钢筋混凝土梁的ansys分析
ansys分析混凝土的若干问题
1. 讨论两种Ansys求极限荷载的方法（1）力加载可以通过对应的方法（比如说特征值屈曲）估计结构的极限荷载的大致范围，然后给结构施加一个稍大的荷载，打开自动荷载步二分法进行非线性静力分析，最后计算会因不收敛终止，则倒数第二个子步对应的就是结构的极限荷载；另外，也可以选择弧长法，采用足够的子步（弧长法可以一直分析到极限承载力之后的过程）同样可以从绘制的荷载位移曲线或计算结果中找出结构的极限荷载。
（2）位移加载给结构施加一个比较大的位移，打开自动荷载步二分法进行非线性分析，保证足够的子步数，这样也可以分析到极限荷载以后，通过绘制荷载位移曲线或查看相应结果文件也可知道结构的极限荷载。
希望众高手讨论一下（1）弧长法求极限荷载的收敛性问题，如何画到荷载位移曲线的下降段？（2）位移法求极限荷载的具体步骤？2. 需要注意的问题1. 由于SOLID 65单元本身是基于弥散裂缝模型和最大拉应力开裂判据，因此在很多情况下会因为应力集中而使混凝土提前破坏，从而和试验结果不相吻合，因此，在实际应用过程中应该对单元分划进行有效控制，根据作者经验，当最小单元尺寸大于5cm 时，就可以有效避免应力集中带来的问题；2. 支座是另一个需要注意的问题。
在有限元分析中，很多时候约束是直接加在混凝土节点上，这样很可能在支座位置产生很大的应力集中，从而使支座附近的混凝土突然破坏，造成求解失败。
因此，在实际应用过程中，应该适当加大支座附近单元的尺寸或者在支座上加一些弹性垫块，避免支座的应力集中；3. 六面体的SOLID 65 单元一般比四面体的单元计算要稳定且收敛性好，因此，只要条件允许，应该尽量使用六面体单元；4. 正确选择收敛标准，一般位移控制加载最好用位移的无穷范数控制收敛，而用力控制加载时可以用残余力的二范数控制收敛。
在裂缝刚刚出现和接近破坏的阶段，可以适当放松收敛标准，保证计算的连续性；3. 关于下降段的问题1）在实际混凝土中都有下降段，但是在计算的时候要特别小心下降段的问题。
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。
(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。
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在预应力钢筋混凝土梁非线性有限元分析中的应用
４ 钢 筋预应 力施加
在 预应力钢筋混凝土有 限元分析 中，钢筋 的预应力通常用 等效的外荷 载来代替 ，将 其施 加到结构 上 ，然后计算结构应力 分 布情 况 ，再用 叠加 内力 的方法分 析结构 中钢筋 和混凝土 的受 力情况 。在用 Ａ Ｙ ＮＳ Ｓ对其作有限元分析时 ，首先为钢筋单元
设 定一 个初 始温度 ，并且 给定一个 温降值 ，使钢筋单元产生一 个 收缩 变形 ，此 初始应 变将使钢筋 产生 预拉作用 ，这个作用为 模 型的预应力 ，钢筋 的温降值公式如下 ：
△Ｔ ＝Ｐ Ｅ ／ Ａａ
一
科 学 之 友
式 Ｉ ：△Ｔ：钢筋温降值 ； ｆ Ｅ ：钢筋弹性模量 ；
Ａ：钢 筋 线 膨 胀 系数 ； Ａ：钢筋截而积 ；
Ｐ：预 应 力 施 加 值 。
Ｆｉｎ ｆ ｃ ｎｅ ｍ ｔｕｓ ｒ ｄｏＳ ｉ ｃ ａｅ ｒ ｅ ｅ Ａ
设பைடு நூலகம் 应 力 的 范 围 等 于 屈 服 应 力 的两 倍 ， 以包 括 辛 格 效 应 。
Ｐ
１ 概 论
预应力混凝土结构 白 １２ 年法 同学者弗来西奈 （ ｒ ｓｎｔ ８ ９ Ｆｅ ｓ ｅ） ｙｉ 研究成功后 ， 经过数 十年的研究开发与推广应用 ，取得 了很 … 大进展 。大量的ＩＩ 玉内外建筑土木 程实践 充分证实 了预应力混
摘 要 ：文章应用通用有限元软件 ＡＮ ＹＳ ００对预应力钢筋混凝 土梁的非线性性能进 Ｓ １． 行 了数值模拟 ，并讨论 了钢筋和混凝 土的本构方程 、破坏准则、预应 力施加和收敛准则 和等 问题 。 关键词 ：预应 力；钢筋混凝土；梁；Ａ Ｙ ；有限元 ；挠度 ＮＳ Ｓ 中图分类号 ：Ｔ ７ ． 文献标识码 ：Ａ 文章编号：１０ Ｕ３ ５１ ００—８３ ２ １ ５— ０４—０ １６（ ００）１ ０ ０ ３
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。
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对预应力钢筋混凝土梁结构的有限元分析
#结构#抗震#文章编号:1009-6825(2005)02-0013-03ANSYS 对预应力钢筋混凝土梁结构的有限元分析收稿日期:2004-10-23作者简介:孙华安(1974-),男,昆明理工大学在读硕士,云南昆明 650093屈本宁(1956-),男,1982年毕业于昆明理工大学力学专业,教授,昆明理工大学,云南昆明 650093黄光玉(1978-),男,昆明理工大学在读硕士,云南昆明 650093孙华安 屈本宁 黄光玉摘 要:应用通用有限元软件A NSYS 对预应力钢筋混凝土梁的非线性性能进行了数值模拟,并讨论了钢筋和混凝土的本构方程、破坏准则、预应力施加和收敛准则等问题,对该梁在预应力条件下、没有施加预应力但受荷载作用、施加了预应力并受荷载作用这三种工况下所得的数值模拟挠度解作了分析;同时将荷载作用下的该预应力混凝土梁的有限元模型挠度解与按结构规范计算的挠度结果作了比较,指出利用AN SY S 对预应力钢筋混凝土作有限元分析是可行的。
关键词:预应力,钢筋混凝土梁,AN SYS,有限元,挠度中图分类号:T U 375.01文献标识码:A引言预应力钢筋混凝土梁结构是当今土木工程中应用相当广泛的一种结构,由于它是由钢筋和混凝土两种材料组成,在荷载作用下的结构反应是相当复杂的,传统的基于大量试验资料的结构力学的结构设计方法很难计算出其结构反应。
自从1967年D.Nego 和司谷特拉思A.C.Scor delis 把有限元应用于钢筋混凝土的结构分析以后,有限元法逐步成为分析钢筋混凝土结构内部微观机理的极有力的工具。
其中AN SY S 软件就础平台,其设计应充分考虑小区信息流量的需求,以满足21世纪宽带多媒体信息交互的要求,同时应具备可管理性、可扩展性和可维护性。
3 思考与建议3.1 智能住宅小区的建设应突出/以人为本0[3]/人0是住宅小区的主体,住宅小区建设应紧紧围绕着人们的实际需求,以实用、简洁、便利、安全为原则,同时照顾到不同文化层次、不同年龄住户的需要,满足/居住0这一特定的使用功能,在这一特定的功能上真正实现家庭的智能化。