基于ANSYS的钢筋混凝土梁
基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析共3篇
基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析共3篇基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析1混凝土结构是我们生活和工作环境中不可或缺的部分。
为了保证结构的安全性和耐久性，需要进行大量的试验和分析。
钢筋混凝土结构试验有限元分析是其中一种方法，本文将介绍如何基于ANSYS进行试验有限元分析。
1、前期准备工作进行钢筋混凝土结构试验有限元分析前，需要进行一些前期准备工作。
首先要确定模型的尺寸和几何形状，包括梁的长度、宽度和高度，钢筋的数量和材料等信息。
其次是建立材料模型。
钢筋和混凝土的本构关系可以参考各种规范和文献，例如ACI318和EHE等。
最后是进行荷载和边界条件的设置。
这些参数可以根据试验的要求进行设定。
2、建立有限元模型通过ANSYS软件建立钢筋混凝土结构的有限元模型。
其中，混凝土部分采用可压缩性线性弹性模型；钢筋采用弹塑性模型，可以考虑材料的塑性性质。
首先，选择适当的元素类型，包括梁单元和实体单元。
对于梁单元，要选择适当的截面类型和断面参数。
对于实体单元，要确定网格的大小和形状。
然后，按照模型的几何形状和材料参数设置单元类型和属性。
最后，进行单元的划分和网格生成，调整边界条件，使其与试验条件保持一致。
3、分析和结果在模型准备就绪之后，进行分析和结果的处理。
首先，定义荷载和边界条件，可以模拟多种加载模式，例如单点荷载、均布荷载、自重等。
然后，进行静态分析或动态分析。
静态分析可以计算结构的变形、应力和应变等参数；动态分析可以模拟结构在地震、风等自然灾害下的响应。
最后，进行结果的处理和分析。
包括可视化、动画演示、应力云图、位移云图等，能够对计算结果进行全方位的检查和分析。
综上所述，基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析是一种非常有用的手段，可以帮助工程师更准确地评估结构的安全性和耐久性。
它具有良好的可靠性和可操作性，可在较短的时间内快速建立模型和分析结果。
基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析2钢筋混凝土结构是目前建筑工程最常用的一种结构形式，其优点在于承载能力强、耐久性好、施工方便等。
(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,1,24000mp,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,3,2e5mp,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+1l,i,i+2*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,1,2,4,3lsel,s,loc,y,0lsel,a,loc,y,hlesize,all,,,10lsel,alllsel,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,longitudinalnsll,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,allnsel,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。
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。
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.例1、矩形截面钢筋混凝土板在中心点处作用－2mm的位移,分析板的受力、变形、开裂（采用整体模型分析法).材料性能如下:1、混凝土弹性模量E=24GPa，泊松比ν=0。
ansys 钢筋混凝土建模
ansys 钢筋混凝土建模Ansys 钢筋混凝土建模在现代工程领域中，钢筋混凝土结构的应用极为广泛，从高楼大厦到桥梁隧道，从水利设施到工业厂房，无一不见其身影。
为了确保这些结构的安全性、可靠性和经济性，对其进行准确的力学分析至关重要。
Ansys 作为一款功能强大的有限元分析软件，为钢筋混凝土建模提供了高效且精确的解决方案。
钢筋混凝土是一种由钢筋和混凝土两种材料共同作用的复合材料。
