ANSYS中简支梁的模拟计算
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
基于Ansys软件的简支梁优化设计
基于Ansys软件的简支梁优化设计在实际工程中，经常需要对结构构件进行截面优化充分利用材料并节省造价。
ANSYS软件提供了一些常用的结构优化功能，本算例将以一个受均布荷载的平面悬臂梁为例，介绍实用ANSYS软件对构件进行优化。
一问题描述承受均布载荷作用的钢制简支梁如图21-1所示，均布载荷p=5000N/m，跨度L=1 m。
试确定该梁的高度h和宽度b，要求梁的高度h不超过100 mm、宽度b不低于50 mm、挠度不超过0.2 mm时，使得梁的质量最小。
图1简支梁二操作步骤1 建立有限元模型(1)定义初始参量在ansys窗口顶部菜单选择Parameters> Scalar Parameters命令，输入如图2所示控制数：图2H=0.06 ! 简支梁截面高度B=0.06 ! 简支梁截面宽度L=l ! 简支梁长度P=5e3 ! 作用在悬臂梁上的局部荷载(2)选择单元类型拾取菜单 Main Menu—Preprocessor—Element Type—Add/Edit/Delete。
在弹出的对话框中单击“Add”按钮；在弹出的对话框左侧列表中选“Structural Beam”，在右侧列表中选“2D elastic 3”，单击“OK”按钮；即选择BEAM3单元，Beam3单元是一种可承受拉、压、弯作用的单轴单元。
单元的每个节点有三个自由度，即沿x,y方向的线位移及绕Z轴的角位移。
(3)定义实常数拾取菜单Main Menu—Preprocessor—Real Constants—Add/Edit/Delete。
在弹出的对话框中单击“Add”按钮，在弹出对话框的列表中选择“Type 1 BEAM3”，单击“OK”按钮，各实常数值如下图3所示。
图3其中AREA为横截面面积，IZZ为截面惯性矩，HEIGHT为截面高。
(4)定义材料特性拾取菜单Main Menu—Preprocessor—Material Props—Material Models。
（整理）ansys简支梁分析.
（整理）ansys简支梁分析.图b所示的矩形截面的简支梁，受到竖直向下的2q 均布载荷作用。
100mKN图b 梁受力情况及截面尺寸表1 梁的几何参数及材料参数（三）研究方法及模型的建立（包括单元的选取，边界条件的简化等）。
1.梁单元⑴建模：由于对称性，取梁的右半部分为研究对象。
①选择梁单元，设置材料常数定义梁的横截面面积、惯性矩及截面高度。
②建立2个关键点：1（0，0，0）；2（8，0，0）。
③生成直线：ANSYS Main Menu>Preprocessor>Modeling>Lines>Lines>Stright Line，依次连接关键点，点击ok即可。
④划分单元：ANSYS Main Menu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Lines>Picked Lines，选择直线，将梁划分为80份；ANSYS Main Menu>Preprocessor>Meshing>MeshTool>Shape>Mech>pickall，完成划分。
⑤施加约束：ANSYS Main Menu>Solution>Difine Loads>Apply>Structural>Displacement>On Nodes，选取对称轴上的节点，施加x方向的约束；选取右下角的节点施加y方向约束。
⑥施加载荷：ANSYS Main Menu>Solution>Difine Loads>Apply>Pressure>On Beams>Pick All，V ALI Pressure Value at I输入100000，V ALJ Pressure Value at J输入100000，即施加了均布载荷。
建好的模型如图1.1所示。
ANSYS简支梁有限元分析与设计计算
有限元大作业计算
依据已知条件，将梁转化为平面实体模型，可得梁的面荷载等效为4000N/m，弹性模量为28E9N/㎡，泊松比为0.16，梁长8m，高1m，定义实体模型厚度为0.4m。
利用solid材料选项命令建立实体模型，添加各项材料属性，建立实体模型后，以0.1m作为单元长度进行剖分，在模型中轴线左端加上位移X和Y方向的约束，右端加上位移Y方向的约束，加上4000N/m的线荷载后进行模型求解，通过后处理器中PLOT命令导出计算应力云图（如图1所示）和位移图（如图2所示），通过query命令中的Subgrid Solu命令对下边中点处的应力值进行提取（如图3所示）。
图1 实体单元建模应力云图
图2 实体单元建模位移图
图3 实体单元建模中值点应力值
采用beam命令对进行梁单元材料定义，并输入对应参数，之后进行对应建模计算，导出计算结果，应力云图（如图4所示）、位移图（如图5所示）和中
值点应力值（如图6所示）。
图4 梁单元建模应力云图
图5 梁单元建模位移图
图6 梁单元建模中值点应力值
可知，在实体单元建模中，中点处位移为：m 410954.0-⨯，中点处应力值为：192655N/㎡；在梁单元建模中，中点处位移为：m 310227.0-⨯，中点处应力值为：457840N/㎡。
