ANSYS应用实例:钢筋混凝土简支梁数值模拟-推荐下载
基于ANSYS的钢筋混凝土简支梁桥极限承载力分析研究
基于ANSYS的钢筋混凝土简支梁桥极限承载力分析研究一、本文概述随着现代工程技术的飞速发展,钢筋混凝土简支梁桥作为桥梁工程中的重要结构形式,其极限承载力分析对于确保桥梁的安全性和稳定性具有至关重要的意义。
本文旨在通过基于ANSYS的数值模拟方法,深入研究钢筋混凝土简支梁桥的极限承载力,以期为实际工程应用提供理论依据和技术支持。
本文首先介绍了钢筋混凝土简支梁桥的基本结构特点和应用现状,阐述了进行极限承载力分析的必要性。
接着,详细介绍了ANSYS 有限元分析软件在桥梁工程中的应用及其优势,为后续的研究工作奠定了理论基础。
在研究方法上,本文采用ANSYS软件建立钢筋混凝土简支梁桥的数值模型,通过施加不同的荷载工况,模拟桥梁在实际运营过程中的受力状态。
在此基础上,对桥梁的极限承载力进行分析,探究其破坏模式、应力分布及变形特征。
本文还将考虑不同因素(如材料性能、截面尺寸、配筋方式等)对桥梁极限承载力的影响,以期获得更为全面和准确的分析结果。
本文将对所得的研究结果进行总结,提出钢筋混凝土简支梁桥极限承载力分析的关键问题和改进措施,为实际工程设计和施工提供有益的参考和借鉴。
通过本文的研究,不仅能够加深对钢筋混凝土简支梁桥极限承载力的认识和理解,还能够推动桥梁工程领域的科技进步和创新发展。
二、钢筋混凝土简支梁桥的基本原理钢筋混凝土简支梁桥,作为桥梁工程中的一种基本结构形式,其基本原理主要基于材料力学和结构力学的理论。
简支梁桥是一种静定结构,其特点是梁的两端搁置在支座上,梁端无水平推力,当梁上作用有荷载时,梁内产生的弯矩和剪力仅与荷载的大小和分布有关,而与两端支承处的约束情况无关。
在钢筋混凝土简支梁桥中,混凝土主要承担压应力,而钢筋则主要承受拉应力。
这种组合使得钢筋混凝土结构既具有混凝土的高抗压强度,又具有钢筋的高抗拉强度,从而实现了优势互补,提高了结构的整体承载能力。
钢筋混凝土简支梁桥的设计还需考虑桥梁的使用功能、荷载等级、材料性能、施工工艺等因素。
如何在ANSYS中模拟钢筋混凝土的计算模型
如何在ANSYS中模拟钢筋混凝土的计算模型最近做了点计算分析,结合各论坛关于这方面的讨论,就一些问题探讨如下,不当之处敬请指正。
一、关于模型钢筋混凝土有限元模型根据钢筋的处理方式主要分为三种,即分离式、分布式和组合式模型。
考虑钢筋和混凝土之间的粘结和滑移,则采用引入粘结单元的分离式模型;假定混凝土和钢筋粘结很好,不考虑二者之间的滑移,则三种模型都可以;分离式和分布式模型适用于二维和三维结构分析,后者对杆系结构分析比较适用。
裂缝的处理方式有离散裂缝模型、分布裂缝模型和断裂力学模型,后者目前尚处研究之中,主要应用的是前两种。
离散裂缝模型和分布裂缝模型各有特点,可根据不同的分析目的选择使用。
随着计算速度和网格自动划分的快速实现,离散裂缝模型又有被推广使用的趋势。
就ANSYS而言,她可以考虑分离式模型(solid65+link8,认为混凝土和钢筋粘结很好,如要考虑粘结和滑移,则可引入弹簧单元进行模拟,比较困难!),也可采用分布式模型(带筋的solid65)。
而其裂缝的处理方式则为分布裂缝模型。
二、关于本构关系混凝土的本构关系可以分为线弹性、非线性弹性、弹塑性及其它力学理论等四类,其中研究最多的是非线性弹性和弹塑性本构关系,其中不乏实用者。
混凝土破坏准则从单参数到五参数模型达数十个模型,或借用古典强度理论或基于试验结果等,各个破坏准则的表达方式和繁简程度各异,适用范围和计算精度差别也比较大,给使用带来了一定的困难。
就ANSYS而言,其问题比较复杂些。
1 ANSYS混凝土的破坏准则与屈服准则是如何定义的?采用tb,concr,matnum则定义了W-W破坏准则(failure criterion),而非屈服准则(yield criterion)。
W-W破坏准则是用于检查混凝土开裂和压碎用的,而混凝土的塑性可以另外考虑(当然是在开裂和压碎之前)。
理论上破坏准则(failure criterion)和屈服准则(yield criterion)是不同的,例如在高静水压力下会发生相当的塑性变形,表现为屈服,但没有破坏。
ANSYS应用实例:钢筋混凝土简支梁数值模拟
(ii )纵向钢筋:PIPE20 (iii )横向箍筋:PIPE202.2 材料性质(i )、混凝土材料表5-4 混凝土材料的输入参数一览表[16~19]·单轴受压应力-应变曲线(εσ-曲线)在ANSYS ○R程序分析中,需要给出混凝土单轴受压下的应力应变曲线。
