基于ANSYS的玄武岩纤维布加固混凝土梁有限元分析

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基于ANSYS的碳纤维布加固混凝土梁剥离破坏研究

基于ANSYS的碳纤维布加固混凝土梁剥离破坏研究作者：陈海龙来源：《科技创新导报》 2013年第21期陈海龙(长沙经济技术开发区工程建设开发有限公司长沙 410100)摘?要：该文基于ANSYS对碳纤维布加固混凝土梁的剥离破坏模式进行了研究。

以某受均布荷载作用的简支钢筋混凝土梁为研究对象，在考虑材料非线性、钢筋—混凝土黏结滑移、碳纤维布滞后应变等因素影响的条件下，分析了两种锚固长度下梁的剥离破坏模式。

分析表明，当锚固长度较短时首先从端部剥离，当锚固长度较长时首先从中部剥离，剥离发生后，碳纤维布的应力、梁的变形和钢筋滑移急剧增大，剥离范围迅速扩展。

关键词：剥离碳纤维布 ANSYS中图分类号：TU311 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2013)07(c)-0103-02碳纤维布加固混凝土梁的剥离现象，是指在梁受压区混凝土未被压碎、碳纤维布也未被拉断前发生的碳纤维布与混凝土之间分离。

剥离破坏与常见的混凝土梁的破坏形态有较大的差异，是碳纤维布加固钢筋混凝土梁的一种特有破坏模式。

它是一种脆性破坏，是加固设计的控制状态之一。

影响剥离破坏的主要因素包括混凝土强度、锚固方式及粘结长度、配套粘结材料的性质等。

早期大部分研究者认为剪应力是导致碳纤维布加固混凝土梁发生剥离破坏的主要原因，该文考虑粘结剥离区域中碳纤维布与混凝土粘结界面的复合应力（正应力及剪应力）状态，建立了相应的剥离承载力计算方法，并经试验验证了其计算的精度。

为了探讨真实应力状态下梁的剥离破坏，该文基于ANSYS平台，以某受均布荷载作用的简支钢筋混凝土梁为研究对象，采用实体单元建立剥离分析有限元模型，分析了两种锚固长度下梁的剥离破坏模式。

1 有限元模型试验研究指出，碳纤维布剥离破坏是混凝土的破坏而非结构胶层破坏。

剥离破坏一般发生在混凝土表面到钢筋之间保护层范围内的混凝土，极少发生在碳纤维布与混凝土的粘结界面，也不会发生在碳纤维布与粘结层的界面。

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。

基于有限元Abaqus的玄武岩纤维布加固预损钢筋混凝土短梁抗剪性能分析

ｔｅｓｔｓ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｏｓｅｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍＦｏｕｒ－Ｐｏｉｎｔｂｅｎｄｉｎｇ
ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＰｒｅ－－ｄａｍａｇｅｄＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＳｈｏｒｔＢｅａｍｓ
ＳｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄｗｉｔｈＢＦＲＰＳｈｅｅｔｏｎＳｈｅａｒＢａｓｅｄｏｎＡｂａｑｕｓ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＬｉａｏｎｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｘｉｎ１２３０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＥｘｔｅｒｎａｌｌｙＢｏｎｅｄｍｅｔｈｏｄｉｎｃｌｕｄｉｎｇＷｒａｐｐｉｎｇ，Ｕ－ｊａｃｋｉｎｇｗｉｔｈａｎｄｗｉｔｈｏｕｔａｎｃｈｏｒａｇｅ，
压条式效果更好。同时指出了ＡＢＡＱＵＳ软件模拟的不足之处，以期为今后的研究提供参考。关键词：玄武岩纤维布；数值模拟；短梁：抗剪加固

应用ANSYS软件进行混凝土重力坝的有限元静力和模态分析

应用ANSYS软件进行混凝土重力坝的有限元静力和模态分析丰梦梦等【摘要】采用ANSYS结构分析软件，通过对某小型混凝土重力坝工程进行有限元静力和模态分析，研究探讨了坝体在满库工况下的变形和应力分布，以了解坝体在工况下的工作形态。

同时，进行高阶模态分析，了解坝体的自振频率和振型并进行简单分析，最后做总结【关键词】ANSYS软件静力分析模态分析混凝土重力坝1 前言我国土地辽阔，水资源丰富，可以开发的水电容量约为3.78亿KW，据世界第一位。