（手算结果见附页）
姓名：吴 小 超
学号：2140720060
班级：研1420班
任课教师：简 政。
简支梁的ansys分析
简支梁的ANSYS分析题目：如下图所示一个简支梁及其所受载荷情况，求解材料的最大正应力和切应力，其中b=80mm，h=200mm。
已知结构的最大许用正应力为15MPa，最大许用剪切应力为1MPa。
图1 简支梁尺寸结构及受力情况理论计算：由材料力学可知，按照正应力强度条件计算其中：M max=q*l2/8=10*2*2/8=5KN*mW z=b*h2/6=0.08*0.2*0.2/6=5.33e-4m^3所以最大正应力结果为σ=M max/W z=5e3/5.33e-4=9.38MPa<15Mpa此时结构正应力的安全系数n=15/9.38=1.6结合材料力学公式，校核其剪应力强度如下所示：F qmax=q*l/2=10*2/2=10KNτmax=F qmax*S zmax/（I z*b）=3*F qmax/（2*A）=0.22MPa<1MPa 此时结构正应力的安全系数n=1/0.22=4.55通过理论计算可知，结构满足强度要求，正应力和切应力都小于许用应力。
有限元分析：采用ANSYS软件对上述结构进行分析，得出结构的受力情况。
有限元分析流程如下所示：建立几何模型，该结构为梁结构，在ANSYS中采用梁单元来模拟，那么几何模型为线体，即长度为2m的线，然后赋予梁的截面形状。
单元类型选择beam188单元类型。
该单元类型具有两个节点，每个节点具有六个自由度，分别为空间坐标系下的三个平动自由度和三个转动自由度。
图2 beam188单元类型操作流程如下：GUI：Utility Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete，弹出【Element Types】对话框，单机Add按钮，弹出【Library of Element Types】对话框，设置下面选项：左边列表框中选择Beam；右边列表框中选择 2 node 188；图3 单元类型定义定义梁单元的截面属性，操作流程如下：GUI：Utility Menu→Preprocessor→Sections →Beam→Common Sections，弹出如下对话框，并进行如下所示设置，点击Ok。
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
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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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例1简支梁的变形分析(ANSYS有限元分析入门)
例1简支梁的有限元建模与变形分析计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: beam。
（梁单元表示实体）梁承受均布载荷：1KN/m图1-1梁的计算分析模型梁截面矩形，183*183单位mm面积335cm2惯性矩9.3e-5 m4EX:2.06e11Pa PRXY:0.3 （计算中需要的参数，注意单位）1.1进入ANSYS 设置工作名和标题并在窗口显示程序→ANSYSED 10.0→ANSYS（启动）→file →change jobname（更改工作名）→enter the new jobname: beam（输入工作名）→file→change title（更改标题）→enter new title: beam（输入新标题）→ok→plot （绘制）→replot（重新绘制）1.2ANSYS偏好设置（把与本例无关的可能出现的选项都屏蔽）ANSYS Main Menu: Preferences →选择Structural（结构）→OK1.3选择单元类型ANSYS Main Menu: Preprocessor（前处理器）→Element Type（单元类型）→Add/Edit/Delete… （添加/编辑/删除）→Add…（添加）→选择Beam 2D elastic 3 →OK →Close1.4定义单元实参数ANSYS Main Menu: Preprocessor →REAL Constants（材料实参数）→Add/Edit/Delete… （添加/编辑/删除）→add →ok →AREA（面积，注意换算）3.35e-6，IZZ （惯性矩）9.3e-5，HEIGHT0.183（高）→OK1.5定义材料参数Material Props（材料参数）→Material Models（材料模型）→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→input EX:2.06e11, PRXY:0.3（输入弹性模量和泊松比）→OK1.6生成几何模型✓生成特征点ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling（建模）→Create →Keypoints（创建关键点）→In