在本算例中,混凝土单轴受压下的应力应变采用Sargin 和Saenz 模型[17,18]:221⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=c c s c c E E E εεεεεσ (5-30)式中取4'4')108.0028.1(c c c f f -=ε;断面图配筋图断面图配筋图断面图配筋图RCBEAM-01 RCBEAM-02 RCBEAM-03图5-12 各梁FEM模型断面图(a)单元网格图(b)钢筋单元划分图图5-13 算例(一)的FEM模型图2.4 模型求解在ANSYS○R程序中,对于非线性分析,求解步的设置很关键,对计算是否收敛关系很大,对于混凝土非线性有限元分析,在计算时间容许的情况下,较多的求解子步(Substeps)或较小的荷载步和一个非常大的最大子步数更容易导致收敛[2]。
在本算例中,设置了100个子步。
最终本算例收敛成功,在CPU为P41.6G、内存为256MB的微机上计算,耗时约为8小时。
2.5 计算结果及分析2.5.1 荷载—位移曲线图5-14为ANSYS○R程序所得到的各梁的荷载-跨中挠度曲线,从图中可以看出:(i)、梁RCBEAM-01:曲线形状能基本反映钢筋混凝土适筋梁剪切破坏的受力特点,而且荷载-跨中挠度曲线与钢筋混凝土梁的弯剪破坏形态非常类似,即当跨中弯矩最大截面的纵筋屈服后,由于裂缝的开展,压区混凝土的面积逐渐减小,在荷载几乎不增加的情况下,压区混凝土所受的正应力和剪应力还在不断增加,当应力达到混凝土强度极限时,剪切破坏发生,荷载突然降低。
(ii)、梁RCBEAM-02:荷载-跨中挠度曲线与超筋梁的试验荷载-跨中挠度曲线很相似,在荷载达到极限情况下,没有出现屈服平台,而是突然跌落。
钢筋混凝土简支梁模拟计算 ansys命令流
lsel,r,loc,y,0
dl,all,,uy
dl,all,,uz
lsel,all
lsel,s,loc,z,3பைடு நூலகம்00
lsel,r,loc,y,0
dl,all,,uy
lsel,all
ksel,s,loc,x,0
ksel,r,loc,y,0
!方法:分离式;solid65和link8
!材料:混凝土采用concr和钢筋为弹性材料,但不考虑压碎
!---------------------------------------------------
!为方便,假定钢筋置于梁底两侧.
!===================================================
lesize,all,,,20
lmesh,all
lsel,s,loc,z,0
lesize,all,,,4
vsel,all
vatt,1,1,1
mshape,0,3d
mshkey,1
vmesh,all
allsel,all
finish
/solu
!施加约束
/config,nres,2000
/prep7
!定义单元及其材料特性等
rd0=20.0 !钢筋直径
et,1,solid65
et,2,link8
mp,ex,1,33e3
mp,prxy,1,0.20
r,1
hntra=28
hntrl=2.6
tb,concr,1
/post1
pldisp,1
钢筋混凝 ansys算例
钢筋混凝土结构开裂计算方案1.概述开裂计算是工程中比较关心的问题,但一直是有限元分析的一个难点,涉及到材料本构、计算收敛性等诸多问题。
ANSYS +CivilFEM 提供了钢筋混凝土结构开裂计算功能,其中土木专用模块CivilFEM 提供的非线性混凝土计算适用于混凝土梁结构的非线性计算(包括开裂),可以直接通过截面定义钢筋,从而模拟钢筋混凝土梁。
但对于更一般的结构,用梁单元来模拟不一定合适,需要采用更一般的单元,ANSYS 提供了专用的钢筋混凝土实体单元SOLID65来模拟钢筋混凝土结构,该单元材料采用混凝土材料模型,可定义混凝土的开裂、压碎准则。
另外可以定义钢筋方向和体积率,可用来模拟钢筋混凝土的破坏。
本文将通过算例对ANSYS +CivilFEM 开裂计算的效果进行探讨,并针对一些计算难点提出初步的解决方案。
2.CivilFEM 开裂计算CivilFEM 适合于梁结构开裂分析,另外为了与后面SOLID65单元开裂计算结果进行比较,先探讨了CivilFEM 的开裂计算。
CivilFEM 开裂计算需要考虑的要点:1、激活CivilFEM 非线性模块(~CFACTIV ,NLC,Y ),这是CivilFEM 非线性计算的前提。
2、即使事实上为小变形,也必须打开几何非线性效应(NLGEOM,ON ),否则无法激活非线性迭代。
3、通常应该关闭求解控制(SOLCONTROL,OFF ),由于CivilFEM 非线性计算通过修改实常数的等效方法,自动求解控制反而可能导致发散。
4、在收敛不好的情况下,可以增加子步数、打开自动步长(AUTOTS,ON )或可以给定一个比较大的迭代数(NEQIT,NUM ),以改善收敛,线性搜索有时也可以改善收敛(LNSRCH,ON )。
5、有些情况下上述调整可能仍然无法保证收敛,这通常发生在一些开裂、受压区状态转换的临界点,尤其在动力分析中更易出现,可以结合两个办法克服,一是放松收敛准则(CNVTOL ),开裂分析状态变化剧烈,往往是接近收敛但出现振荡,放松收敛可以保证在较松的准则下收敛,但可得到足以满足要求的结果。
ANSYS在钢筋混凝土结构分析中的应用