混凝土具有较高的抗压强度，但抗拉强度较低；而钢筋则具有良好的抗拉性能。
在实际结构中，两者协同工作，共同承受外力。
因此，在Ansys 中进行钢筋混凝土建模时，需要准确地模拟这两种材料的特性以及它们之间的相互作用。
首先，我们来谈谈混凝土的建模。
在 Ansys 中，混凝土通常可以采用实体单元进行模拟。
对于混凝土的本构关系，我们可以选择合适的模型，如经典的混凝土损伤塑性模型（Concrete Damaged Plasticity Model）。
这个模型能够较好地考虑混凝土在受压和受拉时的非线性行为，包括混凝土的开裂、压碎等现象。
在定义混凝土的材料参数时，需要输入诸如弹性模量、泊松比、抗压强度、抗拉强度等参数。
这些参数的准确取值对于模型的准确性至关重要。
一般来说，可以通过实验测试或者参考相关的规范和标准来获取这些参数。
接下来是钢筋的建模。
钢筋在 Ansys 中有多种建模方法，常见的有两种：一种是使用杆单元（Link Element）来模拟钢筋，另一种是将钢筋嵌入到混凝土实体单元中（Embedded Element）。
使用杆单元模拟钢筋时，需要定义钢筋的截面积、弹性模量、屈服强度等参数。
这种方法计算效率较高，但对于钢筋与混凝土之间的粘结滑移行为模拟不够精确。
将钢筋嵌入到混凝土实体单元中的方法能够更准确地考虑钢筋与混凝土之间的相互作用，但计算量相对较大。
在这种方法中，需要确保钢筋单元与混凝土单元之间的节点协调。
在钢筋混凝土建模中，还需要考虑钢筋与混凝土之间的粘结滑移。
钢筋混凝土梁ansys分析附命令流
钢筋混凝⼟梁ansys分析附命令流钢筋混凝⼟⾮线性分析2015⼤作业上海交通⼤学陈明1、参数选择梁的截⾯宽度为200mm，上部配置2Φ8受压筋，混凝⼟的净保护层厚度为25 mm（从纵向钢筋外边缘算起），箍筋两端区采⽤8@100的双肢箍，中间区取8@200 双肢箍1）梁的截⾯⾼度选300mm；2）两加载间的距离选1000mm；3）混凝⼟选C30；4）纵向受拉钢筋配筋选218；2、描述选⽤的有限元模型及单元的特点采⽤ansys软件进⾏模拟计算，钢筋混凝⼟模型采⽤分离式模型，不考虑钢筋与混凝⼟之间的相对滑移。
混凝⼟采⽤solid65单元模拟，solid65⽤于模拟三维有钢筋或⽆钢筋的混凝⼟模型。
该单元能够计算拉裂和压碎。
在混凝⼟应⽤中，该单元的实体功能可以⽤于建⽴混凝⼟模型，同时，还可⽤加筋功能建⽴钢筋混凝⼟模型。
另外，该单元还可以应⽤于加强复合物和地质材料。
该单元由⼋个节点定义，每个节点有三个⾃由度:节点坐标系的x，y，z⽅向的平动。
⾄多可以定义三种不同规格的钢筋。
钢筋单元采⽤link180单元模拟，link180是⼀个适⽤于各类⼯程应⽤的三维杆单元。
根据具体情况，该单元可以被看作桁架单元、索单元、链杆单元或弹簧单元等等。
本单元是⼀个轴向拉伸⼀压缩单元，每个节点有三个⾃由度:节点坐标系的x，y，z⽅向的平动。
本单元是⼀种顶端铰接结构，不考虑单元弯曲。
本单元具有塑性、蠕变、旋转、⼤变形和⼤应变功能。
缺省时，当考虑⼤变形时任何分析中LINK180单元都包括应⼒刚化选项。
3、描述选⽤的混凝⼟与钢筋粘结滑移本构关系的具体形式、参数等。
钢筋的应⼒应变关系曲线考虑到极限塑性应变最⼤值为0.01,钢筋本构模型采⽤多线性模型kinh，初始弹性模量为Es=200000Mpa，强化系数为0.001。
混凝⼟的应⼒应变关系曲线混凝⼟选⽤各向同性的miso模型，当计⼊下降端时，程序报错，所以只取了前⾯的上升段，⽤5段折线模拟混凝⼟应⼒应变曲线。
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。
基于ANSYS的钢筋混凝土梁非线性分析若干问题研究
２０ １ １ ４月 年
水利 与建 筑工程 学报
０ ｆⅥ ｔｒＲｅｏ ｒｅ ｎ ｃ ｅ ｔｒ ］ ｅ ｓ ｕ ｃ ｓａ ｄ Ａｒ￣ｔｃｕ ａ
Ｖ０ ． ｏ ２ １９ Ｎ ． ｐ ．， ｒ ２０１１
基 于 Ａ Ｓ Ｓ的 钢 筋 混 凝 土 梁 非 线 性 ＮＹ 分 析 若 干 问题 研 究
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｏ ｌＳｅ ｅ ａ ｏ ｌ ｍｓ ａ ｏ ｔＮｏ ｌｎ ａ ｓ ａ ｃ ｉ ｖ ｒ ｌＰｒ ｂ ｅ ｂ ｕ ｎ ｉ ｅ ｒ Ａｎａ ｙ ｉ ｆ ｌ ｓｓ ｏ ＲＣ ａ ｓ Ｂａ ｅ ｎ ＡＮＳ Ｂｅ ｍ ｓ ｄ ｏ ＹＳ
ＧＡ０ ，Ｚ Ｌｉ ＥＮＧ ａ ． ｕ ２ Ｗ ＡＮＧ ｎ ２ Ｘｉｏ ｙ ｎ Ｙｏ ｇ