Active CS （在当前坐标系）→依次输入三个点的坐标：input:1(0,0),2(1,0)（连续输入选择apply，最后一次输入选择ok）→OK✓生成梁ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →lines →Straight lines →连接两个特征点，1(0,0),2(1,0) →OK1.7网格划分ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing（网格）→Mesh Attributes（网格特性）→all lines →OK→Meshing（网格）→SIZE CNTRLS（尺寸）→manualsize（手工设置）lines →alllines→→element edge length(单元长度)输入0.1→OK→Mesh(划分网格)→lines→pick all →OK1.8模型施加约束✓最左端节点加约束ANSYS Main Menu: Solution（求解）→Define Loads（定义载荷）→Apply（施加）→Structural →Displacement（位移）→On KEYPOINTS（在关键点处）→pick the keypoints at (0,0) （选择原点）→OK→select UX, UY（施加自由度约束）→OK✓最右端节点加约束ANSYS Main Menu: Solution→Define Loads →Apply→Structural →Displacement →On keypoints→pick the keypoints at (1,0) →OK→select UY →OK✓施加y方向的载荷ANSYS Main Menu: Solution→Define Loads →Apply→Structural →Pressure（压力）→On Beams→Pick All→V ALI:1000 →OK1.9 分析计算ANSYS Main Menu: Solution →Solve （求解）→Current LS（当前坐标系）→OK(to close the solve Current Load Step window) →OK1.10 结果显示ANSYS Main Menu: General Postproc（通用后处理器）→Plot Results（绘制结果）→Deformed Shape…→select Def + Undeformed（显示变型）K (back to Plot Results window) →Contour Plot→Nodal Solu（节点解）→Stress→1st Principal stress（第一强度理论）1.11 退出系统ANSYS Utility Menu: File→Exit →Save Everything→OK。
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？。
ANSYS关于简支梁的模型分析
第37页，共39页。
实 例
第38页，共39页。
谢谢！
ＥＮＤ！
第39页，共39页。
第21页，共39页。
第22页，共39页。
最右端节点加约束 操作步骤： ANSYS Main Menu: Solution →Define
Loads →Apply →Structural →Displacement → On Nodes →pick the node at (10,0) → OK → select UY,UZ,ROTX → OK 此处操作的目的就是在模型的右端施加一个位移约束， 限制模型在该节点的Y,Z和绕X轴方向的位移 关于模型的约束条件的选择是要根据实际工况的需求 来确定的，约束条件的选择直接影响计算的准确度。
solutiondefineloadsapplystructuraldisplacementnodespick100okselectuyuzrotxok此处操作的目的就是在模型的右端施加一个位移约束限制模型在该节点的yz和绕x轴方向的位移关于模型的约束条件的选择是要根据实际工况的需求来确定的约束条件的选择直接影响计算的准确度
3.选择单元类型
操作步骤：ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add…
→select Beam 2 node 188 →OK (back to Element
Types window) →Close (the Element Type window)
第28页，共39页。
10.结果显示
操作步骤： ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results →Deformed Shape… → select Def + Undeformed →OK (back to Plot Results window) （此操作可以看到模型的变形状态） →Contour Plot →Nodal Solu →Stress → von Mises stress→OK （此操作可以看到模型的等效应力云图）