目前我们已经修建了如三峡、小浪底等大型水利水电工程，而这些工程也在我国经济建设中发挥了巨大的作用。

建国以来，随着技术的提高，各种各样型式的重力坝在坝工设计中占了很大的比重。

重力坝是一种主要依靠坝体自重产生的抗滑力来维持自身稳定的坝型。

近年来，混凝土重力坝在重力坝中所占的比重越来越大。

混凝土重力坝以具有安全可靠，耐久性好，抵抗渗漏、设计和施工技术简单，易于机械化施工、对不同的地形和地质条件适应性强等优点而被广泛应用[1]。

但由于许多坝都是建立在地震多发和高烈度地区，一旦遭到破坏将会带来难以估计的经济和损失，因此对大坝做模态分析，计算分析它的固有频率和振型，为重力坝的抗震稳定性分析奠定基础。

2 有限元模型建立某工程非溢流混凝土重力坝，高17米，宽24米，顶宽5米。

上游面坡度为1：0，下游面坡度为1：0.8[2]。

假设大坝的基础是嵌入到基岩中，地基是刚性的。

大坝采用的材料参数为：弹性模量E=3.5GPa，泊松比ν=0.2，容重γ=25KN/m3。

水的质量密度1000kg/m3。

模型见图一2.1静力分析SOLID186是一个高阶3维20节点固体结构单元，SOLID186具有二次位移模式可以更好的模拟不规则的网。

本文使用SOLID186单元进行数值模拟分析。

按照满库状态施加荷载，基础是刚性，底面施加约束，对整个重力坝施加重力荷载，然后求解分析。

分析结果见图二、图三、图四、图五。

玄武岩纤维布加固混凝土连续梁抗弯试验研究

图１２跨中截面荷载一纤维应变
Ｆｉｇ．１２ＬｏａｄｖｅｒｓｕｓｓｔｒａｉｎｏｆＢＦＲＰｔａｍｉｄ — ｓｐａｎ
耐腐蚀性的情况下，可采用玄武岩纤维布进行加固。
参考文献
纤维荷载．应变曲线趋势不明显。试验中，中支座板面易发生钢筋与混凝土的滑移及纤维与混凝土的剥
离，因而此处纤维布受力不连续。实际工程中，应改
图１１中支座受压区混凝土荷载一应变
Ｆｉｇ．１１Ｉａｄｖｅｒｓｕｓｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒａｉｎｏｆ
座混凝土压应变均高于跨中混凝土压应变，加固梁跨中加载点处混凝土压应变均不超过２０００ｔｘｅ。试
行了抗弯试验研究，得到以下结论：
（１）梁底粘贴一层至三层玄武岩纤支座先出现塑性铰，跨中截面
Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ：ｐａｒｔＢ，２００５，３６：５０４￣１２．
［３］ＷｅｉＢｉｎ，ＣａｏＨａｉｌｉｎ，ＳｏｎｇＳｈｅｎｈｕａ．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｆｒｏｒｍａｎｃｅｏｆｂｓａａｈａｎｄｇｌａｓｓｉｆｂｅｒｓ［Ｊ］．ＭａｔｅｉｒａｌｓＳｃｉ —

ANSYS分析FRP加固混凝土梁的有限元模型

ANSYS分析FRP加固混凝土梁的有限元模型摘要：介绍了ANSYS软件分析FRP加固混凝土结构的单元及模型建立，总结了ANSYS软件分析FRP加固混凝土结构应该注意的事项和目前研究的不足。

关键词：ANSYS ；FRP加固；有限元模型0引言有限元方法是建立FRP加固混凝土模型的有效方法，ANSYS中的Solid65单元提供了整体性钢筋模型，目前研究者基本上都通过在有限元模型中使用各种界面单元来模拟FRP－混凝土的界面行为，FRP－混凝土的界面行为的模拟对有限元分析模型的建立至关重要。

1、单元简介模拟混凝土结构的单元－Solid65ANSYS中的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，Solid65单元是在三维8节点等参元Solid45单元的基础上，增加了针对于混凝土的性能参数和组合式钢筋模型。

该单元具有八个节点，每个节点有三个自由度（X、Y、Z三个方向的线位移）；单元最多允许有4种材料，即混凝土和以弥散方式分布于其中的3个方向的独立配筋，具有模拟混凝土材料的开裂、压碎、塑性变形和蠕变的能力[1-3]。

2 有限元模型的建立2.1 单元类型的选取混凝土采用配筋的Solid65单元，忽略钢筋与混凝土之间的滑移；纤维布采用Shell41单元，使用Combin39非线性弹簧单元模拟纤维布与混凝土之间的滑移关系；在梁支座增加弹性垫块以减少应力集中，采用Solid45单元模拟。

