基于ANSYS的鋼筋混凝土力學(xué)

基于ANSYS的鋼筋混凝土力學(xué)分析摘要本文介紹ANSYS模擬鋼筋混凝土梁的過(guò)程，討論了有限元模型的建立以及在ANSYS中的實(shí)現(xiàn)，給出了用分離式配筋方法對(duì)混凝土梁的分析的一般過(guò)程。并給出了詳細(xì)的命令流過(guò)程。并在此基礎(chǔ)上對(duì)混凝土梁進(jìn)行了分析，討論了在力的作用下混凝土梁的塑形變形和裂縫的發(fā)展過(guò)程。關(guān)鍵詞Ansys混凝土梁分離式配筋TheanalysisofmechanicsofareinforcedconcretebasedonANSYSAbstractThispaperintroducesANSYSsimulationofthereinforcedconcretebeamprocess,discussestheestablishmentofthefiniteelementmodelandtherealization,andgivestheANSYSreinforcementmethodwithseparatetheanalysisofconcretebeamsofthegeneralprocess.Andgivesthedetailedcommandflowprocess.Basedontheanalysisofconcretebeams,anddiscussedtheconcretebeamundertheactionofforcesofthebodydeformationandfractureprocess.KeywordsAnsysconcretebeamsreinforcedseparated1引言由于鋼筋混凝上材料性質(zhì)復(fù)雜，使其表現(xiàn)出明顯的非線性行為[1]。長(zhǎng)期以來(lái)采用線彈性理論的設(shè)計(jì)方法來(lái)研究鋼筋混凝上結(jié)構(gòu)的應(yīng)力或內(nèi)力，顯然不太合理，盡管有此理論是基于人量試驗(yàn)數(shù)據(jù)上的經(jīng)驗(yàn)公式，還是不能準(zhǔn)確反映混凝上的力學(xué)性能，特別是受力復(fù)雜的重要結(jié)構(gòu)，必須采用三維鋼筋混凝上非線性有限元方法才能很好地掌握其力學(xué)性能。利用ANSYS對(duì)鋼筋混凝上結(jié)構(gòu)彈塑性的仿真分析，可以對(duì)結(jié)構(gòu)自開(kāi)始受荷載直到破壞的全過(guò)程進(jìn)行分析，獲得不同階段的受力性能。本文將以混凝土梁的彈塑性分析為例，介紹在Ansys中分析材料非線性問(wèn)題的具體實(shí)現(xiàn)方法。2問(wèn)題介紹如圖所示的鋼筋混凝土梁[2]，橫截面尺寸為,梁的跨度為，支座寬度為采用C20混凝土，梁內(nèi)受拉縱筋3φ20，架立筋采用2φ12，箍筋采用φ6@150，鋼筋保護(hù)層厚度為25mm。如圖一。圖一對(duì)于梁中所采用的所有鋼筋，彈性模量為，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，密度，泊松比為0.3。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB50010，混凝土的彈性模量為，混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為。相當(dāng)于峰值壓應(yīng)力（抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值）的應(yīng)變以及極限壓應(yīng)變分別為0.002和0.0033。分析梁的跨中截面發(fā)生5.0cm豎向位移時(shí)，梁內(nèi)的應(yīng)力分布以及總體變形情況。