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。
简支箱梁ansys分析例题
简支箱梁约束扭转算例一、工程背景已知某预应力混凝土简支箱梁，计算跨径为40m，沿梁长等截面。
截面尺寸如图1所示。
采用C40混凝土，剪切模量G=1.445×104MPa，弹性模量E=3.40×104MPa。
荷载为跨中作用一偏心荷载P=451.0kN，偏心距e=2.35m(计算约束扭转时，可以简化为集中力矩M k=1060.0kN)。
具体分两个工况进行：（1）跨中截面腹板位置作用一对对称集中竖向荷载，荷载大小为P/2=225.5kN；（2）跨中截面腹板位置作用一对反对称集中竖向荷载，荷载大小为P/2=225.5kN。
分别计算跨中截面、1/4跨位置截面上的正应力与剪应力分布，并绘制相应的正应力和剪应力分布曲线。
图1 箱梁截面尺寸(尺寸单位：cm)二、Ansys计算分析采用壳单元计算，荷载采用一对称荷载和反对称荷载加载。
1、Ansys命令流命令流见附录。
2、计算结果图a.工况一(a) 1/2跨正应力云图和应力曲线图(b) 1/2跨剪应力云图和应力曲线图b.工况二(a) 1/4跨正应力云图和应力曲线图(b) 1/4跨剪应力云图和应力曲线图注：由于路径选择时重复了一段，因此右翼缘由应力重叠现象附录命令流finish/clear/PREP7 ANTYPE,STATIC !定义箱梁厚度（单位：米）t1=0.22t2=0.30t3=0.34ET,1,SHELL63!定义单元R,1,t1R,2,t2R,3,t3!定义实常数跟所选单元有关本单元采用壳单元只需要厚度MP,EX,1,3.4E10!弹性模量1为材料参考号MP,PRXY,1,0.3!泊松比K,1,-4.75,0.955K,2,-2.35,0.955K,3,-2.35,-1.165K,4,2.35,-1.165K,5,2.35,0.955K,6,4.75,0.955K,7,2.35,0.955,40!创建关键点L,1,2$L,2,3$L,3,4L,4,5$L,5,6$L,5,2$L,5,7!连接各点ADRAG,1,6,5,,,,7ADRAG,2,3,4,,,,7!创建面根据直线编号2,3 路径线7ASEL,S,LOC,Y,0.955$AATT,1,1,1!选择面S选择新面作为子集loc按坐标值选择ASEL,S,LOC,X,-2.35$AA TT,1,2,1!Y中心坐标y值为0.955的面ASEL,S,LOC,X,2.35$AATT,1,2,1!设置面的单元属性相应定义点线体的命令不同ASEL,S,LOC,Y,-1.165$AATT,1,3,1!材料号，实常数，单元类型ALLSEL,ALL!选择所有图素NUMMRG,ALL !合并实体单元NUMCMP,ALL!压缩定义编号/PNUM,LINE,1/PNUM,AREA,1!显示面和线的编号LSEL,S,LENGTH,,40!选择长度为40的线段LESIZE,ALL,,,100!将所有的线每根分成100份即上述长度为40的线段LSEL,S,LENGTH,,2.4,4.7!选择长度在2.4-4.7长度单位内的线段LESIZE,ALL,,,5ALLSEL,ALLAMESH,ALL!划分网格FINISH!施加边界条件/SOLU!工况1对称集中竖向荷载DL,3,,UX$DL,3,,UY$DL,3,,UZDL,16,,UY!对线进行约束!F,662,FY,-225500!F,57,FY,-225500!加上集中荷载节点力F,662,FY,-225500!工况2反对称集中竖向荷载F,57,FY,225500SOLVEFINISH/POST1PATH,STRESS1,7!由于这个箱梁的特点，使得选路径时重复了一段，在应力图中有反映PPA TH,1,,-4.75,0.955,20$PPATH,2,,-2.35,0.9 55,20PPA TH,3,,-2.35,-1.165,20$PPATH,4,,2.35,-1.1 65,20PPA TH,5,,2.35,0.955,20$PPATH,6,,4.75,0.955 ,20PPA TH,7,,-2.35,0.955,20!七个路径点PDEF,STRESS1,S,ZPLPAGM,STRESS1,5.0!跨中截面正应力云图PLPATH,STRESS1!跨中截面正应力曲线PDEF,STRESS1,S,XYPLPAGM,STRESS1,5.0!跨中截面剪应力云图PLPATH,STRESS1!跨中截面剪应力曲线PATH,STRESS2,7PPA TH,1,,-4.75,0.955,10$PPATH,2,,-2.35,0.9 55,10PPA TH,3,,-2.35,-1.165,10$PPATH,4,,2.35,-1.1 65,10PPA TH,5,,2.35,0.955,10$PPATH,6,,4.75,0.955 ,10PPA TH,7,,-2.35,0.955,10PDEF,STRESS2,S,ZPLPAGM,STRESS2,5.0!1/4跨截面正应力云图PLPATH,STRESS2!1/4跨截面正应力曲线PDEF,STRESS2,S,XYPLPAGM,STRESS2,5.0!1/4跨截面剪应力云图PLPATH,STRESS2!1/4跨截面剪应力曲线。
