(完整版)ansys钢筋混凝土梁的建模方法约束方程法

用Ansys或Abaqus分析钢管混凝土结构或构件

用Ansys或Abaqus分析钢管混凝土结构或构件以上两个软件国外都有人用来分析钢管混凝土结构，但建模的方法不尽相同。

关键在于钢管和混凝土本构关系的选取以及两者之间的界面处理方法，各位有没有这方面的经验能向我们大家介绍一下。

==========程序中大概只有Drucker-Prager比较适合描述受约束混凝土的本构关系，因为这个模型可以考虑 hydrostatic stress （流体静应力）的影响。

在程序中，需要输入cohesion, angle of internal friction，(one more for ANSYS is the angle of dilatancy)。

值得注意的是，两个软件确定这几个参数的公式各不相同，很是令人头疼。

其实user manuals不可能给出明确的表达式，因为到目前为止，好像没有研究把钢管的强度，混凝土的强度，含钢率等等因素（i.e. the confinement）全部在Drucker-Prager 中考虑进去。

至于两种材料的界面，日本的 Hanbin Ge曾用link element来模拟，但在他的文章中，没有详细的描述。

轴压状况下，好像可以忽略滑移。

偏压可能情况有所不同。

==========韩教授书上的混凝土应力-应变关系，可以简单理解为单向受力的混凝土本构关系（考虑了钢管的约束），因此不能用于多向应力状态下混凝土的有限元分析。

材料非线性有限元分析，需要定义材料的屈服面，流动准则，强化准则，等等。

对受约束的混凝土，还要考虑体积膨胀，钢管对它的约束等因素。

显然，不是一个简单的应力-应变曲线所能概括的。

==========三向有限元分析，需要定义屈服面、流动准则和强化准则等等，而考虑钢管约束的混凝土本构关系，只是应力-应变关系。

对钢管混凝土的有限元分析，主要困难是如何定义屈服面，和模拟两个材料之间的滑移，我曾经用过接触分析（contact analysis）来求轴压构件的承载力，发现最大承载力能够比较精确地求得，但是精确的荷载-位移曲线很难获得，因为商用软件（Ansys\Marc）里面的D-P模型是塑性模型。

ANSYS 钢筋混凝土建模

ANSYS 钢筋混凝土建模一、简介钢筋混凝土有限元建模的方法与结果评价（前后处理），是对钢筋混凝土结构进行数值模拟的重要步骤，能否把握模型的可行性、合理性，如何从计算结果中寻找规律，是有限元理论应用于实际工程的关键一环。

Blackeage以自己做过的一组钢筋混凝土暗支撑剪力墙的数值模拟为例，从若干方面提出一些经验与建议。

希望大家一起讨论、批评指正(******************.cn)。

程序：ANSYS单元：SOLID65、BEAM188建模方式：分离暗支撑剪力墙结构由北京工业大学曹万林所提出，简言之就是一种在普通钢筋配筋情况下，加配斜向钢筋的剪力墙结构。

二、单元选择以前经常采用的钢筋混凝土建模方法是通过SOLID65模拟混凝土，通过SOLID65的实常数指定钢筋配筋率，后来发现这种整体式的模型并不理想，而且将钢筋周围的SOLID65单元选择出来，再换算一个等效的配筋率，工作量也并不小。

最关键的是采用整体式模型之后，得不出什么有意义的结论，弄一个荷载-位移曲线出来又和实验值差距比较大。

只有计算的开裂荷载与实验还算是比较接近，但这个手算也算得出来的东西费劲去装模作样的建个模型又有什么意义？所以，这次我尝试采用分离式的模型，钢筋与混凝土单元分别建模，采用节点共享的方式。

建模时发现，只要充分、灵活地运用APDL的技巧，处理好钢筋与混凝土单元节点的位置，效率还是很高的。

暗支撑剪力墙数值模型看过很多的资料，分离式模型是用LINK8与SOLID65的组合方式，这样做到是非常直观，因为LINK8是spar类型的单元，每个节点有3个自由度，这与SOLID65单元单节点自由度数量是一致的。

