基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析共3篇
钢筋混凝土梁的ansys分析
基于ANSYS 的钢筋混凝土力学分析摘要 本文介绍ANSYS 模拟钢筋混凝土梁的过程，讨论了有限元模型的建立以及在ANSYS 中的实现，给出了用分离式配筋方法对混凝土梁的分析的一般过程.并给出了详细的命令流过程。
并在此基础上对混凝土梁进行了分析,讨论了在力的作用下混凝土梁的塑形变形和裂缝的发展过程.关键词 Ansys 混凝土梁 分离式配筋The analysis of mechanics of a reinforced concrete based on ANSYSAbstract This paper introduces ANSYS simulation of the reinforced concrete beam process, discusses the establishment of the finite element model and the realization, and gives the ANSYS reinforcement method with separate the analysis of concrete beams of the general process 。
And gives the detailed command flow process. Based on the analysis of concrete beams ， and discussed the concrete beam under the action of forces of the body deformation and fracture process 。
Keywords Ansys concrete beams reinforced separated1 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[1］。
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。
钢筋混凝土结构的有限元分析
钢筋混凝土结构的有限元分析任何纷繁复杂的知识体系，都如同枝叶繁茂的苍天大树，本人习惯先抓住主干理清思路，然后再对各枝叶逐个击破，混凝土结构的有限元分析亦如是。
本文即从分析层面和单元维度层面梳理了对混凝土结构有限元分析的认知和思考。
需要说明的是，Gin主攻方向是结构工程，本文讨论的范围也仅限于结构工程，暂不包含岩土工程与风工程。
基于分析层面的归纳基于Gin的理解，混凝土结构的有限元分析按照分析层面进行分类，可归纳为材料层面、构件层面及体系层面。
材料层面，揭示了混凝土材料在不同几何维度下最根本的力学机理与物理规律，这是混凝土结构有限元分析的根。
基于基本的力学规律，结合试验结果进行抽象和拟合，便得到了不同维度下、引入不同考量因素的材料本构模型。
如果能得到一个新的本构，估计也够毕业一个博士。
构件层面，即研究各类混凝土结构构件拉、压、剪、扭、弯的力学性能及其耦合效应，并将结果规范化、条文化。
简单点的，如不同高跨比混凝土梁受剪性能研究等等；时髦点的，如某FRP自复位混凝土剪力墙抗震性能研究等等；复杂点的，如不同截面形状钢骨混凝土柱受力性能研究等等……这些都是基于构件层面的分析研究，其应用价值一方面是为工程设计提供指导，另一方面则是为体系分析提供依据。
规范里一个不起眼的建议值，往往背后蕴含着众多学者/学生日以继夜的构件试验。
体系层面，主要是模拟、评估实际结构的各种性能。
就结构工程而言，体系层面的分析主要包括抗风分析与抗震分析。
其应用价值，一方面是从整体上获得结构变形、内力及损伤的分布，为构件层面的设计提供依据；另一方面，得到对结构各项性能的评价，如抗震性能、抗倒塌性能、可恢复性能、舒适性等等，而这恰恰是最直接、也最为人们所关注的指标。
基于单元维度层面的归纳按照计算单元的维度，混凝土结构的有限元分析又可划分为基于一维单元的分析、基于二维单元的分析及基于三维单元的分析。
一维单元主要包括能够描述弯曲性能的梁单元和不能描述弯曲性能的杆单元（此外有还有零长度单元等概念，本文不做过多讨论）。
钢筋混凝土结构的本构关系及有限元模式共3篇
钢筋混凝土结构的本构关系及有限元模式共3篇钢筋混凝土结构的本构关系及有限元模式1钢筋混凝土结构的本构关系及有限元模式钢筋混凝土是建筑结构中广泛使用的材料之一。
在结构设计与分析过程中，了解钢筋混凝土的本构关系和有限元模式是十分重要的。
本文将从理论和实践两个层面介绍钢筋混凝土结构的本构关系及有限元模式。
一、理论基础1.1 本构关系本构关系是描述材料应力和应变之间关系的数学模型。
对于钢筋混凝土结构来说，其本构关系可以分为弹性和塑性两个阶段。
如图1所示，该曲线表现了材料的应变和应力之间的关系。
在开始阶段，钢筋混凝土材料表现出弹性行为，即在一定范围内，应变和应力呈线性关系，在这个范围内，应力的变化只取决于外力的变化。
当荷载增加时，材料进入塑性阶段，即出现残余变形，弹性不再适用。
此时，应变和应力的关系呈现非线性态势，应力会逐渐增大，直至材料失效。
图1 钢筋混凝土的本构关系曲线1.2 有限元分析有限元分析是一种近似解微分方程的数值分析方法。