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
Ｉ ｌ ｌ ｌ Ｉ ｌ ｌ
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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
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。
土木工程有限元ANSYS简支梁建模
《土木工程有限元》结课作业学生学号：xxxxxxxxxx学生姓名：XXX专业班级：土木13-3班学生成绩：2016~2017年秋季学期问题描述：现有一悬臂梁，其长m ，横截面为圆形，横截面半径，材料的弹性模量，泊松比。
在均布荷载的作用下，请用ANSYS 有限元分析软件计算此悬臂梁的弯矩图、剪力图、位移变形图。
注：均布荷载为每个学生学号的后3位。
*************************************************************************建模思路：（字体均为小四，正文内容不加粗）1.由于结构和受力都处在平面内，所以采用整个平面梁模型。
2.在ANSYS 环境中，设置静力分析类型，单元类型选择BEAM3，输入梁的截面实常数及材料参数。
3.根据坐标生成关键点，有关键点连成线，再对几何线进行相应的单元划分。
4.采用命令（LSEL),(ESLL)进行几何位置及单元的选择，采用命令（SFBEAM)对梁单元施加均布载荷。
5.在后处理中，通过命令（/ESHAPE),对线形单元梁按实体效果进行显示；通过命令（/EXPAND)命令，显示完整的有限元模型。
6.在后处理中，通过命令（ETABLE)定义线性单元的节点剪力，弯矩，通过命令（PLLS)画出线性单元的剪力，弯矩图，通过命令（PRESOL)打印单元结果。
建模流程：（概述主要的建模步骤）1.打开ansys 软件:设定工作目录和工作文件2.设置截面为圆截面：section3.设置计算类型：structure 定义分析类型4.选择单元类型：beam5.定义实常数：（截面积、惯性矩等）6.设定材料参数：preprocessor->material->models （弹性模量和泊松比）7.生成模型，有限元模型，物理模型l =0.5m r =210GPa E =0.25υ=q q8.对模型施加约束和荷载：solution->define loads->apply->structural （displacement->on keypoint（约束））9.分析计算:solution->solve->currentLS10.结果显示：general postproc(后处理)->plot result->deformed shape（变形形状）General postproc->plot result->contour plot->nodal solu（显示位移)->Y-component of displacement：显示Y方向位移UY(1)变形位移显示ANSYS Main Menu:General Postproc->Plot Results->DeformedShap->select Def + Undeformed->OK(2)对线性单元梁按实体效果进行显示（以3倍比例）Utility Menu->PlotCtrls->Style->Size andShape>ESHAPE,[√] ON,SCALE:3->OK(3)显示Y方向的位移云图Main Menu-> General Postproc->Plot Results->Contour Plot->Nodal Solu->DOF Solution,Y-Component of Displacement->OK(4)将所显示的图形存入一个文件中（效果为黑白反相，JPEG格式，文件名：brigde001.jpg）,如图所示。
港航工程CAD与数值分析：利用Ansys进行简支梁受力分析(Beam188)
自由度
位移 温度 电位 压力 磁位
节点自由度是随连接该节点 单元类型变化的
J 三维杆单元 (铰接) UX, UY, UZ
I
L
K
I
三维四边形壳单元 J UX, UY, UZ,
ROTX, ROTY, ROTZ
J 三维梁单元 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ
I
P M
L
I
O 三维实体结构单元
Shear Center Z 剪切中心Z坐标
Shear Correction-yy 剪切修正系数
Shear Correction-yz 剪切修正系数
Shear Correction-zz 剪切修正系数
3.1 截面特性输入方法
（1）内置标准截面,通过参数定义截面 （2）利用其它软件计算，然后将特性值输入（任意截面） （3）由创建的面生成截面（自定义截面)
Ansys在创建单元前要先设定当前的特性值
(2) 由结点创建梁单元
6 施加约束
7 施加荷载
(1) 结点集中荷载
7 施加荷载
(2) 梁单元均布荷载
8 求解
9 后处理 (1) 位移（列表显示位移值）
9 后处理 (2) 位移（显示变形图）