但是问题也就由此产生，当周围的混凝土开裂或是压碎时，SOLID65将不能对LINK8的节点提供足够地约束（如下图箭头方向），从而导致总刚矩阵小主元地出现影响计算精度，或者干脆形成瞬变体系导致计算提前发散。

LINK8+SOLID65的问题如果采用梁单元模拟暗钢筋，就算包裹钢筋的混凝土破坏了，钢筋单元本身仍可对连接点提供一定的侧向刚度（其实钢筋本身就是有一定抗弯刚度的），保证计算进行下去。

ANSYS 理论基础(混凝土及钢筋单元)

ANSYS 理论基础一、钢筋混凝土模型1、Solid65单元——模拟混凝土和岩石等抗压能力远大于抗拉能力的非均匀材料开发的单元，可以模拟混凝土中的加强钢筋（或玻璃纤维、型钢等）；普通8节点三维等参元，增加针对混凝土材料参数和整体式钢筋模型；基本属性：——可以定义3种不同的加固材料；——混凝土具有开裂、压碎、塑性变形和蠕变的能力；——加强材料只能受拉压，不能承受剪切力。

三种模型：分离式模型——把混凝土和钢筋作为不同的单元来处理，各自划分单元，或钢筋视为线单元（杆件link－spar8或管件pipe16，20）；钢筋和混凝土之间可以插入粘结单元来模拟界面的粘结和滑移；整体式模型——将钢筋分布于整个单元中，假定混凝土和钢筋粘结很好，并把单元视为连续均匀材料；组合式模型——分层组合式：在横截面上分成许多混凝土层和若干钢筋层，并对截面的应变作出某些假设（如应变沿截面高度为直线）；或采用带钢筋膜的等参单元。

2、本构模型线性弹性、非线性弹性、弹塑性等；强度理论——Tresca、V on Mises、Druck-Prager等；3、破坏准则单轴破坏（Hongnested等）、双轴破坏（修正的莫尔库仑等）、三轴破坏（最大剪应力、Druck-Prager等），三参数、五参数模型；混凝土开裂前，采用Druck-Prager屈服面模型模拟塑性行为；开裂失效准则，采用William-Warnke五参数强度模型。

4、基本数据输入混凝土：ShrCf-Op—张开裂缝的剪切传递系数，0～1ShrCf-Ol—闭合裂缝的剪切传递系数，0.9～1UnTensSt—抗拉强度，UnCompSt—单轴抗压强度，（若取-1，则以下不必要）BiCompSt—双轴抗压强度，HydroPrs—静水压力，BiCompSt—静水压力下的双轴抗压强度，UnCompSt—静水压力下的单轴抗压强度，TenCrFac—拉应力衰减因子。

加固材料（材料号、体积率、方向角）二、其他材料模型在Ansys中，可在Help菜单中查阅各种不同单元的特性。

ANSYS分析钢筋混凝土结构技巧及实例详解

0 前言利用ANSYS分析钢筋混凝土结构时，其有限元模型主要有分离式和整体式两种模型。

这里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，并以钢筋混凝土简支梁为例，采用分离式有限元模型，说明其具体应用。

1 单元选取与材料性质1. 1 混凝土单元ANSYS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 , UY , UZ) 。

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变引起的材料非线性、大位移引起的几何非线性、混凝土开裂和压碎引起的非线性等多种混凝土的材料特性。

使用Solid65 单元时,一般需要为其提供如下数据:1)、实常数(Real Constants) :定义弥散在混凝土中的最多三种钢筋的材料属性,配筋率和配筋角度。

对于墙板等配筋较密集且均匀的构件,一般使用这种整体式钢筋混凝土模型。

如果采用分离式配筋,那么此处则不需要填写钢筋实常数。

2)、材料模型(Material Model) :在输入钢筋和混凝土的非线性材料属性之前,首先必须定义钢筋和混凝土材料在线弹性阶段分析所需的基本材料信息,如:弹性模量,泊松比和密度。

