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案例概述本案例展示了一個基于 ANSYS APDL 的超大跨鋼管混凝土拱橋有限元建模與分析過程。橋梁主跨超過 400 米，模型采用雙單元法（Double-Element Method），以簡化且合理的方式模擬鋼管混凝土拱橋在彈性階段的整體受力與剛度特性。模型經(jīng)過充分驗證，可一次性完成恒載分析并順利收斂，結(jié)果穩(wěn)定可靠，可作為工程參考和教學(xué)示例的基礎(chǔ)模型。

二者除個別參數(shù)外形式具有異曲同工之妙，因此本案例給出用ansys精確分析混凝土徐變的方法，案例背景模擬了一個混凝土PK梁特定工況下的徐變發(fā)生過程。

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)計標準》（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度等級的混凝土軸心強度設(shè)計值、標準值、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。

《基于三維隨機細觀模型的珊瑚混凝土力學(xué)性能模擬》一文中建立了考慮界面層（ITZ）、骨料、砂漿的三相混凝土模型，并采用“背景投影法（網(wǎng)格映射法）”建立了六面體非均質(zhì)混凝土有限元模型。

</p><p>2、 幾何模型與材料參數(shù)</p><p>（1） 模型構(gòu)建：</p><p>本案例采用減縮積分三維實體單元 C3D8R 模擬雙鋼板-混凝土組合梁試件的混凝土、栓釘和鋼板部分，該單元對位移的求解結(jié)果較精確，在網(wǎng)格發(fā)生扭曲變形時分析精度不會受到大的影響。拉結(jié)筋采用T3D2三維二節(jié)點線性桁架單元進行模擬，墊塊和支座采用離散剛體殼單元進行模擬。

參數(shù)說明 單位制：本插件采用單位為牛、毫米、兆帕，因此對應(yīng)的基本單位為長度：毫米、時間：秒、質(zhì)量：噸。 Strength：混凝土強度等級。GB/T 50010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標準（2024）4.1.2節(jié)將混凝土最低強度等級修改為C20，因此插件支持C20~C80級別混凝土，此參數(shù)設(shè)置范圍為（15，80]，可設(shè)置為整數(shù)或小數(shù)。 Mass Density：混凝土質(zhì)量密度。

參數(shù)說明 單位制：采用牛頓（N）、毫米（mm）、兆帕（MPa）作為基本單位，質(zhì)量單位為噸（t）。 Strength：混凝土強度等級。根據(jù) GB/T 50010-2010（2024）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標準4.1.2節(jié)將混凝土最低強度等級修改為C20，因此插件支持C20~C80級別混凝土，此參數(shù)輸入范圍為（15，80]，可設(shè)置為整數(shù)或小數(shù)。 Mass Density：混凝土質(zhì)量密度。

3.2基于ANSYS/LSDYNA的混凝土JHC損傷本構(gòu)模型對于混凝土材料的本構(gòu)模型眾多學(xué)者進行了深入分析研究以期望獲得一個更加準確描述混凝土材料在壓縮拉伸等力學(xué)變化過程中的斷裂行為。除去上述本構(gòu)損傷模型以外，還有一種專門用來描述混凝土材料的本構(gòu)模型JHC本構(gòu)模型。然而，Abaqus自帶的材料模型中并沒有JHC本構(gòu)，其提供了內(nèi)置的子程序以供調(diào)用。

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或者參數(shù)之一，可以試試這種建模思路。

研究進展通過ANSYS進行混凝土細觀模型的構(gòu)建是進行混凝土性能分析的有效方法，在ANSYS內(nèi)構(gòu)建混凝土細觀模型是分析的前提。現(xiàn)階段在ANSYS內(nèi)進行隨機混凝土模型構(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)建混凝土隨機骨料。

本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生3、對有限元分析感興趣的工程師你會得到什么：1、學(xué)習(xí)混凝土的三維模型處理2、學(xué)習(xí)混凝土碰撞非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置3、學(xué)習(xí)混凝土碰撞顯示動力學(xué)分析步的建立4、學(xué)習(xí)混凝土碰撞顯示動力學(xué)分析的載荷施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.

4.4 混凝土的場內(nèi)運輸與布料地泵受料斗必須配備孔徑為 50×50mm 的振動篩，以防止個別大顆粒骨料流入泵管，料斗內(nèi)混凝土上表面距離上口宜為 200mm 左右，以防止泵入空氣。泵送混凝土前，先將受料斗內(nèi)清水從管道泵出，以濕潤和清潔管道，然后壓入純水泥漿或 1:1—1:2 的水泥砂漿滑潤管道后再泵入混凝土。

這種定義方式常用于模擬混凝土等非線性材料的力學(xué)行為。注意：fck應(yīng)該是在之前已經(jīng)定義的參數(shù)或常數(shù)，代表混凝土的特征抗壓強度。完整的曲線通常包含上升段和下降段，但這里只顯示了上升到峰值應(yīng)力的部分。！ =========================================！

模型參數(shù)設(shè)置方面，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標準》GB/T 50010-2010（2024年版）4.1.1條，立方體抗壓強度試驗試件尺寸邊長設(shè)置150 mm；根據(jù)《建設(shè)用卵石、碎石》GB/T14685-2011，粗骨料尺寸大于4.75 mm，本模型中設(shè)置骨料最小粒徑4.8 mm，最大粒徑25 mm；骨料分三組設(shè)置，每組設(shè)置的粒徑區(qū)間及數(shù)量應(yīng)根據(jù)混凝土配合比及顆粒級配綜合確定，相關(guān)內(nèi)容可參照《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程

何謂大體積混凝土，英文是concrete in mass，我國《大體積混凝土施工標準》GB50496-2018里規(guī)定：混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預(yù)計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土，稱之為大體積混凝土。----引自百度百科。通俗來說，對于澆筑尺寸邊長大于1m的混凝土構(gòu)筑物，都可以當做大體積混凝土。

施工單位應(yīng)遵循混凝土澆筑后覆蓋保養(yǎng)的規(guī)范要求，這對混凝土養(yǎng)護起到較好的效果。 當混凝土施工中突降暴雨，且其持續(xù)時間長，對已入摸的混凝土應(yīng)立即予以覆蓋，重新澆筑時間應(yīng)小于混凝土的初凝時間。當重新澆筑時已過初凝時間，其處理方法為，梁、板等部位施工縫應(yīng)滿足設(shè)計及GB5024《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》的規(guī)定。

</p><p class="ql-align-justify">注意，該模型為簡化計算模型，僅說明了該種工況的可行性，并且為有志于從事該研究的同學(xué)提供參考，如需較準確反應(yīng)實際情況還需深入以下問題：</p><p class="ql-align-justify">1.本模型采用的混凝土為素混凝土，并且T梁未施加重力。

當設(shè)計無要求時，構(gòu)造柱應(yīng)設(shè)置在填充墻的轉(zhuǎn)角處、T形交接處或端部；當墻長大于5m時，應(yīng)間隔設(shè)置。圈梁宜設(shè)在填充墻高度中部。 切鋸砌塊應(yīng)使用專用工具，不允許用斧或瓦刀任意砍劈,采用集中加工。 墻體洞口上部應(yīng)放置2A6.5的拉結(jié)筋，伸過洞口兩邊長度每邊不少于500mm。 不同干密度和強度等級的加氣混凝土不應(yīng)混砌。加氣混凝土砌塊也不得與其它磚、砌塊混砌。