9 后处理 (3) 内力（列表显示弯矩、剪力与轴力）
利用ANSYS进行简支梁受力分析
实例：简支梁
（1）结构与荷载
（2）材料特性
材料：C50混凝土 弹性模量：3.45E7 kN/m2（或34.5GPa或3450N/mm2) 泊松比：0.2 （3）计算要求
分析过程
1. 选择工作目录，新建数据库文件； 2. 选择单元类型； 3. 定义梁单元截面 4. 定义材料 5. 创建分析模型（创建结点与单元） 6. 施加约束 7. 施加荷载 8. 求解 9. 后处理（输出计算结果）
实验三简支梁的变形Ansys分析
实验三简支梁的变形分析实验目的：了解和掌握简支梁的变形分析的方法和步骤。
实验内容：完成工字梁端面受力分析。
图1 是一工字梁受力简图，工字梁型号为32a，其跨度为1.0m，求其在集中力P1和P2作用下O点的挠度。
该工字梁材料的弹性模量为220GPa，泊松比为0.3，集中力P1=8000N，P2=5000N。
要求采用自顶向下的建模方法即采用3D体素建立起几何模型。
图1 工字梁受力简图该问题属于梁的弯曲问题。
由于该工字梁属于标准型材，在分析过程中选择图2所示的几何模型，通过选择相应的梁单元进行求解，这样就简化了3D模型复杂的建模过程和求解步骤。
图2 几何模型实验步骤：⒈定义工作文件名和工作标题1）选择Utility Menu→File→Change Jobname 命令，出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM] Enter new jobname 输入栏中输入工作文件名exercise3，并将New log and error files 设置为Yes,单击【OK】按钮关闭该对话框。
2）选择Utility Menu→File→Change Title命令，出现Change Title对话框，在[/TITLE]Enter new title 栏中输入I BEAM SUBJECTED TO CONCENTRATED FORCE，单击【OK】按钮关闭该对话框。
⒉定义单元类型1）选择Main Menu→Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete命令,出现ElementTypes 对话框，单击【Add】按钮, 出现Library of ElementTypes对话框。
2）在Library of ElementTypes复选框中选择Structural Beam 2D elastic 3,在Element type reference number 输入栏中输入1，如图3所示，单击【OK】按钮关闭该对话框。
ANSYS中简支梁的模拟计算
（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-01RCBEAM-02RCBEAM-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。
傻瓜教程-简支梁自振频率ansys教程
1.定义工作文件名：Utility Menu->File->change jobname2.选择单元类型：Main Menu->plotctrls->window controls->window options3.设置材料密度：main menu->preprocessor-> material props->maerial models4.在上面的图中填入弹性模量和泊松比（E=2.058e11,）5.在输入密度（7800）6.完成之后会出现下面的图7.然后开始建模，首先建立两个点：（0,0,0）和（0.7,0,0）8.然后连接两点，建立一条直线9.然后设置梁的截面参数10.划分网格main menu->preprocessor->modeling->meshing->meshtool11.设置划分大小：meshtool->lines->set12.设置成20份，然后点击ok。
然后开始划分，点击mesh，选择直线，然后ok。
划分完成。
查看划分步骤：plot->nodes。
13.施加约束：main menu->preprocessor->loads->analys type->new type14. 点击main menu->preprocessor->loads->analys type->analysis options。
提取前20阶模态。
15.对梁施加节点约束：main menu->preprocessor->loads->define loads->apply->structural->displacement->on keypoints16.首先选择点1，设置x,y,z方向固定：17.然后选择点2，设置y,z方向固定：18.然后开始求解：main menu->preprocessor->solution->solve->current Ls19.点击确定，等待solution is dome!20.后处理：main menu->preprocessor->general plstproc->results summary21.点击read results->first set。
ANSYS应用-简支梁分析