第35卷第20期·54·2009年7月山西建筑SHANXIAR(HIT日=兀瓜EVd.35No.20Jul.2009文章缩号:1009-6825{2009}20.0054-02ANSYS在钢筋混凝土结构分析中的应用闫玉峰摘要:结合钢筋混凝土结构的工作特性,讲述了利用大型有限元计算软件ANSYS进行钢筋混凝土结构分析的全过程与相关技巧,以合理地运用ANSYS模拟钢筋混凝土结构。
从而推广ANSYS的应用。
关键词:AN蚧偈,钢筋,混凝土,结构分析中图分类号:TU375文献标识码:A作为世界商业有限元软件的杰出代表,ANSYS软件友好的交互式操作界面,集多领域计算于一体的强大功能,在我国吸引了越来越多的用户,土木工程是Ar、ISYS软件的一个主要应用领域。
但在应用ANSYS软件进行钢筋混凝土结构分析时,由于结构自身存在的复杂因素如:1)混凝土是复合材料,材料的均质性较差,应力应变关系成明显的非线性;2)混凝土抗拉强度很低,在通常情况下钢筋混凝土结构总是带裂缝工作的,裂缝的存在使得结构的分析大为复杂;3)钢筋和混凝土作为两种性质迥异的材料在一起工作,引起了复杂的共同作用问题等,合理地运用ANSYS模拟钢筋混凝土结构仍然是一项富有挑战性的任务。
本文结合钢筋混凝土材料的工作特性,从模型建立到非线性计算再到结果分析的全过程讲述了利用ANSYS进行钢筋混凝土结构分析的方法与技巧。
并以一钢筋混凝土简支梁为例,说明了其的具体应用。
1单元的选用及定义1.1混凝土单元——S0lid65Ar、『sYS中提供了上百种计算单元类型,其中Solid65单元是专门用于模拟混凝土材料的三维实体单元。
该单元是八节点六面体单元,每个节点具有三个方向的自由度(ux,【,y,U≥)。
在普通八节点线弹性单元Solid45的基础上,该单元增加了针对于混凝土的材性参数和组合式钢筋模型,可以综合考虑包括塑性和徐际工作中混凝土掺合料脱模剂,粉刷层等因素都会影响实际碳化深度的测定,要认真加以区别,防止“假碳化”产生的误判。
ANSYS,ADINA在钢筋混凝土结构非线性分析中的应用与算例分析
表1跨中截面的应变和应力计算 结果对比
结论与展望
结论与展望
通过以上分析和算例对比,我们可以得出以下结论:ANSYS和ADINA在钢筋混 凝土结构非线性分析中均具有较高的准确性和可靠性,二者的计算结果非常接近。 这些软件提供了丰富的建模功能、强大的求解器和灵活的材料本构模型选择,使 得它们能够广泛应用于各种复杂的钢筋混凝土结构非线性分析问题中。
ANSYS和ADINA在钢筋混凝土结构非线性分析中的应用步骤和常见问题
钢筋混凝土结构非线性分析基本原理和方法
ANSYS和ADINA都是广泛用于工程模拟的有限元软件,它们在钢筋混凝土结构 非线性分析中具有相似的应用步骤。具体而言,可以分为以下几个步骤:
钢筋混凝土结构非线性分析基本原理和方法
1、建立模型:根据实际结构,建立相应的计算模型,包括几何形状、材料属 性、边界条件等。
谢谢观看
ANSYS,ADINA在钢筋混凝土结构 非线性分析中的应用与算例分
析
目录
01 引言
03 表1跨中截面的应变 和应力计算结果对比
02 算例分析 04 结论与展望 Nhomakorabea 内容摘要
ANSYS和ADINA在钢筋混凝土结构非线性分析中的应用与算例分析
引言
引言
钢筋混凝土结构非线性分析在工程实践中具有重要意义,它能够帮助工程师 们更准确地预测结构的性能和行为。在众多非线性分析软件中,ANSYS和ADINA是 最常用的两个工具。本次演示将介绍这两个软件在钢筋混凝土结构非线性分析中 的应用原理、方法和算例,并对其优势和不足进行分析,以期为工程师们提供有 益的参考。
用ANSYS对钢筋混凝土梁进行计算模拟
一、用钢筋混凝土简支梁的数值模拟为实例,对ANSYS的使用方法进行说明钢筋混凝土简支梁,尺寸为长2000mm,宽150mm,高300mm。
混凝土采用C30,钢筋全部采用HRB335,跨中集中荷载P作用于一刚性垫板上,垫板尺寸为长150mm,宽100mm。
建立分离式有限元模型,混凝土采用SOLID65单元,钢筋采用LINK8单元,不考虑钢筋和混凝土之间的粘结滑移。
创建分离式模型时,将几何实体以钢筋位置切开,划分网格时将实体的边线定义为钢筋即可。
加载点以均布荷载近似代替钢垫板,支座处则采用线约束和点约束相结合。
单元尺寸以50mm左右为宜。