该方法将问题分解成一个有限数量的小区域，在每个小区域内建立数学模型，通过连接小区域，组成总体的数学模型。
对于钢筋混凝土结构的有限元分析，可以采用三维有限元模型或二维\轴对称有限元模型等。
二、实践操作2.1 有限元模型的建立在进行有限元分析前，需要建立合适的有限元模型。
在钢筋混凝土结构的有限元分析中，通常采用ABAQUS、ANSYS软件进行模拟。
有限元模型的建立需要考虑结构的几何形状、材料特性、加载条件等，在模型建立的过程中需要进行模型分析和后处理，如应力监测、应变监测、变形量分析等。
2.2 本构关系的采用在建立有限元模型时需要设置材料弹性模量、泊松比、破坏应力等本构关系参数，这些参数可以通过试验数据和经验公式进行估算。
同时，基于实际结构的材料本身的特性和结构内力状态等影响因素，还需要考虑材料的非线性效应，包括弹塑性分析和的动力分析等。
三、应用现状在实际的建筑结构设计和分析中，钢筋混凝土结构的有限元分析被广泛采用，可以帮助工程师更加准确地预测材料的行为，并定位结构的破坏点及应急防御措施。
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。
钢筋混凝土结构非线性有限元分析共3篇
钢筋混凝土结构非线性有限元分析共3篇钢筋混凝土结构非线性有限元分析1钢筋混凝土结构是现代建筑结构中常用的一种结构形式。
由于钢筋混凝土结构自身的复杂性，非线性有限元分析在该结构的设计和施工过程中扮演着重要的角色。
非线性有限元分析是建立在解析的基础之上的，它可以更真实地模拟结构在实际载荷下的变形和破坏特性。
本文对钢筋混凝土结构的非线性有限元分析进行细致的介绍。
首先需要了解的是，钢筋混凝土结构存在多种非线性问题，如材料非线性、几何非线性和边界非线性等。
这些非线性问题极大地影响了结构的受力性能。
在结构的设计阶段，要对这些非线性因素进行充分分析。
钢筋混凝土结构在材料方面存在很多非线性问题，例如，混凝土的拉应力－应变曲线存在非线性变形，钢筋的本构关系存在弹塑性和损伤等等。
这些材料的非线性特性是钢筋混凝土结构变形和破坏的重要因素。
钢筋混凝土结构材料的非线性特性需要通过相关试验来获得，例如混凝土的轴向拉伸试验和抗压试验，钢筋的拉伸试验等，试验数据可以被用来建立预测结构非线性响应的有限元模型。
钢筋混凝土结构在几何方面存在很多非线性问题，例如，结构的非线性变形、结构的大变形效应、结构的初始应力状态等等。
钢筋混凝土结构几何的非线性效应可通过有限元分析明确地描述。
要对几何非线性进行分析，通常使用非线性有限元分析程序，其中包括基于条件梯度最优化技术的材料和几何非线性分析以及有限元法分析中使用的高级非线性模拟技术。
钢筋混凝土结构的边界条件也可能导致结构的非线性响应，例如基础的扰动、结构的支承和约束条件等。
所有这些条件都会导致模型在分析中出现非线性行为。
最后，非线性有限元分析可以简化结构设计的过程，并且可以更准确地分析结构的性能。
另外，分析过程中还可以考虑更多因素，例如局部的材料变形、应力浓度等等，让设计人员了解到结构的真实状态。
总之，钢筋混凝土结构非线性有限元分析是现代建筑结构中常用的一种结构分析方式，对于设计和施工都有着重要的意义。
ANSYS混凝土问题分析
ANSYS混凝土问题分析1．关于模型钢筋混凝土有限元模型根据钢筋的处理方式分为三种：分离式、整体式和组合式模型◆分离式模型：把混凝土和钢筋作为不同的单元来处理，即混凝土和钢筋各自被划分为足够小的单元，两者的刚度矩阵是是分开来求解的，考虑到钢筋是一种细长的材料，通常可以忽略起横向抗剪强度，因此可以将钢筋作为线单元处理。
钢筋和混凝土之间可以插入粘结单元来模拟钢筋与混凝土之间的粘结和滑移。
一般钢筋混凝土是存在裂缝的，而开裂必然导致钢筋和混凝土变形的不协调，也就是说要发生粘结的失效与滑移，所以此种模型的应用最为广泛。
◆整体式模型：将钢筋分布与整个单元中，假定混凝土和钢筋粘结很好，并把单元视为连续均匀材料，与分离式模型不同的是，它求出的是综合了混凝土与钢筋单元的整体刚度矩阵；与组合式不同之点在于它不是先分别求出混凝土与钢筋对单元刚度的贡献然后再组合，而是一次求得综合的刚度矩阵。
◆组合式模型组合式模型分为两种：一种是分层组合式，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，这种组合方式在钢筋混凝土板、壳结构中应用较广；另一种组合方法是采用带钢筋膜的等参单元。
当不考虑混凝土和钢筋二者之间的滑移，三种模型都可以。
分离式和整体式模型使用于二维和三维结构分析。
就ANSYS而言，可以考虑分离式模型：混凝土(SOLID65)+钢筋(LINK单元或PIPE单元)，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，如果比较困难也可以采用整体式模型(带筋的SOLID65)。
2．本构关系及破坏准则◆本构关系混凝土本构关系的模型对钢筋混凝土结构的非线性分析有重大影响。
混凝土的本构就是表示在各种外荷载作用下的混凝土应力应变的响应关系。
在建立混凝土本构关系时一般都是基于现有的连续介质力学的本构理论，在结合混凝土的力学特性，确定甚至调整本构关系中各种所需的材料参数。