第一章简支梁有限元结构静力分析0前言本文利用ANSYS软件中BEAM系列单元建立简支梁有限元模型，对其进行静力分析与模态分析，来比较建模时不同单元类型的选择和网格划分精细程度不同所带来的不同结果，以便了解和认识ANSYS对于分析结果准确性的影响。
1.1梁单元介绍梁是工程结构中最为常用的结构形式之一。
ANSYS程序中提供了多种二维和三维的梁单元，分别具有不同的特性，是一类轴向拉压、弯曲、扭转单元，用以模拟各类结构中的平面以及空间的梁构件。
常用的梁单元中BEAM3、BEAM23和BEAM54为二维梁单元，BEAM4、BEAM24、BEAM344、BEAM188和BEAM189为三维梁单元。
下文将简单介绍常用的梁单元BEAM3、BEAM4、BEAM44、BEAM188以及BEAM189。
1.1.1BEAM3单元：图1.1Beam3单元几何图形BEAM3是具有拉伸、压缩和弯曲的单轴2-D弹性梁单元。
上图给出了单元的几何图形、节点位置及坐标系统。
单元由两个节点、横截面面积、横截面惯性矩、截面高度及材料属性定义。
初始应变通过Δ/L给定，Δ为单元长度L（由I，J节点坐标算得）与0应变单元长度之差。
该单元在每个节点处有三个自由度，可以进行忽略环箍效应的轴对称分析，例如模拟螺栓和槽钢等。
在轴对称分析中，单元的面积和惯性矩必须给出360°范围内的值。
剪切变形量SHERAR是可选的，如给SHERAR赋值为0则表示忽略剪切变形，当然剪切模量（GXY）只有在考虑剪切变形时才起作用。
同时可以运用实常数中的ADDMAS命令为单位长度梁单元施加附加质量。
1.1.2BEAM4单元：图1.2Beam4单元几何图形BEAM4是具有拉伸、压缩、扭转和弯曲的单轴3-D弹性梁单元。
关于本单元的几何模型，节点座标及座标系统详见上图。
该单元在每个节点处有六个自由度。
单元属性包括应力刚化与大变形。
单元方向由两或三个节点确定，实常数有横截面面积，两个方向的惯性矩（IZZ和IYY），梁的高和宽，与单元轴X轴的方向角和扭转惯性矩（IXX），如果没有给出IXX的值或赋予0时，程序自动假设IXX=IYY+IZZ，IXX必须为正同时一般情况下小于弯曲惯性矩，因此最好能够给出IXX的值。
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1E c ；/E clE s_2卜+僅12(5-30)通过大型有限元软件ANSYS 对简支梁进行模拟计算下面以钢筋混凝土简支梁的 ANSYS ①程序数值模拟的应用实例，对ANSYS ⑧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H 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 ①程序单元库中 SOLID65单元。
(ii )纵向钢筋：PIPE20 (iii )横向箍筋:PIPE202.2材料性质i )、混凝土材料[16~19]混凝土立方体抗压强 度 f cu ( N / mm 2)弹性模量Ec2(N/mm )泊松 比V单轴抗压强度f c ' 2(N/mm )单轴抗拉强度f r (N/mm )裂缝间剪力 传递系数P t张开 闭合30 24000 0.20 25.0 3.1125 0.35 0.75•单轴受压应力-应变曲线(二-；曲线)在ANSYS @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]:①22①22E20 ①22RCBEAM-03图5-92①82①82①82①82①82①8①8@75@75@75 2①22①22①22150 150 150150 RCBEAM-01150150150RCBEAM-02 (b )、梁断面图梁尺寸、配筋及荷载示意图f ①24 ①24 ①22150 150■4- -------------PP125 1200 600(a )、梁的几何尺寸及荷载示意图600式中取；c =(1.028 -0.1084「f c')4「f c';(ii )、钢材：(a) 、本构关系(应力应变曲线)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 其应力-应变曲线见图5-10。
(b) 、屈服准则和强化准则钢材的屈服准则选用双线性随动强化材料(BKIN )［8］。
在ANSYS ①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E s 和屈服强度f y ，钢材的输入参数见表5-6。
2.3建立模型(a) 、单元划分本算例中的钢筋混凝土简支梁形状很规则，因此在ANSYS ®程序中采用了映射划分，所有实体单元都是正六面体单元。
在加载点和支座处均加设 40mm 厚的钢垫板，以避免出现局压破坏。
另外, 在加载点和支座处的网格进行了细分，以考虑应力集中。
模型的单元网格图见图5-13。
(b) 、约束条件h亠r^i I n I M*丄 UX=0UZ=0UX=0 UY=0图5-11根据对称性，可取图 5-9中的1/2模型进行有限元分析。
相应的在 ANSYS @程序模型中的约束条件见图5-11。
(c) 、加载方式在本算例中，采用位移加载，即在加载点垫板中心施加一竖向位移，UY 二-15mm 。