二、命令流!钢筋混凝土简支梁数值分析!分离式模型FINISH/CLEAR/PREP7!1.定义单元与材料属性ET,1,SOLID65,,,,,,,1ET,2,LINK8MP,EX,1,13585 !混凝土材料的初始弹模以及泊松比MP,PRXY,1,0.2FC=14.3 !混凝土单轴抗压强度和单轴抗拉强度FT=1.43TB,CONCR,1TBDA TA,,0.5,0.95,FT,-1 !定义混凝土材料及相关参数,关闭压碎TB,MISO,1,,11 !定义混凝土应力应变曲线,用MISO模型TBPT,,0.0002,FC*0.19TBPT,,0.0004,FC*0.36TBPT,,0.0006,FC*0.51TBPT,,0.0008,FC*0.64TBPT,,0.0010,FC*0.75TBPT,,0.0012,FC*0.84TBPT,,0.0014,FC*0.91TBPT,,0.0016,FC*0.96TBPT,,0.0018,FC*0.99TBPT,,0.002,FCTBPT,,0.0033,FC*0.85MP,EX,2,2.0E5 !钢筋材料的初始弹模以及泊松比MP,PRXY,2,0.3TB,BISO,2TBDA TA,,300,0 !钢筋的应力应变关系,用BISO模型PI=ACOS(-1)R,1R,2,0.25*PI*22*22R,3,0.25*PI*10*10TBPLOT,MISO,1 !混凝土材料的数据表绘图TBPLOT,BISO,2 !钢筋材料的数据表绘图!2.创建几何模型BLC4,,,150,300,2000*DO,I,1,19 !切出箍筋位置WPOFF,,,100VSBW,ALL*ENDDOWPCSYS,-1WPOFF,,,950 !切出拟加载面VSBW,ALLWPOFF,,,100VSBW,ALLWPCSYS,-1WPROTA,,-90WPOFF,,,30VSBW,ALLWPOFF,,,240VSBW,ALLWPCSYS,-1WPOFF,30WPROTA,,,90VSBW,ALLWPOFF,,,45VSBW,ALLWPOFF,,,45VSBW,ALLWPCSYS,-1!3.划分钢筋网格ELEMSIZ=50 !网格尺寸变量,设置为50mm LSEL,S,LOC,X,30LSEL,R,LOC,Y,30LA TT,2,2,2LESIZE,ALL,ELEMSIZLMESH,ALLLSEL,S,LOC,X,75 LSEL,R,LOC,Y,30LA TT,2,2,2LESIZE,ALL,ELEMSIZ LMESH,ALLLSEL,S,LOC,X,120 LSEL,R,LOC,Y,30LA TT,2,2,2LESIZE,ALL,ELEMSIZ LMESH,ALLLSEL,S,LOC,X,30 LSEL,R,LOC,Y,270LA TT,2,3,2LESIZE,ALL,ELEMSIZ LMESH,ALLLSEL,S,LOC,X,120 LSEL,R,LOC,Y,270LA TT,2,3,2LESIZE,ALL,ELEMSIZ LMESH,ALLLSEL,S,TAN1,Z LSEL,R,LOC,Y,30,270 LSEL,R,LOC,X,30,120 LSEL,U,LOC,X,75 LSEL,U,LOC,Z,0 LSEL,U,LOC,Z,2000 LSEL,U,LOC,Z,950 LSEL,U,LOC,Z,1050 LA TT,2,3,2LESIZE,ALL,ELEMSIZ LMESH,ALLLSEL,ALL!4.划分混凝土网格V A TT,1,1,1 MSHKEY,1ESIZE,ELEMSIZ VMESH,ALLALLSEL,ALL!5.施加荷载和约束LSEL,S,LOC,Y,0LSEL,R,LOC,Z,100DL,ALL,,UYLSEL,S,LOC,Y,0LSEL,R,LOC,Z,1900DL,ALL,,UYDK,KP(0,0,100),UX,,,,UZDK,KP(0,0,1900),UXP0=180000Q0=P0/150/100ASEL,S,LOC,Z,950,1050ASEL,R,LOC,Y,300SFA,ALL,1,PRES,Q0ALLSEL,ALLFINISH!6.求解控制设置与求解/SOLUANTYPE,0NSUBST,60OUTRES,ALL,ALLAUTOS,ONNEQIT,20CNVTOL,U,,0.015ALLSEL,ALLSOLVEFINISH!7.进入POST1查看结果/POST1SET,LASTPLDISP,1 !设定最后荷载步,查看变形ESEL,S,TYPE,,2ETABLE,SAXL,LS,1PLLS,SAXL,SAXL !绘制钢筋应力图ESEL,S,TYPE,,1/DEVICE,VECTOR,ONPLCRACK,1,1 !绘制裂缝和压碎图三、计算结果图1 混凝土材料的数据表绘图图2 钢筋材料的数据表绘图图3 钢筋的模拟图4 混凝土梁的模拟图5 梁在荷载作用下Y方向上的位移图图5 梁在荷载作用下Z方向上的应力图。
基于Ansys模拟的钢筋混凝土过梁计算
上方墙体 高度非常 接近过 梁净 跨时 ,如果仍 按全 荷载 考虑
度较小 的门窗洞 上。砌体结 构设 计规 范 中规定 ,钢筋 混凝 土过梁应按混凝 士受 弯构 件计算 ,但 现行 的过 梁上部 梁板 荷载 的计算方 法 较为 粗略 。本 文 通过 A n s y s数值 分析 软件 对过梁 的受力情 况进 行模 拟 ,得 出梁板荷 载对 过梁作 用效
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] [ = 3 -
图2 / L =Q3时的过梁 弯矩 图 图3 / L .=n5时的过 梁弯矩 图