3建立分析模型下面按照實(shí)際操作的先后順序?qū)５木唧w步驟進(jìn)行介紹：第一步：分析環(huán)境設(shè)置指定分析的工作名稱為RC-BEAM。指定圖形顯示區(qū)域的標(biāo)題為ANALYSISOFARC-BEAM。疫第二再步：貿(mào)進(jìn)入梢前處那理器脖，開(kāi)熟始建適模和護(hù)其他懇的前寨處理串操作鑼。掠第三斯步：扯定義咸單元補(bǔ)類(lèi)型僵（飛1這）定聚義鋼命筋單鐘元類(lèi)似型。筋對(duì)于石本問(wèn)狼題擬憤采惕用賣(mài)LI想NK恐8濕單元谷來(lái)模近擬鋼難筋，財(cái)因此躍在圖嗽二中潛窗口糊的左郊側(cè)選莫擇歷St教ru蝦ct貝ur古e糟Li康n住k企，右蹈?jìng)?cè)選愧擇們3D欲s激pa箏r靠8畢，單闊擊查Ap博pl硬y燭按鈕母，定詠義第柿一種雪單元箏類(lèi)型懂。圖二膠（然2求）定雪義混緞凝土災(zāi)單元東類(lèi)型完。如騎圖三闖所示雹。圖三絕第四吼步：搶定義蓄鋼筋看截面侍面積形（均倍在實(shí)織常數(shù)錦內(nèi)定刷義）磁定義妨箍筋瀉面積與。如釋圖四要所示妨。圖四屢定義答架立案鋼筋箭面積型。如網(wǎng)圖五戴。圖五山定義石縱筋娘面積腿。如寫(xiě)圖六焦。圖六盯第五吐步：槽定義謙混凝戀土單緣元實(shí)習(xí)參數(shù)桿選擇文菜單危項(xiàng)黑Ma嗎in幣M神en漸u>葵pr劑ep目ro戶ce牲ss仁or黨>r旋ea拍l轎co膚ns床ta期nt女,稱在變r(jià)e散al途c睬on銹st永an式t尚s迷對(duì)話碌框中閱，單爆擊虹ad倒d衛(wèi)按鈕拜，在映接下肅來(lái)的綢單元擔(dān)類(lèi)型患對(duì)話核框中惜，選皮擇混ty牽pe迷2減，單受擊撓O冰K提按鈕芽，彈剃出輩re艇al疾c亭on遵st膽an包ts讓s袖et鋪n圓um棚be未r4佛,f火or膨s裝ol藥id客6呆5吐對(duì)話燈框，監(jiān)由于佛我們昏分析欺中采倚用分孝離式咸配筋設(shè)方法陶，因吩此定辜義一突個(gè)空矮的是術(shù)參數(shù)背集，局單路擊忍O(píng)統(tǒng)K攜按鈕搜，關(guān)轟閉該往對(duì)話頁(yè)框。薄第六鋼步：睬定義悟鋼筋房材料秧模型友。如蔽圖七紗，八圾。圖七圖八貴點(diǎn)擊糞窗口傭下邊販的槍Gr踏ap拼h稀按鈕年，在瞎圖九嗓就將錯(cuò)出現(xiàn)檢鋼筋意應(yīng)付力劣-螺應(yīng)變局關(guān)系樂(lè)曲線農(nóng)。圖九省第七懂步：澇定義惑混凝絡(luò)土的坑材料顛模型下先定會(huì)義彈賽性階拖段如距圖十泰。圖十飯然后旨定義宏混凝議土受針壓應(yīng)醉力應(yīng)炒變關(guān)彈系數(shù)雖組。遲如圖催十一只。貸圖十燕一薯繼續(xù)露為混久凝土仇定義府強(qiáng)度鳳準(zhǔn)則飲。如右圖十皆二。餃圖十活二恒注意括：衫在上房面混纏凝土博的單舒軸抗鐘壓強(qiáng)更度一湊欄中吉填寫(xiě)蠅了林-嚴(yán)1建，其膝意義塔為在榴計(jì)算只過(guò)程警中不揚(yáng)考慮冠混凝鄰?fù)恋募?xì)受擠適壓破才壞。盼此外描，如獨(dú)在混肥凝土膊的單榆軸抗扭拉強(qiáng)跟度一鵲欄中鐵輸蒜入潤(rùn)-綁1脫則表嶼示在硬計(jì)算漫過(guò)程結(jié)中混穗凝土苦不發(fā)倒生開(kāi)各裂破柜環(huán)。曲第八化步：灰建立惑幾何血模型慌建立筆矩形輛。如流圖十寸三。完圖十架三腿第九躲步：競(jìng)劃分旅混凝遷土梁容的體京網(wǎng)格墓為混專凝土朱梁設(shè)收置網(wǎng)添格屬尾性突。如胸圖十池四。叢圖十常四歇指定撞梁的麥線段黎劃分小尺度猴。如門(mén)圖十軋五。維劃分親線魔2晶、辨5鐮、謠4飽、貼7健的單縫元邊秀長(zhǎng)送為逆0.役0揚(yáng)5袖。劃猾分其竄他八政條線艷的長(zhǎng)叫度償為前0.堪02箱5俯。鮮（妥3超）對(duì)梳體積撤劃分輛網(wǎng)格股。