单元选择 、 材料本构关系 、 加速 收敛等若干 问题 ， Ａ Ｓ Ｓ对一钢 筋混凝土简 支梁进 行非线 性分析 ， 用 ＮＹ 研 究梁荷载与跨中挠度关系 、 刚度变化及裂缝 发展形态 ， 为类似的模 拟分析提供可靠 的理论依据 。
关 键 词 ：Ａ Ｓ Ｓ 钢 筋 混 凝 土 梁 ； 线 性 ；有 限元 ＮＹ； 非 中 图分 类 号 ： Ｕ ７ ． Ｔ ３５ １ 文 献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１７— １４ （０ １ｏ—０ ９—０ ６２ １４ ２ １）２ ０２ ３
０ 前
言
１ 非线性分析时应注 意的若干问题
１ １ 关 于模 型 ．
钢筋混 凝土 是土木 行业 中应用 最广泛 的工程 材 料， 其性 质 复 杂 ， 料 非 线 性 和几 何 非 线 性 同 时存 材
钢筋混 凝土 有限元 模 型根据 钢筋 的处理方 式主
在 。用传 统方法 分 析 往往 难 度 较 大 ， 有 限元 方 法 而 在钢筋 混凝 土非线性 分析 中显示 出越来 越 大的实用
基于ANSYS的钢筋混凝土浅梁单调加载变形的数值模拟
分析 选用 的单 元 与 所 选有 限元 模 型 紧 密 相关 ，
以往 文献 中 的有 限元 模 型 以分 离 式 和 整 体式 为 主。 Ａ Ｓ Ｓ公 司 在 最 新 版 本 （ ２ ０版 本 ） 推 出 了 组 合 ＮＹ １． 中 单 元 ， 于 该 单 元 可 使 用 组 合 式 模 型 对 结 构 和 构 件 基
果 与试 验结 果接 近 ， 时 得 出 的参 数 值 很难 具 有 普 此
１ 引 言
１６ ９ ７年 ，ｃｒｅ ｓ 人 首 次 将 有 限 元 法 引 入 Ｓｏｄ ｌ 等 ｉ 钢 筋 混 凝 土 梁 构 件 的 分 析 。 通 过 数 值 模 拟 （ 叫 做 或 仿 真 分 析 ） 方 法 对 结 构 和 构 件 的 力 学 性 能 进 行 分 的 析 研 究 ， 传 统 的 试 验 分 析 方 法 相 比 ， 资 源 的 耗 与 在 费 等 方 面 ， 具 有 明 显 的 优 势 。 国 内 外 的 学 者 在 混 都 凝 土 梁 的有 限元 分 析 方 面 做 了 大 量 的 工 作 ， 期 的 初 研 究 者 有 不 少 通 过 自 编 的 程 序 和 算 法 ， 用 较 多 采
进行分 析 。
型 输 入 参 数 进 行 试 算 ， 终 使 得 有 限 元 分 析 数 值 结 最
【 者 简 介 】 李 文 华 （９ ３一） 男 ， 士 ， 程 帅 。 目前 从 事 建 筑 结 构 设 计 工 作 。Ｅｍａ ： ｈｈｎ５ ０ １６ Ｃｎ 作 １８ ， 硕 工 － ｉ １ ｃ ｉ ２ ＠ ２ ．Ｏｌ ｌｗ ａ
同时 ， 不 能 采 用 相 同 的参 数 设 置 对 其 进 行 分 析 ， 能
基于ANSYS的钢筋混凝土力学分析
基于ANSYS 的钢筋混凝土力学分析1 引言由于钢筋混凝上材料性质复杂，使其表现出明显的非线性行为。
长期以来采用线弹性理论的设计方法来研究钢筋混凝上结构的应力或内力，显然不太合理，尽管有此理论是基于人量试验数据上的经验公式，还是不能准确反映混凝上的力学性能，特别是受力复杂的重要结构，必须采用三维钢筋混凝上非线性有限元方法才能很好地掌握其力学性能。
利用ANSYS 对钢筋混凝上结构弹塑性的仿真分析，可以对结构自开始受荷载直到破坏的全过程进行分析，获得不同阶段的受力性能。
2 模型的建立2.1 单元类型的选取2.1.1 混凝土单元混凝上选用SOLID65 单元。
SOLID65 单元在普通8节点三维等参元SOLID45 单元的基础上增加了针对混凝上材料参数和整体式钢筋模型，常被用来模拟钢筋混凝上和岩石等抗拉能力远大于抗拉能力的非均匀材料，可以模拟混凝土材料的开裂和压碎力学行为。
2.1.2 钢筋单元可采用杆元来模拟纵筋，一般利用空间单元LINK8 单元或空间管单元PIPE20 建立钢筋模型，与混凝上SOLID65 单元共用节点。
用COMBINE39 来模拟钢筋和混凝上之间的粘结。
2.2 材料本构关系模型2.2.1 混凝土本构模型弹塑性本构关系把服而和破坏而分开来处理。
根据弹塑性理论建立混凝上的本构关系时，必须对屈服，条件流动法则、硬化法则即塑性模型三要素做出基本假定。
ANSYS 弹塑性本构关系主要使用Mises 屈服准则或Drucker-Prager 屈服准则。
2.2.2 混凝土破坏准则一般强度准则的参数越多，对混凝土强度性能的描述就越准确，多参数模型大多基于强度试验的统计而进行曲线拟合。
ANSYS 中的混凝上材料特性用改进的William Wamke 五参数破坏破坏准则和拉应力的组合模式，其破坏而子午线和偏平而见相关文献。