砖强度取 MU 1 0 ,砂 浆 强度 取 MU 1 0 ,砌 体抗 压 强度 取 f = 1 . 8 9 MP a , 弹性模 量取 1 6 0 0 f=3 0 2 4 MP a , 泊松 比 取 0 . 1 5 , 过梁弹性模量取 3 0 0 0 0 MP a , 泊松 比 取0 . 2 。 实验表明 ,随着
虑梁 板荷载的计 算方 法都 是 以全 荷载 计算 。显 然 ,当过梁
砌体结构设计规 范 中主要规 定 的是三 种过梁 :钢筋 混凝土 过梁 、砖砌平拱 和配 筋砖 过梁。后者 由于 施工 时需加 临 时
支撑 ,在 国内已少有 人采 用。砖砌 平拱则 由于抗 弯 、剪能
力差 ,在地震 区因抗 折性 能差也 逐渐 被淘 汰 ,或者用 于跨
芝 0 前 材
口
文章编 号 : 1 6 7 2— 4 0 1 1 ( 2 0 1 4 ) 0 5一 O O 4 4— 0 3
ANSYS应用实例:钢筋混凝土简支梁数值模拟
(ii )纵向钢筋:PIPE20 (iii )横向箍筋:PIPE202.2 材料性质(i )、混凝土材料表5-4 混凝土材料的输入参数一览表[16~19]·单轴受压应力-应变曲线(εσ-曲线)在ANSYS ○R程序分析中,需要给出混凝土单轴受压下的应力应变曲线。
在本算例中,混凝土单轴受压下的应力应变采用Sargin 和Saenz 模型[17,18]:221⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=c c s c c E E E εεεεεσ (5-30)式中取4'4')108.0028.1(c c c f f -=ε;断面图配筋图断面图配筋图断面图配筋图RCBEAM-01 RCBEAM-02 RCBEAM-03图5-12 各梁FEM模型断面图(a)单元网格图(b)钢筋单元划分图图5-13 算例(一)的FEM模型图2.4 模型求解在ANSYS○R程序中,对于非线性分析,求解步的设置很关键,对计算是否收敛关系很大,对于混凝土非线性有限元分析,在计算时间容许的情况下,较多的求解子步(Substeps)或较小的荷载步和一个非常大的最大子步数更容易导致收敛[2]。
在本算例中,设置了100个子步。
最终本算例收敛成功,在CPU为P41.6G、内存为256MB的微机上计算,耗时约为8小时。
2.5 计算结果及分析2.5.1 荷载—位移曲线图5-14为ANSYS○R程序所得到的各梁的荷载-跨中挠度曲线,从图中可以看出:(i)、梁RCBEAM-01:曲线形状能基本反映钢筋混凝土适筋梁剪切破坏的受力特点,而且荷载-跨中挠度曲线与钢筋混凝土梁的弯剪破坏形态非常类似,即当跨中弯矩最大截面的纵筋屈服后,由于裂缝的开展,压区混凝土的面积逐渐减小,在荷载几乎不增加的情况下,压区混凝土所受的正应力和剪应力还在不断增加,当应力达到混凝土强度极限时,剪切破坏发生,荷载突然降低。
(ii)、梁RCBEAM-02:荷载-跨中挠度曲线与超筋梁的试验荷载-跨中挠度曲线很相似,在荷载达到极限情况下,没有出现屈服平台,而是突然跌落。
ANSYS在预应力钢筋混凝土结构非线性分析中的应用
ANSYS在预应力钢筋混凝土结构非线性分析中的应用一、本文概述随着现代建筑技术的不断发展,预应力钢筋混凝土结构因其独特的性能优势,如高强度、高刚度、良好的耐久性等,被广泛应用于桥梁、高层建筑、大坝等各类工程结构中。
然而,这种结构的非线性行为,特别是在承受复杂荷载和预应力作用下的表现,使得其设计和分析变得复杂而具有挑战性。
因此,寻求一种有效的工具和方法来进行预应力钢筋混凝土结构的非线性分析至关重要。
本文旨在探讨ANSYS软件在预应力钢筋混凝土结构非线性分析中的应用。
我们将简要介绍预应力钢筋混凝土结构的基本原理和特点,以及非线性分析的必要性。
然后,我们将详细阐述ANSYS软件的基本框架、功能模块以及其在非线性分析中的优势。
接着,我们将通过具体案例,展示如何使用ANSYS软件进行预应力钢筋混凝土结构的建模、预应力施加、荷载加载以及结果的后处理。
我们将对ANSYS在预应力钢筋混凝土结构非线性分析中的效果进行评估,并讨论其在实际工程应用中的潜力和限制。
通过本文的研究,我们期望能为工程师和研究人员提供一种利用ANSYS软件进行预应力钢筋混凝土结构非线性分析的有效方法,为相关工程实践提供理论支持和实际指导。
二、ANSYS软件简介ANSYS是一款功能强大的工程仿真软件,广泛应用于各种工程领域的分析,包括结构、流体、电磁、热传导等多物理场耦合问题。
它以其高度的准确性、稳定性和广泛的应用领域而受到工程师和研究人员的青睐。
ANSYS提供了丰富的单元库和材料模型,使得用户可以准确地模拟各种复杂的工程问题。
在预应力钢筋混凝土结构的非线性分析中,ANSYS凭借其强大的非线性求解能力和丰富的材料模型库,可以模拟钢筋与混凝土之间的相互作用,以及预应力对结构性能的影响。
通过定义合适的材料本构关系、非线性行为以及接触关系,ANSYS可以对预应力钢筋混凝土结构在受力过程中的应力分布、变形行为以及破坏模式进行精确的预测。