2.2 材料的本构模型和破坏准则2.2.1 混凝土混凝土材料的非线性模型采用多线性各向同性强化模型（MISO），混凝土的单轴受压应力－应变曲线，采用设计规范[4]建议的分段式曲线方程(公式1)：当时（1-a）当时(1-b)式中，和分别为单轴受压应力－应变曲线的参数值，按下式采用：（1-c）（1-d）－混凝土轴心抗压强度（N/）。

、－分别为与对应的峰值压应变和混凝土的极限压应变，按下列公式计算：（1-e）(1-f)混凝土开裂后，裂缝张开和闭合的剪力传递系数分别取为0.5和0.95。

基于ANSYS软件的梁系结构有限元分析

基于ANSYS软件的梁系结构有限元分析作者：李广博黄飞驰来源：《环球市场》2017年第20期摘要：随着建筑工艺的日益发展，具有结构布置灵活，应用范围广泛等优点的梁系结构愈来愈普遍的应用于各类建筑当中。

本文利用Ansys软件进行建模，对具体梁系结构进行了静力分析和模态分析，计算了结构模态的振型、频率等。

关键词：梁系结构；ANSYS；静力分析；模态分析1 概述随着科技的发展，梁系结构的形式日新月异，应用范围日益扩大，其重要性日益凸显。

本文介绍了APDL语言，静力分析和模态分析[1]的相关理论和知识，以及对梁系结构进行有限元分析，通过ANSYS软件建立有限元模型，并对其进行静力分析和模态分析。

2 APDL语言简介APDL语言是ANSYS提供的用于实现参数化有限元分析的设计语言[2]。

用户通过使用它，可以按实际要求，自行编写程序，实现参数化建模。

3 梁系结构的有限元分析3.1 问题描述本文就梁系结构的工作特性进行计算分析。

具体模型为某空间桁架结构，主要对应使用阶段所承受的外荷载进行内力分析和位移计算，校核梁系结构承载后的稳定性。

空间桁架结构模型如图1所示。

3.2 建立有限元模型（1）梁截面文件的创立在ANSYS软件标准梁截面库中没有本结构截面类型，因此在正式建模前需要使用自定义截面功能建立该截面文件，以供后续建模采用之。