通常，混凝土的本构关系可以分为线性弹性、非线性弹性、弹塑性及其他力学理论等四类。
钢筋混凝土有限元分析
钢筋混凝土有限元分析(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DefineMaterial 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。
在Define Material Model Behavior 窗口中选择Structural-> Nonlinear->Inelastic-> Rate Independent-> Isotropic Hardening Plasticity-> Mises Plasticity-> Multilinear，输入混凝土的等效应力应变曲线如下图所示。
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。
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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。
但在实际的建设过程中，为了
保证其安全性，必须对其力学性能进行充分的试验和分析。
而针对钢
筋混凝土结构的试验有限元分析，可以利用ANSYS等有限元软件进行
模拟，以评估其结构的安全性和稳定性。
以下是基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析的主要过程和方法：
1. 结构建模：首先需要对钢筋混凝土结构进行建模，主要包括结构的
几何、材料和加载条件等。
建模可以手动实现，也可以通过软件辅助
实现，如AutoCAD等。
在建模过程中，需要根据实际的结构形式合理
地采用单元类型和边界条件等，以尽可能准确地反映实际结构的受力
情况。
2. 材料特性确定：钢筋混凝土结构中，混凝土和钢筋是两种不同的材料。
因此，在进行有限元分析前，需先确定混凝土和钢筋的材料特性。
这些特性包括弹性模量、泊松比、杨氏模量、屈服强度、极限强度等。
对混凝土来说，需要特别确定材料的一些非线性特性，如强度退化、
延性等，以精确地描述混凝土的受力性能。
3. 负载情况：在有限元分析前，需要明确结构的负载情况。
这包括静
力负载和动力负载两种。
静力负载包括常规自重、附加负载等；动力
负载则通常以地震、风等外力为载荷，进行动力分析，衡量结构在发
生地震等灾害情况下的安全性能。
4. 模拟分析：在模拟分析时，需要对结构进行初始和边界条件设定，
以保证分析结果的准确性。
在ANSYS软件中，可以通过输入模拟参数
及完成模拟运算，进行模拟分析。
对分析结果进行检查、评估，进一
步判断建筑结构的可靠性和安全性。
5. 结果评估：在分析后，可以得到结构在不同条件下的受力分布、应
力变形等信息。
通常需要评估分析结果，以评估建筑结构的安全性和
稳定性。
这样可以为相应的建筑结构提供更合理的设计方案。
总之，有限元分析是一种重要的结构安全评估方法，在建筑结构的设计和施工中有着广泛的应用前景。
利用ANSYS等软件可以对建筑结构进行准确的模拟分析，以及评估其承载能力和负载条件等，为建筑工程的设计和实现提供更大的保障。
基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析3
钢筋混凝土结构是建筑领域中常见的结构形式，其在抗震、抗风等方面表现出色。
试验有限元分析是一种常见的分析方法，能够帮助工程师进行结构设计及仿真预测。
本文将介绍基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析方法及流程。
一、建模
首先需要建立钢筋混凝土结构的三维模型。
在ANSYS中选择建立“Structure”工程，设置工程参数，包括单位、材料参数、结构参数等。
其次选择建立建筑结构的几何形状，比如“Solid 186”，根据自己的需要进行细节调整，如添加构件、定义边界等。
可以利用脚本语言编写自动化建模脚本，减少人工耗时。
二、材料特性
钢筋混凝土结构中混凝土、钢筋应力应变关系及摩擦系数等特性需要在ANSYS中定义。
应根据实际工程选材。
以钢筋混凝土梁为例，采用材料模型采用Van der Waals模型。
三、边界条件
建模完成后，需要设置边界条件，指定边界上的外力及其作用位置，
以模拟真实的应用场景。
例如，可以针对弯曲实验施加质量和位移场和静力基础负荷等。
四、计算设置
设置计算参数，如云主机数量、执行任务数、存储目录等，以便对计算结果进行记录和分析。
五、结果分析
完成计算后，对结果进行分析。
可根据所需的计算参数及信息生成数据分析图表，包括应变云图、应力云图、Deformation云图等。
可以进行断面破坏分析、挠度分析及应力分析，进一步了解所设计结构的性能表现。
若结果不理想，可以通过更改材料特性、边界条件及模型参数等，继续进行试验有限元分析，以得到最合理的设计方案。
总结：基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析，能够模拟真实环境下结构的受力情况，提供了一种有效的设计思路。
应根据实际情况灵活运用，并根据结果反馈及时更改设计方案。