ANSYS还提供了丰富的后处理功能,可以帮助用户直观地展示和分析仿真结果,如应力云图、变形云图、荷载-位移曲线等,从而帮助用户深入了解结构的受力性能和破坏机理。
ANSYS对简支梁的数值模拟
ANSYS对简支梁的数值模拟
段敬民;冯波涛;李伟
【期刊名称】《低温建筑技术》
【年(卷),期】2009(031)012
【摘要】采用Solid65单元和Link8单元对钢筋混凝土简支梁进行了数值模拟计算,模拟结果表明用Solid65单元和Link8单元模拟钢筋混凝土简支梁破坏是可行的,基本上能反映梁破坏时的力学特征,说明了利用ANSYS有限元程序作为辅助的研究手段来模拟试验过程的可行性的,也是可靠的.
【总页数】3页(P53-55)
【作者】段敬民;冯波涛;李伟
【作者单位】河南理工大学土木工程学院,河南,焦作,454000;河南理工大学土木工程学院,河南,焦作,454000;河南理工大学土木工程学院,河南,焦作,454000
【正文语种】中文
【中图分类】TU311.41
【相关文献】
1.基于ANSYS的简支梁桥柔性墩纵向力分配研究 [J], 丁剑霆;庞静;刘春川
2.基于ANSYS的简支T梁桥桥面连续结构的空间仿真分析 [J], 凌青松
3.基于ANSYS有限元法的简支梁力学计算与优化设计 [J], 吕凯;张文辉
4.基于ANSYS的单跨简支梁钢桥的谐响应分析 [J], 王冬丽;袁朝庆
5.基于ANSYS钢筋混凝土简支梁极限荷载研究 [J], 周广强;王康入
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ANSYS应用实例:钢筋混凝土简支梁数值模拟-推荐下载
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关,1系电过,力管根保线据护敷生高设产中技工资术艺料0不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层,机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试2下卷2,高总而中体且资配可料置保试时障卷,各调需类控要管试在路验最习;大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试,况卷要下安加与全强过,看度并22工且22作尽22下可22都能22可地护以缩1关正小于常故管工障路作高高;中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整,处核或理对者高定对中值某资,些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定,卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置,跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等,料,编试要5写、卷求重电保技要气护术设设装交备备置底4高调、动。中试电作管资高气,线料中课并敷3试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术,技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项;资方对料式整试,套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资,气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技,进术合行,理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对:于于在调差分试动线过保盒程护处中装,高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时,术,作是应为指采调发用试电金人机属员一隔,变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内;图部同纸故一资障线料时槽、,内设需,备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切,验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中,术资要资料进料试行,卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
ANSYS在钢筋混凝土梁热分析中的应用
ANSYS在钢筋混凝土梁热分析中的应用【摘要】在火灾荷载的条件下,钢筋混凝土构件内部的温度场分布,对火灾后的构件能否继续使用,具有重要的作用。