3)、数据表(Data Table) :利用数据表进一步定义钢筋和混凝土的本构关系。

对于钢筋材料,一般只需要给定一个应力应变关系的数据表就可以了,譬如双折线等强硬化(bilinear isotropic hardening)或随动硬化模型( kinematic hardening plasticity)等。

而对于混凝土模型,除需要定义混凝土的本构关系外,还需要定义混凝土材料的破坏准则。

在ANSYS中,常用于定义混凝土本构关系的模型有:1)多线性等效强化模型(Multilinear isotropic hardening plas2ticity ,MISO模型)，MISO模型可包括20条不同温度曲线，每条曲线可以有最多100个不同的应力-应变点;2)多线性随动强化模型(Multilinear kinematic hardening plas2ticity ,MKIN 模型)，MKIN 模型最多允许5个应力-应变数据点;3)Drucker2Prager plasticity(DP)模型。

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。

用ANSYS建立钢筋混凝土梁模型

用ANSYS1立钢筋混凝土梁模型问题描述：钢筋混凝土梁在受到中间位移荷载的条件下的变形以及个组成部分的应力情况。

P=5mm位移L=2000mm图1钢筋混凝土结构尺寸图一、用合并节点的方法模拟钢筋混凝土梁1 .用solid65号单元以及beam188单元时材料特性钢材的应力应变关系混凝土的弹性模量采用线弹性TEMP建立钢筋线对钢筋线划分网格后形成钢筋单元建立混凝土单元合并单元节点后施加约束以及位移载荷进入求解器进行求解钢筋单元的受力云图.4Q2F-0375.269 150,536 225.806 301 . 075 混凝土的应力云图混凝土开裂2使用单元solid45号单元与beam188钢筋的应力应变关系不变，而混凝土应力应变关系为：混凝土单元WK.355713 5.067 11.37S3,11119.644EPS3钢筋单元力与位移曲线 .13257E弓・51611-0^^9uOS31^-652Q B 2L7 25-7S4~H ・ 793・0190363E a 9Q715&•号E 】 233.34311.113194 ・453272 ・227350p(kn)g105uy、用约束方程法模拟钢筋混凝土梁1 .用solid65号单元以及beam188单元时混凝土以及钢筋采用线弹性关系: 建立钢筋线对钢筋线划分网格后形成钢筋单元建立混凝土单元对钢筋线节点以及混凝土节点之间建立约束方程WFOR.NMQMBFOR后施加约束以及位移载荷进入求解器进行求解；钢筋单元的受力云图MN011905 77.787 155.562 233.337 311.11238.899 116.675 194.45 272,225 350 混凝土的应力云图,1472166,969 13,79 20.612 27.43310.379 17 ・201 24 ・ DEE30.844混凝土开裂*11111112使用单元solid45号单元与beam188使用混凝土的本构关系曲线1255 7 9钢材的本构关系曲线钢筋的von mises应力.116491 77+86830.992155,62116.744 1.94,496233+372 311+124272-246 350混凝土的应力.1287895,695 11,662 17.429 23.195 3-012 B.779 14.545 20*312 26.079用在solid45号单元下，用合并节点法、约束方程法建立模中钢筋与混凝土之间的关系的时候的一个力与位移全程曲线的比较。

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。

手把手教你学ansys--钢筋混凝土梁

⼿把⼿教你学ansys--钢筋混凝⼟梁⼤家好，我是⽔哥。

⽔哥ansys使⽤经验三年多，既做过重⼤科研项⽬，也做过许多实际项⽬，对ansys的使⽤有⼀定的⼼得体会，本着分享经验的精神，今⽇以⼀个钢筋混凝⼟梁的建模求解过程来简单说明ansys的基本操作步骤。

（我的ansys14.0）总的说来，⽆论⼩项⽬还是⼤项⽬，总体过程⽆⾮定义单元、定义材料、物理模型、有限元模型、加载、约束、求解、查看这⼏个过程，和我们⼯程类的设计软件例如PKPM、SAP2000等基本过程都差不多，只不过最⼤的区别在于ansys的建模实在是蛋疼了⼀些。

