
二、混凝土強度檢測方法：直接法 vs 間接法
直接法：取樣后直接加載，結果準確但破損性強。
間接法：測量相關物理量 → 通過“測強曲線”間接估算強度，適用性受限于實驗條件。
三、鋼筋銹蝕檢測方法：無損技術發展迅速，但需規范支撐
半電池電位法：評估銹蝕趨勢（非實際銹蝕）
特征K值法：適用于碳化引起的老化結構
剔鑿實測（直接法）：驗證實際銹蝕
目前大部分無損方法是趨勢評估，無法直接給出實際銹蝕率，實際使用中常需與局部剔鑿結合。
四、智能無損檢測：團隊有小伙伴從事相關研究，歡迎交流咨詢！
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