ANSYS作为大型有限元软件,在有限元分析中得到了普遍的应用.本文首先从混凝土梁截面热分析入手,然后进行混凝土构件梁整体热分析,从而比较两者在热分析中的误差,从而得出ANSYS 在热分析中方法及思路。
【关键词】ANSYS;热分析;钢筋混凝土梁Reinforced concreted beam in the application of thermal analysis with ANSYS【Abstract】With the fire load conditions, the inside temperature field distribution of concrete beam has an important role on the components. As large-scale finite element software, the finite element analysis has gained widespread application. Comparing the thermal analysis of concrete beam section with the overall thermal analysis of concrete beams, and then draw the differences and similarities, which take thermal analysis in ANSYS in the methods and ideas.【Key words】ANSYS;Thermal analysis;Reinforced concrete beam1. 前言组成钢筋混凝土梁构件的材料,在火灾荷载作用下,其热工性能和力学性能会产生明显的变化,变形也会明显增大,由于构件在受火时,体积膨胀、截面温度不均匀分布,都会使截面产生自平衡的温度应力和构件弯曲变形[1]。
ANSYS数值仿真技术对《钢筋混凝土与砌体结构》课程的教学应用研究
ANSYS数值仿真技术对《钢筋混凝土与砌体结构》课程的教学应用研究钢筋混凝土与砌体结构作为土木工程专业的一门主干课程,具有计算公式多、计算量大、知识面广、构造要求多等特点,一直以来是教学的难点。
提出采用数值模拟仿真技术应用于教学过程中,帮助分析复杂的结构受力情况。
实践证明,将数值模拟仿真技术应用与课程中,能有效提高教学质量,提高学生思维应变和创新能力。
标签:ANSYS;钢筋混凝土结构;有限元《钢筋混凝土与砌体结构》作为土木工程专业的一门主干课程,具有计算公式多、计算量大、知识面广、构造要求多等特点,一直以来是教学的难点。
土木工程是一门与试验密切挂钩的学科,在专业教学中涉及到了很多试验,例如:土力学试验,建筑材料试验,材料力学试验,结构检测试验等,许多课程都在这些试验过程和结果中得到总结和验证,《钢筋混凝土与砌体结构》课程就是典型,在教学过程中,涉及材料性能,受力原理、结构构造,并且涉及简单工程实例的设计方法原理施工图绘制等众多知识点,对构件和结构进行试验分析得到理论结果,对这门课程的教学是非常有帮助的,并且这一课程的教学效果直接影响学生的实际工程分析能力以及工程创新能力的培养,然而普通独立院校常常受到试验条件缺乏,设备落后的影响,导致教学模式固化,这一课程的试验教学较少,严重影响学生理解和实践能力的培养,导致学生缺乏工程意识。
国内外常采用数值模拟仿真软件应用于工程实例,帮助分析复杂的结构受力情况,这种仿真软件是融结构、热力学、流体、电磁和声学等于一体的大型通用有限元分析软件,常应用在土木工程中,包括大坝工程、隧道及地下工程、桥梁结构工程、房屋建筑工程、边坡工程以及基础工程,分析各类工程结构的力学行为和在工程结构施做和使用过程中的力学行为的有限元分析过程,包括2D和3D 的分析,其在实际工程中的应用是非常常见和成熟的。
近些年,提出了将数值模拟仿真软件应用于教学,将计算机辅助教学作为高校教学改革的发展方向,解决试验条件缺乏的困境。
实验八 应用ANSYS对简支梁的仿真计算
实验八 应用ANSYS 对简支梁的仿真计算
一、实验目的
1、掌握ANSYS 的基本操作。
2、将有限元计算结果与理论值进行比较。
二、实验仪器、设备和工具
1、硬件:计算机。
2、软件:ANSYS。
三、数值仿真试验原理
应用有限元方法,以ANSYS 软件为工具。
四、数值试验步骤
1、建立几何模型
2、选择单元类型
3、定义实常数
4、定义材料属性
5、划单元
6、加约束及其它边界条件
7、加载
8、求解
9、后处理
五、问题描述
图为简支梁的示意图。
设集中力N 100=F ,梁的截面直径,梁长度。
材料的弹性模量。
求梁中心处的挠度。
mm 10=d mm 100=l GPa 210=E
六、实验报告要求
1、应用材料力学计算出理论值。
2、应用ANSYS进行计算并与理论值进行比较。
3、理论值实验值相比较计算误差。
并将计算结果填入表中。
附表1 实验值和理论值比较
数值试验值 理论值 相对误差%
七、思考题
1、数值试验计算结果与理论值误差产生的原因?
2、影响数值试验计算结果计算精度的主要因素是什么?