废话不多说，以下⾯的⼀根悬臂钢筋混凝⼟梁来教新⼿如何快速进⼊ansys 的⼤堂，每⼀步都有GUI操作，完了之后会有相应部分的命令流，这⾥多说⼀句，⼀个ansys的使⽤⾼⼿必然是⼀个精通apdl编程的能⼿，所以我建议新⼿在学习的时候最好以apdl⼊⼿，GUI操作辅助，这样在学习的时候能节省⼤量时间，⽽不会浪费在GUI毫⽆意义的重复操作上。

此题如下：悬臂梁如下，梁宽200mm，梁顶有两根直径为16的钢筋，钢筋中⼼距梁边的距离为40mm，在梁端附近受集中⼒P=100KN的作⽤.要求对此悬臂梁进⾏完全线弹性分析，结果要显⽰主应⼒迹线。

材料参数：混凝⼟弹性模量为3000MPa,钢筋的弹性模量取200GPa，不考虑材料⾃重。

（建模时注意单位的协调性）⼀、题⽬解读与材料单元定义注意此题要求进⾏完全线弹性分析，此话的意义在于我们可以⽤除solid65 以外的其他实体单元。

在ansys单元中，solid65是专门⽤于模拟钢筋混凝⼟构件的单元，但⽤此单元模拟时，⼀般是需要考虑材料的⾮线性，也即是多⽤于构件的⾮线性分析，并且需要材料的本构模型。

此题要求我们做弹性分析，我们可以⽤link8单元模拟钢筋，⽤solid45单元模拟混凝⼟，注意⾼版本的ansys已经将许多低阶单元合并掉了，以ansys14为例，在link单元中只有180，⽽低阶的link8、link10等已被合并。

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。

ANSYS 整体式钢筋混凝土建模算例

ANSYS整体式钢筋混凝土模型算例分析在土木工程结构中，最为常用的一种结构形式就是钢筋混凝土结构，在各类房屋、水坝、桥梁、道路中都有广泛应用。

ANSYS软件提供了专门的钢筋混凝土单元和材料模型。

本算例将介绍ANSYS软件分析混凝土一些基本应用。

(1) 首先建立有限元模型，这里我们选用ANSYS软件自带的专门针对混凝土的单元类型Solid 65，进入ANSYS主菜单Preprocessor->Element Type->Add/Edit/Delete，选择添加Solid 65号混凝土单元。

(2) 点击Element types窗口中的Options，设定Stress relax after cracking为Include，即考虑混凝土开裂后的应力软化行为，这样在很多时候都可以提高计算的收敛效率。

(3) 下面我们要通过实参数来设置Solid 65单元中的配筋情况。

进入ANSYS主菜单Preprocessor-> Real Constants->Add/Edit/Delete，添加实参数类型1与Solid 65单元相关，输入钢筋的材料属性为2号材料，但不输入钢筋面积，即这类实参数是素混凝土的配筋情况。

(4) 再添加第二个实参数，输入X方向配筋为0.05，即X方向的体积配筋率为5%。

(5) 下面输入混凝土的材料属性。

混凝土的材料属性比较复杂，其力学属性部分一般由以下3部分组成：基本属性，包括弹性模量和泊松比;本构关系，定义等效应力应变行为;破坏准则，定义开裂强度和压碎强度。

下面分别介绍如下。

(6) 首先进入ANSYS主菜单Preprocessor-> Material Props-> Material Models，在Define Material Model Behavior 窗口中选择Structural-> Linear -> Elastic-> Isotropic，输入弹性模量和泊松比分别为30e9和0.2(7) 下面输入混凝土的等效应力应变关系，这里我们选择von Mises屈服面，该屈服面对于二维受力的混凝土而言精度还是可以接受的。

ansys 钢筋混凝土建模

ANSYS在钢筋混凝土构件全过程分析中钢筋混凝土材料的单元选择、材料特性、破坏准则等方面。

说明只要合理选择单元类型、划分网格等，就能够得出比较准确的非线性特性曲线，从而达到减少设计成本、缩短设计和分析的循环周期、增加产品和工程的可靠性的目的。

【关键词】ANSYS；钢筋混凝土；单元类型；材料特性；破坏准则一、前言钢筋混凝土结构是目前工业与民用建筑中最主要的结构形式。

由于钢筋混凝土是由两种性质不同的材料———混凝土和钢筋组合而成，它的性能明显地依赖于这两种材料的性能，特别是非线性阶段，对钢筋混凝土结构进行非线性分析就显得特别重要了。

