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1、 引言方鋼管混凝土結構憑借鋼管對混凝土的約束作用，使構件的承載力與延性得到顯著提升，在高層建筑與橋梁工程中應用廣泛。該結構在軸壓荷載下，鋼管與混凝土協(xié)同工作，其受力機理與傳統(tǒng)鋼筋混凝土柱存在明顯差異。本案例圍繞方鋼管混凝土短柱的軸壓性能展開建模復現(xiàn)，借助 ABAQUS 有限元分析軟件對其軸壓受力性能進行數(shù)值模擬。本次復現(xiàn)主要聚焦于建模過程教學，不涉及參數(shù)優(yōu)化內容。

方鋼管混凝土本構模型，方鋼管約束混凝土本構模型，mander混凝土本構模型，自己做的方鋼管混凝土本構模型，表格只要輸入相關參數(shù)，自動生成混凝土塑性損傷本構關系，塑性損傷本構模型。B站有鋼管混凝土軸壓驗證操作詳細視頻：https://www.bilibili.com/video/BV19R4y147gb?spm_id_from=333.337.search-card.all.click

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，結果穩(wěn)定可靠，可作為工程參考和教學示例的基礎模型。

4、粘結滑移的模擬，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。在普通的鋼筋混凝土構件計算中考慮粘結滑移作用多此一舉，若研究課題中，鋼筋和混凝土間的粘結-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。

其中論文中的混凝土骨料采用圓內接多邊形算法，建立的模型如下圖所示。 并且建立了骨料外側的界面過渡區(qū)部件。 毛細管結構采用Voronoi算法生成，并與骨料、ITZ形成完整的模型，用于模擬微介觀混凝土模型內的水分擴散。

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(xù)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(jié)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。

在ANSYS Workbench內建立隨機球體及ITZ界面層混凝土細觀模型可采用CAD隨機球體顆粒&過渡區(qū)3D插件建模后將模型導入。 在插件內設置好模型參數(shù)后運行，插件會自動完成隨機球體、界面過渡區(qū)、基體模型的建立。插件已將不同部件分圖層進行建模，將模型整體導出為IGES格式文件。

研究進展通過ANSYS進行混凝土細觀模型的構建是進行混凝土性能分析的有效方法，在ANSYS內構建混凝土細觀模型是分析的前提。現(xiàn)階段在ANSYS內進行隨機混凝土模型構建的主流方法是通過APDL命令流等形式，這要求研究者應具有一定的程序設計能力。為了方便快捷的構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模型導入的方式，實現(xiàn)無編程構建混凝土隨機骨料。

當然采用插件也可以生成其他形式的COMSOL隨機幾何模型。如COMSOL模擬巖石的節(jié)理、短纖維混凝土等。 在本教程中所用到的插件下載：CAD_隨機三維纖維插件

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(shù)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(tài)。

<p>1、 引言</p><p>雙鋼板 - 混凝土組合結構的抗剪性能與傳統(tǒng)鋼筋混凝土結構存在顯著差異。該結構通過拉結筋和栓釘實現(xiàn)鋼板與混凝土的連接，在剪力作用下易產(chǎn)生界面滑移，導致試件剛度與承載力下降。本案例聚焦于論文第 4 章雙鋼板 - 混凝土組合梁的建模復現(xiàn)，旨在通過 ABAQUS 有限元分析軟件，對組合梁抗剪性能進行數(shù)值模擬。需特別說明的是，本次復現(xiàn)僅涵蓋建模過程教學，不涉及曲線擬合內容。

裝配式預制鋼筋混凝土梁柱節(jié)點抗震性能研究[J].武漢大學學報(工學版),2021,54(06):502-508.[4] 李飛濤. 裝配混凝土結構插銷式梁柱節(jié)點受力性能有限元分析[D].安徽理工大學,2021.[5] 李志強,許金莉,胡慶龍.內置CFRP圓管的方鋼管混凝土梁柱節(jié)點力學性能有限元分析[J].建設科技,2018(03):48-49.

本案例介紹在COMSOL內建立包含骨料、砂漿、ITZ在內的多組分混凝土細觀有限元二維模型。 混凝土細觀模型中的粗骨料及界面過渡區(qū)ITZ幾何圖形通過CAD隨機多邊形插件2D專業(yè)版建模生成。

三、總結1、對ABAQUS做節(jié)點擬靜力試驗數(shù)值模擬的4種方法進行建模分析，可應用于鋼筋混凝土節(jié)點、ECC節(jié)點、再生混凝土節(jié)點、等同現(xiàn)澆的裝配式節(jié)點等。2、梁單元不僅計算時間較短，而且計算結果也與試驗結果吻合較好。3、超自由度單元由于考慮了節(jié)點區(qū)的剪切變形與粘結滑移，所得捏縮效果最好。4、實體單元計算受網(wǎng)格、本構長短、損傷因子等眾多參數(shù)的影響，計算結果會有差異。

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描述。根據(jù)鋼筋和混凝土是否共節(jié)點又可分為：</p><p><br></p><p>2.3.1. 共節(jié)點分離式模型（簡稱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采用拉格朗日或ALE類型。采用拉格朗日單元的共節(jié)點分離模型計算效率相對較高，缺點是建模復雜，混凝土網(wǎng)格受到鋼筋編排的制約。