2.2.3 钢筋本构模型一般采用双线形理想弹塑性模型，在ANSYS 中,钢筋可以选择经典双线性随动强化模型(BKIN) 和双线性等向强化模型(BISO) 。
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。
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。
基于ANSYS的钢筋混凝土结构裂缝分布及宽度研究的开题报告
基于ANSYS的钢筋混凝土结构裂缝分布及宽度研究的开题报告题目：基于ANSYS的钢筋混凝土结构裂缝分布及宽度研究一、选题背景及意义钢筋混凝土结构在现代建筑中得到广泛应用，但是由于其受力性能复杂，有许多因素会影响其荷载承受能力。
其中，裂缝是一种常见的损伤形态，会降低结构的整体性能，影响其使用寿命和安全性。
因此，对钢筋混凝土结构的裂缝分布及宽度进行研究，对于确保结构的安全可靠性具有重要意义。
通过数值分析软件ANSYS，可以快速、准确地模拟钢筋混凝土结构的力学行为，分析裂缝分布及宽度。
此外，随着计算机技术的不断发展，ANSYS在材料模型、边界条件等方面也得到不断提升和完善，其分析结果更加精确、可靠。
本研究旨在利用ANSYS对钢筋混凝土结构裂缝分布及宽度进行数值模拟分析，探究不同参数对其裂缝行为的影响，为钢筋混凝土结构的设计和施工提供一定的参考依据。
二、研究内容和方法1. 研究内容（1）了解钢筋混凝土结构的基本原理和受力性能，掌握裂缝形成机理。
（2）选取合适的数值模拟软件ANSYS，搭建钢筋混凝土结构的有限元模型。
（3）通过对模型进行加载，模拟不同荷载工况下的裂缝分布情况。
（4）对模拟结果进行分析，研究不同参数对裂缝宽度的影响。
2. 研究方法（1）文献调研法：查阅相关文献，了解钢筋混凝土结构的基本原理和受力性能，掌握裂缝形成机理。
（2）有限元数值模拟法：选取合适的数值模拟软件ANSYS，搭建钢筋混凝土结构的有限元模型，通过对模型进行加载，模拟不同荷载工况下的裂缝分布情况。
（3）数据分析法：对模拟结果进行分析，研究不同参数对裂缝宽度的影响。
三、预期成果1. 理论成果：在了解钢筋混凝土结构的裂缝行为基础上，运用ANSYS数值模拟软件对其裂缝分布情况和宽度进行研究，探究不同参数对裂缝行为的影响。
2. 实际应用：为钢筋混凝土结构的设计和施工提供一定的参考依据，提高其安全可靠性和使用寿命。
四、研究进度安排1. 前期准备阶段（1个月）：文献调研和相关知识学习；选取合适的数值模拟软件，学习软件使用方法。
基于ANSYS的钢筋混凝土梁的非线性分析
基于ANSYS的钢筋混凝土梁的非线性分析摘要：本文主要通过介绍混凝土的本构模型，利用SOLID65号单元阐述ANSYS如何实现钢筋混凝土梁的建模，开裂，破坏等受力性能。
关键词：混凝土，有限元，非线性The Nonlinear Analysis of Reinforced-Concrete Beam Based On AnsysDang Jianping(Baotou Construction engineering cost can administer station, Baotou 014010)Abstract:By introducing the concrete constitutive model,the paper expounds ANSYS how to realize the modeling, craze, destructive force performance of the reinforced concrete beam using SOLID65 Element.Keywords: concrete, finite element, nolinear1 SOLID65单元的材料属性ANSYS的SOLID65单元是专为混凝土，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。
它可以模拟混凝土中的加强钢筋（或玻璃纤维，型钢等），以及材料的抗裂和压溃现象。
SOLID65单元最多可定义3种不同的加固材料，即此单元允许同时拥有四种不同的材料。
混凝土材料具有开裂，压碎，塑性变形和蠕变的能力；加强材料则只能受拉压，不能承受剪切力。
2 材料本构关系模型2.1 混凝土本构模型根据弹塑性理论建立混凝上的本构关系时，必须对屈服，条件流动法则、硬化法则即塑性模型三要素做出基本假定。
ANSYS弹塑性本构关系主要使用Mises 屈服准则或Drucker-Prager屈服准则。
2.2 混凝土破坏准则混凝土模型采用Willam-warnke五参数破坏准则，破坏面通过以及在静水压力p下的来定义。