有限元方法作为一个强有力的数值分析工具，在钢筋混凝土结构的非线性分析中起着非常重要的作用。

在钢筋混凝土结构有限元分析领域，对于混凝土结构分析应当考虑的因素包括混凝土的应力-应变特性曲线（非线性弹性，弹塑性等）的模型，混凝土的破坏面模型，裂缝的模拟，钢筋的模拟，钢筋的应力应变模型（如：双线性弹性硬化塑性）及包括混凝土钢筋接触面的粘结滑移、拉伸硬化模型和裂缝接触面模型。

要模拟钢筋混凝土结构的受力机理及破坏过程，关键要合理地选择单元类型和混凝土的破坏准则。

本文主要是从这个角度，介绍单元选取、定义材料特性的方法。

二、用ANSYS 进行有限元计算有限元法是目前工程技术领域中实用性最强、应用最为广泛的数值计算方法。

它的基本思想是将问题的求解域划分为一系列单元，单元之间靠节点连接。

单元内部点的待求物理量可由单元节点物理量通过选定的函数关系插值求得。

由于单元形状简单，易于由平衡关系或能量关系建立节点量之间的方程式，然后由单元方程再形成总体代数方程组，加入边界条件后即可对方程组求解。

ANSYS 软件是集结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件,可广泛地应用于土木工程、交通、水利、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、国防军工、电子、造船、生物医学、地矿、日用家电等一般工业及科学研究。

ANSYS钢筋混凝土

ANSYS钢筋混凝土概述ANSYS是一种强大的工程模拟软件，可用于钢筋混凝土的分析和设计。

本文档将介绍如何使用ANSYS进行钢筋混凝土建模、分析和评估。

建模在ANSYS中建立钢筋混凝土模型的第一步是创建几何模型。

可以使用ANSYS中的几何建模工具，或者从其他CAD软件导入一个现有的几何模型。

确定好模型的尺寸和形状后，可以开始定义材料和断面。

材料定义在ANSYS中，钢筋混凝土可以由两种材料组成：混凝土和钢筋。

可以通过输入混凝土和钢筋的弹性模量、抗拉强度、抗压强度等材料属性来定义它们。

还可以定义混凝土的增量模型，以考虑非线性行为。

断面定义在建立钢筋混凝土模型时，需要定义构件的断面属性，包括形状和尺寸。

可以选择矩形、圆形、T型等断面形状，并输入各个参数。

此外，还可以定义钢筋的位置和数量。

分析建立了钢筋混凝土模型后，可以进行各种分析，包括静力分析、动力分析和热力分析。

静力分析静力分析用于评估结构在外部载荷作用下的行为。

可以施加不同类型的载荷，比如集中载荷、分布载荷、温度载荷等。

通过静力分析可以计算出结构的位移、应力和应变，并评估结构的安全性。

动力分析动力分析用于评估结构在地震、风载等动力荷载作用下的行为。

可以施加模拟实际工况的时间历程载荷，分析结构的振动特性、动态应力等。

动力分析可以帮助工程师设计出更稳定和抗震的结构。

热力分析热力分析用于评估结构在温度变化下的行为。

可以考虑温度梯度引起的热应力，以及温度载荷引起的结构位移和变形。

热力分析可以用于设计具有温度变化的结构，如核电站、高温窑炉等。

评估通过ANSYS进行钢筋混凝土分析后，可以评估结构的安全性和性能。

可以根据应力和应变结果，进行疲劳分析、损伤评估，评估结构的寿命和性能。

此外，还可以进行参数化分析，改变不同的模型参数，比如尺寸、材料属性等，评估对结构的影响。

通过评估不同方案的结果，工程师可以选择最优的设计方案。

结论ANSYS是一种强大而灵活的工程模拟软件，为钢筋混凝土的建模、分析和评估提供了有效的工具。

钢筋混凝土梁设计的ANSYS软件分析

钢筋混凝土梁设计的ANSY S 软件分析彭兵田,刘立时,肖　洁(广东省航盛工程有限公司,广东　广州　510230)收稿日期:2002-04-30作者简介:彭兵田(1974-),男,湖南双峰人,助理工程师,从事路桥施工管理。