3、简支梁约束简化的合理原因是什么?。
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对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关,1系电过,力管根保线据护敷生高设产中技工资术艺料0不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层,机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试2下卷2,高总而中体且资配可料置保试时障卷,各调需类控要管试在路验最习;大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试,况卷要下安加与全强过,看度并22工且22作尽22下可22都能22可地护以缩1关正小于常故管工障路作高高;中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整,处核或理对者高定对中值某资,些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定,卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置,跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等,料,编试要5写、卷求重电保技要气护术设设装交备备置底4高调、动。中试电作管资高气,线料中课并敷3试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术,技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项;资方对料式整试,套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资,气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技,进术合行,理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对:于于在调差分试动线过保盒程护处中装,高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时,术,作是应为指采调发用试电金人机属员一隔,变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内;图部同纸故一资障线料时槽、,内设需,备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切,验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中,术资要资料进料试行,卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
Ec Es
Ec
2
钢支座 垫板 0.25
2 105
360
c
c
2
σ fy
(σε ,)
Es
ε 0 εs
图 5-10 钢材的应力-应变关系
UX=0 UY=0
(5-30)
断面图
RCBEAM-01
配筋图
(a)单元网格图
断面图
RCBEAM-02
图 5-12 各梁 FEM 模型断面图
图 5-13 算例(一)的 FEM 模型图
配筋图
断面图
RCBEAM-03
(b)钢筋单元划分图
配筋图
120
100
80
60
40
20
A
B
荷载P-跨中挠度Δ
0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
2 ANSYS ○R 应用实例:钢筋混凝土简支梁数值模拟
下面以钢筋混凝土简支梁的 ANSYS ○R 程序数值模拟的应用实例,对 ANSYS ○R 程序的应用方法 及模拟效果进行验证,梁的尺寸、配筋及荷载如图 5-9 所示。钢筋采用Ⅱ级钢,混凝土强度等级为 C30。
2.1 单元类型
(i)混凝土单元:采用 ANSYS ○R 程序单元库中 SOLID65 单元。 (ii)纵向钢筋:PIPE20 (iii)横向箍筋:PIPE20
说明
(b)、屈服准则和强化准则
钢材材性输入参数一览表
纵向钢筋 横向箍筋
受拉 受压
0.25
2 105
360 210
0.25
2 105
210
钢材的屈服准则选用双线性随动强化材料(BKIN)[8]。在 ANSYS ○R 程序中,本算例中钢材的
需要输入的参数为泊松比 、弹性模量 Es 和屈服强度 f y ,钢材的输入参数见表 5-6。
传递系数 t
张开 闭合
0.35 0.75
式中取 c
(1.028 0.1084
(ii)、钢材:
(a)、本构关系(应力应变曲线)
f
' c
ห้องสมุดไป่ตู้
)4
f
' c
;
1
在本算例中,所有钢材,包括梁中纵向主筋、横向箍筋和钢支座垫板均采用理想弹塑性模型
[9~16],其应力-应变曲线见图 5-10。
表 5-5
泊松比 Es ( N / mm2 ) f y ( N / mm2 )
150 150 150 RCBEAM-01
图 5-9
300
30
300
30
30
300
30
30
30
300
125
2Φ82Φ82Φ8
¦ µ8@¦75µ8@¦75µ8@75 2¦ µ22¦ µ22¦ µ22
600
300
30
300
30
30
300
30
30
30
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关,1系电过,力管根保线据护敷生高设产中技工资术艺料0不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层,机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试2下卷2,高总而中体且资配可料置保试时障卷,各调需类控要管试在路验最习;大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试,况卷要下安加与全强过,看度并22工且22作尽22下可22都能22可地护以缩1关正小于常故管工障路作高高;中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整,处核或理对者高定对中值某资,些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定,卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置,跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等,料,编试要5写、卷求重电保技要气护术设设装交备备置底4高调、动。中试电作管资高气,线料中课并敷3试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术,技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项;资方对料式整试,套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资,气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技,进术合行,理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对:于于在调差分试动线过保盒程护处中装,高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时,术,作是应为指采调发用试电金人机属员一隔,变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内;图部同纸故一资障线料时槽、,内设需,备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切,验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中,术资要资料进料试行,卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
( N / mm2 )
25.0
P
f
' c
600
300
30
300
30
30
300
30
30
30
150 150 150
4¦ 2µ42¦ µ224¦ µ22 ¦ µ8@¦75µ8@¦75µ8@75
4¦ µ242¦ µ224¦ µ22
RCBEAM-03
单轴抗拉强度 f r ( N / mm2 )
3.1125
裂缝间剪力
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关,1系电过,力管根保线据护敷生高设产中技工资术艺料0不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层,机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试2下卷2,高总而中体且资配可料置保试时障卷,各调需类控要管试在路验最习;大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试,况卷要下安加与全强过,看度并22工且22作尽22下可22都能22可地护以缩1关正小于常故管工障路作高高;中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整,处核或理对者高定对中值某资,些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定,卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置,跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等,料,编试要5写、卷求重电保技要气护术设设装交备备置底4高调、动。中试电作管资高气,线料中课并敷3试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术,技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项;资方对料式整试,套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资,气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技,进术合行,理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对:于于在调差分试动线过保盒程护处中装,高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时,术,作是应为指采调发用试电金人机属员一隔,变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内;图部同纸故一资障线料时槽、,内设需,备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切,验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中,术资要资料进料试行,卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。