如耐圖十憲六。蘭圖十建六驢第十敢步：亦建立走鋼筋脾單元壺建立諷箍筋陰單元姨先建停立第述一圈犯箍筋捕單元鋼。如誤圖十童七。頌圖十巨七修然后駕通過(guò)做復(fù)制鞏建立茫所有鏡的箍天筋單抵元。階如圖煉十八額、十澡九。斃圖十但八銷(xiāo)圖十渡九抄建立萍縱筋詳單元恩和架棒立鋼捧筋單失元。走如圖龜二十踐。數(shù)圖二斗十損第十草一步撤：施唐加約族束條貞件。花如圖羅二十快一。腹圖二航十一泛第十苦二步吸：施映加載滅荷。蓬如圖落二十喬二。麻圖二騰十二嫩4或革分析舉及后牢處理很第一訓(xùn)步：制進(jìn)入好求解撞器績(jī)第二仰步：葉求解糊選項(xiàng)訓(xùn)設(shè)置彼設(shè)定危分析材類(lèi)型貪為靜兼力分倘析?？?jī)?nèi)鐖D溝二十怎三。雞圖二巴十三朽分析啦選項(xiàng)懲設(shè)置仰打開(kāi)鼻大變羅形選狂項(xiàng)。牽Ne兄wt婆on菊-最Ra喂ph惹so釋n籍選項(xiàng)仰。載選擇蒙求解繳器武為救Sp襲ar興s椒e吉。還設(shè)置科載荷亞步結(jié)漿束時(shí)序間和古子載牧荷步辦。如軟圖二呆十四調(diào)。師圖二渡十四貼設(shè)置甜收斂漆準(zhǔn)則自。如榨圖二鑄十五衣。算圖二膛十五執(zhí)設(shè)置鐵平衡督迭代致次數(shù)鳳。如搭圖二層十六濫。當(dāng)圖二忽十六啄（六南）打漫開(kāi)預(yù)策測(cè)開(kāi)酷關(guān)。何如圖賞二十波七。延圖二姿十七洞（七植）結(jié)受果文喚件輸磨出設(shè)胳置。強(qiáng)如圖財(cái)二十珠八。肚圖二迫十八弦第三令步：蘭求解大。在不此過(guò)泳程中顯會(huì)看表到計(jì)良算收勿斂曲廁線如獸圖二啊十九憑。弊圖二輪十九小第四響步：劫退出匯求解毀器鐘第五鐮步：厲進(jìn)入奪通用榮后處益理器詠?zhàn)x取鏈計(jì)算膝結(jié)果守第六水步：暖繪制之結(jié)構(gòu)辱變形猴圖回首先繪設(shè)置有位移司縮放李系數(shù)軌為一閱百。琴如圖都三十亭。馳圖三慘十身繪制新結(jié)構(gòu)忍變形驗(yàn)圖。倆如圖排三十臟一。跌圖三瀉十一憐繪制媽梁的蠟撓度咽等值縣線圖乓。如頓圖三桶十二舍?？箞D三失十二晉第七或步：紋繪制炕混凝伐土開(kāi)肥裂圖雀顯示便設(shè)備蛙設(shè)置屑。如擺圖三裁十三廁。趙圖三鮮十三氧繪制扛開(kāi)裂間圖。同如圖燥三十駁四。魚(yú)圖三拿十四意5鐘合命令路流過(guò)奪程床/f省il堡En剃am幻e,同RC敲-B湯EA宿M豪/T傘IT喂LE花,A醬NA她LY晉SI耳S姻OF牲A晝R欲C-述BE燈AM造/P糊RE協(xié)P7為某ET叢,1肌,L貫IN坐K8堤續(xù)雜ET駝,2浩,S粗OL被ID馬65絲R,振1,怠28鋒.3鏈E-比6,薪,加桂R,叢2,作11飯3.難1E姻-6皂,,丙凡R,輛3,計(jì)31酸4.用1E己-6跟,,我會(huì)R,懼4,偏MP越,E魄X,肺1,催2.是1E立11貍秒MP廢,P捆RX噸Y,芒1,夾0.普3皮珍TB果,B濕KI數(shù)N,隆1,鏟1,很2,勒1唐TB訂DA王TA肝,,心2.崗1E枕8,脊0.槐0澤姥MP靜,E拿X,蜂2,關(guān)2.粉55皆E1算0降MP梯,P擋RX腦Y,朽2,拾0.身3團(tuán)岡TB深,K景IN龜H,鞭2,譯1,孫8,釣姐TB宋TE施MP昨,0須TB疏PT鮮,,益0.圓00丙01母,2結(jié).5心5E戰(zhàn)6那TB材PT悶,,蹦0.們00探03雨,2緞.6叨64途E6乘TB售PT樸,,稈0.刊00盤(pán)06布,4萌.8然96剖E6木TB戶PT幸,,睜0.付00叼09罵,6柜.6國(guó)96蛇E6浸TB司PT貌,,尖0.壞00載12蒸,8莫.0搭64噴E6乞TB享PT貼,,釣0.競(jìng)00惠16句,9快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