摘　要:本文通过ANSY S 软件对简支梁的受力和应变情况作了全面分析,提出将梁体看作理想弹塑性材料进行计算和设计的优点。

同时也指出了利用ANSY S 软件对简支梁分析时的不足。

为钢筋混凝土梁的设计提供了另一种思路。

关键词:ANSY S;钢筋混凝土梁;理想弹塑性中图分类号:U416.02 文献标识码:B 文章编号:1002-4972(2002)06-0012-02ANSYS Softw are Analysis of R einforced Concrete B eam DesignPE NG Bing -tian ,LI U Li -shi ,XI AO Jie(G uangdong Provincial Hangsheng Engineering C o.,Ltd.,G uangzhou 510230,China )Abstract :Through a com prehensive analysis of the stress and strain of sim ple beam by ANSY S s oftware ,itputs forward the advantages in calculation and design when beams are considered as ideal elastic and plastic materials.Meanwhile ,the inadequateness of ANSY S s oftware for sim ple beam analysis is als o pointed out.Another idea in rein 2forced concrete beam design is provided.K ey w ords :ANSY S ;rein forced concrete beam ;ideal elasticity and plasticity 目前,在我国的混凝土规范中,钢筋混凝土梁的设计分正截面抗弯和斜截面抗剪分别进行的。

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。

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。

(整理)ANSYS理论基础混凝土及钢筋单元.

ANSYS 理论基础一、钢筋混凝土模型1、Solid65单元——模拟混凝土和岩石等抗压能力远大于抗拉能力的非均匀材料开发的单元，可以模拟混凝土中的加强钢筋（或玻璃纤维、型钢等）；普通8节点三维等参元，增加针对混凝土材料参数和整体式钢筋模型；基本属性：——可以定义3种不同的加固材料；——混凝土具有开裂、压碎、塑性变形和蠕变的能力；——加强材料只能受拉压，不能承受剪切力。

三种模型：分离式模型——把混凝土和钢筋作为不同的单元来处理，各自划分单元，或钢筋视为线单元（杆件link－spar8或管件pipe16，20）；钢筋和混凝土之间可以插入粘结单元来模拟界面的粘结和滑移；整体式模型——将钢筋分布于整个单元中，假定混凝土和钢筋粘结很好，并把单元视为连续均匀材料；组合式模型——分层组合式：在横截面上分成许多混凝土层和若干钢筋层，并对截面的应变作出某些假设（如应变沿截面高度为直线）；或采用带钢筋膜的等参单元。

2、本构模型线性弹性、非线性弹性、弹塑性等；强度理论——Tresca、V on Mises、Druck-Prager等；3、破坏准则单轴破坏（Hongnested等）、双轴破坏（修正的莫尔库仑等）、三轴破坏（最大剪应力、Druck-Prager等），三参数、五参数模型；混凝土开裂前，采用Druck-Prager屈服面模型模拟塑性行为；开裂失效准则，采用William-Warnke五参数强度模型。

4、基本数据输入混凝土：ShrCf-Op—张开裂缝的剪切传递系数，0～1ShrCf-Ol—闭合裂缝的剪切传递系数，0.9～1UnTensSt—抗拉强度，UnCompSt—单轴抗压强度，（若取-1，则以下不必要）BiCompSt—双轴抗压强度，HydroPrs—静水压力，BiCompSt—静水压力下的双轴抗压强度，UnCompSt—静水压力下的单轴抗压强度，TenCrFac—拉应力衰减因子。