在本算例中，没有考虑钢筋混凝土之间的粘结滑移性能，将钢筋与混凝土视为完全固结。
FEM 模型图和钢筋网格图［1,3,5,6］见图5-12和图5-13所示。
纵向钢筋横向箍筋钢支座 垫板受拉 受压泊松比V0.25 0.250.252E s( N / mm )2X1052如052如05f y(N/mm )360210210360说 明表5-5钢材材性输入参数一览表图5-10钢材的应力-应变关系图5-13 算例(一)的 FEM 模型图2.4模型求解在ANSYS @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7E(a )单元网格图 (b )钢筋单元划分图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( 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荷载一位移曲线图5-14为ANSYS ⑥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。
Substeps )或较小的荷载步 100个子步。
最终本算例收敛(a)荷载P-跨中挠度曲线(a)弯矩M-跨中挠度曲线图5-14 (a )荷载一跨中挠度曲线( RCBEAM-01 )(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。
极限弯矩值相对梁 RCBEAM-01增加约30%， 与受拉区配筋率的增加量(100% )相比要低，表明受拉区所增加的钢筋没有完全发挥作用，与超筋 梁类似。
矩弯中跨一o o o o o O 2 0 8 6 4 20 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24跨中挠度△ (mm)]o O 8 76050o o O 4 3 2 O0 24 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24跨中挠度△ (mm)|(iii )、梁RCBEAM-03 :荷载-跨中挠度曲线形状介于适筋梁与超筋梁的试验曲线之间，随着挠度的增加，荷载几乎成线性地增长，在荷载达到极限情况下，曲线出现一个较短的屈服平台，随后出现突然跌落情况。
由于受拉区配筋量的加倍，极限弯矩值增加较大，相当于梁RCBEAM-01的两倍，表明受拉区所增加钢筋发挥了完全作用。
(a)荷载P-跨中挠度曲线(a)弯矩M-跨中挠度曲线 图5-14 ( c ) 荷载一跨中挠度曲线(RCBEAM-03 )表5-6计算结果与理论值比较计算项目RCBEAM-01RCBEAM-02RCBEAM-03理论计算结果 ANSYS计算结果理论计 算结果 ANSYS 计算结果 理论计 算结果 ANSYS 计算结果 极限弯矩M u(kN mm )65.66 67.78 65.66~ 123.120 84.79 123.120 122.06 △max ( mm )9.310 8.182 9.310~ 15.635 9.791 15.635 14.796 V u (kN )148.9**112.83148.9**141.317148.9**203.433破坏类型 受拉区单侧配筋 适筋梁破坏形态 受拉区单侧配筋 超筋梁破坏形态 拉压区双侧配筋 适筋梁破坏形态说明表中带“** ”抗剪承载力V u 没有考虑纵向钢筋的梢栓作用表5-6为理论计算结果与 ANSYS ⑥程序计算结果的对比，从表 5-6中可以看出，(1 )、ANSYS 垃程序计算的跨中最大弯矩值与理论计算值比较接近，RCBEAM-01 和 RCBEAM-02最大剪力比梁的斜截面抗剪能力低，即纵筋屈服决定梁的承载能力，压区混凝土的剪 断决定梁的最大变形能力，梁k P 载荷■7C/f荷 荷载 P-跨中挠度 A k ,/1A11 01250 20 0 0跨中挠度△ (mm)跨中挠度△ ( mm) I68 10 12 14 16 18 20 0 2 46 8 10 12 14 16 18 20h 口b矩弯中跨200 150 10050o o o o o O 4 2 0 8 6 4的强度仍然由跨中垂直截面弯曲强度决定；而RCBEAM-03的最大剪力比梁的斜截面抗剪能力要大，所以，梁的极限承载能力由梁的斜截面抗剪能力决定，但从表中也可以看出，极限状态下的最大弯矩计算值与理论计算值比较接近，表明梁ANSYS⑥程序计算的抗剪能力值为203.433 kN ,比理论计算的148.9 kN值高，这可能是因为纵筋的梢栓作用比较突出。
从表5-6还可以看出，在纵筋屈服时刻，ANSYS⑥程序计算的梁跨中最大挠度值比理论计算值略小，原因可能是由于没有考虑钢筋-混凝土之间的粘结滑移，而使整个梁的整体刚度有所增加。
2.5.2混凝土应力-应变本构关系比较图5-15为混凝土应力-应变曲线计算结果和输入曲线对比图，从图中看出，混凝土计算输出本构关系与输入曲线吻合较好。
2.5.3钢筋应力发展曲线(a)主筋应力发展曲线(b)横向箍筋应力发展曲线图5-16钢筋应力发展曲线跨中挠度△ (mm)|箍筋应力＜7 -跨中挠度△]跨中挠度△ ( mm) I。