（2）参数化建模在参数设定中定义单元类型，实常数和材料参数。

在实体建模中，充分利用循环语句和镜像功能，可以高效的形成整体空间桁架结构。

3.3 静力分析对结构进行静力分析，可以得出弯矩、轴力的极大值和极小值，以及结构变形最大处，便于对结构进行优化。

按结构实际承载情况加载并求解，得到的位移图和应力图分别如图2和图3所示。

3.4 模态分析结构动力学分析中的模态分析通常用于确定结构的振动特性，同时也是高级动力分析的基础。

无阻尼线性结构自由振动控制方程：本文中模态分析采用Block Lanczos方法[4]。

玄武岩纤维筋混凝土梁非线性有限元分析

玄武岩纤维筋混凝土梁非线性有限元分析
孙朋永;江世永;飞渭;甘怡;李炳宏
【期刊名称】《混凝土》
【年(卷),期】2008(000)009
【摘要】BFRP是一种性能优异的新型复合材料,为研究其在混凝土领域的应用,采用ANSYS软件分别对1个钢筋混凝土梁和3个玄武岩纤维筋混凝土梁进行非线性有限元分析,对它们的跨中挠度和裂缝发展情况进行对比.发现由于BFRP筋的高强度低弹性模量特性,致使玄武岩纤维筋混凝土梁的跨中挠度过大以及裂缝发展过快.而在考虑利用ANSYS强大的数值模拟功能,通过不断调整BFRP筋配筋量,最终达到用玄武岩纤维筋替代钢筋且不影响正常使用的目的.
【总页数】3页(P33-35)
【作者】孙朋永;江世永;飞渭;甘怡;李炳宏
【作者单位】后勤工程学院军事建筑工程系,重庆,400016;后勤工程学院科研部,重庆,400016;后勤工程学院军事建筑工程系,重庆,400016;后勤工程学院军事建筑工程系,重庆,400016;后勤工程学院军事建筑工程系,重庆,400016
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.01
【相关文献】
1.玄武岩纤维筋全再生混凝土无腹筋梁受剪性能试验研究 [J], 韩定杰;刘华新;张志金;彭长岭
2.钢－玄武岩纤维复合筋混凝土框架结构非线性地震反应分析 [J], 肖同亮;邱洪兴;陶欣;孙建;陈春超
3.玄武岩纤维增强塑料筋混凝土梁受弯破坏形态有限元分析 [J], 李炳宏;江世永;飞渭
4.不同纤维掺量BFRP筋玄武岩纤维再生混凝土梁抗剪性能试验研究 [J], 白雅嘉; 刘华新; 陈海涛; 李庆文; 王学志
5.玄武岩筋混杂钢纤维混凝土偏心受压短柱试验与有限元分析 [J], 范小春;徐相哲;熊立峰;梁天富
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Ｃｈｉｎａ；２．ＴｈｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｒｅｏｆＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＥｘｉｓｔｉｎｇＢｕｉｌｄｉｎｇｏｆＨｅｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ
Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓａｌｔｉｂｆｅｒｃｌｏｔｈｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｇｏｏｄｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｈｉｇｈｃｏｓｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｉｔｉｓａｇｏｏｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｍａｔｅｒｉａ１．ＴｈｅｌｅｆｘｕｒａｌｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｂｅａｍｗｉｔｈｅｘｔｅｒｎａｌｌｙｂｏｎｄｅｄＢＦＲＰｓｈｅｅｔｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｏｆｉｎｆｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｈａｖｅａｃｌｏｓｅａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ，ａｎｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｂｅａｍｗｉｔｈｅｘｔｅｒｎａｌｌｙｂｏｎｄｅｄＢＦＲＰｓｈｅｅｔｓｃａｎｂｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｂｙＡＮＳＹＳ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｏｄｅｌ，ｓｏｍｅｋｉｎｄｓｏｆｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｉｍｐａｃｔａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｈｅｎｐａｓｔｉｎｇＢＦＲＰｔｏｒｅｉｎｆｏｒｃｅｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｂｅａｍｓ，ｔｈｅｍｏｒｅｐａｓｔｉｎｇｌａｙｅｒｓ，ｔｈｅ
０５００２１，Ｃｈｉｎａ；３．ＨｅｂｅｉＡｃａｄｅｍｙｆｏＢｕｉｌｄｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈ０５００２１，Ｃｈｉｎａ；４．ＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇＴｉｅｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｉｉｆａｚｈｕａｎｇ０５００４３，
Ｊｕｎ．２０１７
【文章编号】１００２ — ８４１２（２０１７）０３－０１２５－０６
ＤＯＩ：１０．１６２２６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２— ８４１２．２０１７．０３．０１９
基于ＡＮＳＹＳ的玄武岩纤维布加固混凝土梁有限元分析
褚少辉，赵士永，赵存宝（１．河北建研科技有限公司，河北石家庄０５００２研究中心，河北石家庄０５００２１；３．河北省建筑科学研究院，河北石家庄０５００２１；４．石家庄铁道大学，河北石家庄０５００４３）
【中图分类号］ＴＵ３１７【文献标识码］Ａ
ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅＢｅａｍｗｉｔｈＥｘｔｅｒｎａｌｌｙＢｏｎｄｅｄＢＦＲＰＳｈｅｅｔｓ
第３９卷第３期
２０１７年６月
工程抗震与２ｋ，固改造
Ｖｏ１．３９，Ｎｏ．３
ＥａｒｔｈｑｕａｋｅＲｅｓｉｓｔａｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＲｅｔｒｏｆｉｔｔｉｎｇ
ＢａｓｅｄｏｎＡＮＳＹＳ
ＣｈｕＳｈａｏ．ｈｕｉ，，ＺｈａｏＳｈｉ．ｙｏｎｇ＇，ＺｈａｏＣｕｎ．ｂａｏ（１．ＨｅｂＢｉＢｕｉｌｄｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＴｅｃｈｎｏｌＤｇＹＣｏ．Ｌｔｄ，Ｓｈｉｊｉａｚｈ口ｎｇ０５００２１，
［提
要］玄武岩纤维布具有综合性能好、性价比高等优点，是一种优良的结构加固用材。利用有限元软件ＡＮＳＹＳ对玄武
岩纤维布加固混凝土梁的抗弯性能进行了分析研究。模拟计算的结果与试验吻合良好，说明采用有限元模型可以较好地模拟玄武岩纤维布加固混凝土梁的力学性能。在此基础上，利用此模型对影响加固效果的相关参数进行了分析，结果发现，采用粘贴玄武岩纤维加固混凝土梁时，粘贴玄武岩纤维布层数越多，构件承载力提升越明显，但刚度变化不大；构件混凝土等级越高、配筋率越低，补强效果越显著。［关键词］玄武岩纤维布；钢筋混凝土梁；加固；ＡＮＳＹＳ；有限元分析