加固材料（材料号、体积率、方向角）二、其他材料模型在Ansys中，可在Help菜单中查阅各种不同单元的特性。

（完整版）ansys钢筋混凝土梁的建模方法约束方程法

（完整版）ansys钢筋混凝土梁的建模方法约束方程法用约束方程法模拟钢筋混凝土梁结构问题描述建立钢筋线对钢筋线划分网格后形成钢筋单元bhP 位移载荷建立混凝土单元对钢筋线节点以及混凝土节点之间建立约束方程后施加约束以及位移载荷进入求解器进行求解；钢筋单元的受力云图混凝土的应力云图混凝土开裂fini/clear,nostart/config,nres,5000/filname,yue su fang cheng 5 jia mi hun nin tu /prep7 /title,rc-beamb=150h=300a=30l=2000displacement=5!定义单元类型et,1,solid65et,2,beam188et,3,plane42!定义截面类型sectype,1,beam,csolid,,0secoffset,centsecdata,8,0,0,0,0,0,0,0,0,0sectype,2,beam,csolid,,0secoffset,centsecdata,4,0,0,0,0,0,0,0,0,0!定义材料属性，混凝土材料属性mp,ex,1,24000 mp,prxy,1,0.2tb,conc,1,1,9tbdata,,0.4,1,3,-1!纵向受拉钢筋mp,ex,2,2e5mp,prxy,2,0.3tb,bkin,2,1,2,1tbdata,,350!横向箍筋，受压钢筋材料属性mp,ex,3,2e5 mp,prxy,3,0.25tb,bkin,3,1,2,1tbdata,,200!生成钢筋线k,,k,,bkgen,2,1,2,,,hk,,a,ak,,b-a,akgen,2,5,6,,,h-2*akgen,21,5,8,,,,-100 *do,i,5,84,1l,i,i+4*enddo*do,i,5,85,4l,i,i+1*enddo*do,i,8,88,4l,i,i-1l,i,i-2*enddo!受拉钢筋lsel,s,loc,y,alsel,r,loc,x,alsel,a,loc,x,b-a lsel,r,loc,y,acm,longitudinal,line type,2mat,2secnum,1 lesize,all,50lmesh,allallscmsel,u,longitudinalcm,hooping reinforcement,line!箍筋，受压钢筋type,2mat,2secnum,2lesize,all,50lmesh,all/eshape,1!将钢筋节点建为一个集合cm,steel,node!生成面单元，以便拉伸成体单元a,1,2,4,3 lsel,s,loc,y,0lsel,a,loc,y,hlesize,all,,,10lsel,s,loc,x,0lsel,a,loc,x,blesize,all,,,20type,3amesh,all!拉伸成混凝土单元type,1real,3mat,1extopt,esize,30extopt,aclear,1vext,all,,,,,-lalls!建立约束方程cmsel,s,hooping reinforcement cmsel,a,longitudinal nsll,s,1ceintf,,ux,uy,uzallsel,all!边界条件约束nsel,s,loc,y,0nsel,r,loc,z,0d,all,uyd,all,uxnsel,s,loc,y,0nsel,r,loc,z,-ld,all,uyd,all,ux!施加外部荷载/solunsel,s,loc,y,hnsel,r,loc,z,-1000d,all,uy,-displacement alls!求解nlgeom,on nsubst,200 outres,all,all neqit,100pred,oncnvtol,f,,0.05,2,0.5 allselsolvefinish/post1allselplcrack,0,1plcrack,0,2!时间历程后处理/post26nsel,s,loc,z,-l/2*get,Nmin,node,0,num,min nsol,2,nmin,u,yprod,3,2,,,,,,-1nsel,s,loc,y,0nsel,r,loc,z,0*get,Nnum,node,0,count *get,Nmin,node,0,num,min n0=Nminrforce,5,Nmin,f,y*do,i,2,ndinqr(1,13)ni=ndnext(n0)rforce,6,ni,f,yadd,5,5,6n0=ni*enddoprod,7,5,,,,,,1/1000/axlab,x,uy/axlab,y,p(kn) xvar,3 plvar,7。