ansys模擬鋼筋混凝土的案例
ANSYS鋼筋混凝土（一）整體式建模
01 ANSYS中的鋼筋混凝土
目前在ANSYS中模擬鋼筋混凝土主要有以下幾種方法：整體式建模、分離式建模（共節點）、分離式建模（考慮粘結滑移）、使用“Embed”方法（編寫弘文件）、使用REINF單元等。
以下是幾種鋼筋混凝土的模擬思路：
接下來一段時間內，筆者將通過多個帖子用實例逐個介紹ANSYS中以上模擬鋼筋混凝土的方法。可關注筆者的技術鄰賬號和公眾號，及時學習！
02 整體式建模方法
整體式模型即將鋼筋混凝土結構中的鋼筋彌散到整個混凝土結構中（采用混凝土實體單元SOLID65中自帶的配筋率實常數設置）。
其優勢在于建模簡單快捷，計算收斂性較好，劣勢在于其計算結果粗略。特別對于結構構件較多，且混凝土結構配筋非最主要研究對象時，建議采用整體式建模方法模擬鋼筋混凝土構件。
定義了配筋率后的鋼筋混凝土梁
03 案例分析
如下圖所示的一根鋼筋混凝土梁，使用整體式建模方法模擬，著重展示配筋率實常數計算和賦值方法。
鋼筋混凝土梁尺寸簡圖
為簡化計算，建立鋼筋混凝土梁的1/2對稱模型，支座和加載頭建立鋼墊片，墊片與梁之間采用MPC算法粘結。
受壓區和受拉區縱筋配筋率需要分別定義，故用工作平面切割出受壓區和受拉區。
展開 ANSYS鋼筋混凝土（三）分離式建模（粘結滑移）
上次介紹了ANSYS中模擬鋼筋混凝土構件的分離式建模方法，鋼筋和混凝土之間的相互作用關系是共節點。而實際上，鋼筋與其附近的混凝土之間存在粘結-滑移的關系。
本文介紹下一種ANSYS中鋼筋混凝土模擬的一種進階方法——分離式建模（考慮粘結滑移）
粘結-滑移作用通過在重合的鋼筋和混凝土節點上添加非線性彈簧combin39來考慮。這意味著在建立幾何模型和劃分網格時，需要注意以下兩點：
① 混凝土梁體和鋼筋需要分別建模（而非在梁體上切割出鋼筋線體后賦值）。
② 混凝土梁體的節點位置需要和鋼筋節點位置相重合（或接近），這意味著劃分網格時，需要協調兩者的單元尺寸。
混凝土與鋼筋節點位置重合（或靠近）
對于鋼筋混凝土梁，一般來說只需對縱筋考慮粘結-滑移作用。因此對位置重合的鋼筋和混凝土節點，在梁截面的兩個方向只須耦合其自由度，在縱向（縱筋方向）添加非線性彈簧Combin39即可。
其中，非線性彈簧的F-X屬性即是鋼筋混凝土粘結滑移關系（注意要乘以單元長度）。這個粘結滑移關系有大量可供參考的規范和文獻，可按需取用。
02 案例分析
仍然是如下圖所示的一根鋼筋混凝土梁，使用考慮粘結滑移的分離式建模方法模擬，此次計算中不考慮箍筋的建模。
鋼筋混凝土梁尺寸簡圖
有限元模型示意圖如下：
鋼筋混凝土梁模型示意圖
核心的命令流是如何寫一個循環，自動地對重合的混凝土和鋼筋節點施加耦合作用和非線性彈簧單元：
!彈簧實常數定義
!定義的實際是F-X曲線上的關鍵點坐標（x，F）
!
展開 鋼筋混凝土梁三點彎曲模擬ANSYS/ls-dyna ￥5
對于鋼筋混凝土梁三點彎曲模型而言，整體模型較為簡便，可直接通過ls-prepost生成混凝土梁及鋼筋（分離式或共節點）。
主要技術參數是通過BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID來控制鋼板的強制位移來使混凝土梁充分受力，同時也需要對支撐板與梁之間的接觸進行合理設置。
其他主要關鍵字如下：
*CONTROL_TERMINATION
*DATABASE_BINARY_D3PLOT
*DATABASE_FORMAT
*DATABASE_EXTENT_BINARY
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID
*CONTACT_ERODING_SURFACE_TO_SURFACE
*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE
鋼筋受力云圖如下所示：
展開 ABAQUS中定義混凝土的塑性損傷本構、鋼筋和混凝土之間的粘接滑移，模擬拉拔鋼筋時受拉短柱的應力分布 ￥50
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ANSYS WORKBENCH鋼筋混凝土立柱偏心受壓模擬（文末附模型文件）
Solid65+Link單元，采用CEINTF方程耦合鋼筋與混凝土節點，可應用于任何類型的鋼筋混凝土元件，包括鋼筋混凝土柱。
唯一的例外是，由于約束方程的限制，該方法不適合涉及非常大變形的問題。例如，預測非常細長的柱的非線性屈曲強度。非常細長的柱的撓度（在本例中為橫向撓度）在其最大強度下可能非常高。此方法中的荷載-撓度曲線，在載荷開始時撓度較小時仍然是準確的，但當（橫向）撓度變高時可能會顯著偏離實驗室結果。
在現實生活中的鋼筋混凝土問題中，高撓度區域（此方法）的不準確性可以被認為是無關緊要的。因為在細長柱的橫向撓度變大之前很久，使用極限狀態就將主導設計。
因此，只要結構設計師根據實踐規范遵循極限狀態和使用極限狀態，該工作流程仍然適用于現實結構問題中的細長柱。然而，如果目標是在實驗室中準確預測非常細長的柱的載荷-撓度曲線，則約束方程不適用于這種情況。相反，使用傳統的節點合并將混凝土和鋼筋連接在一起，這需要更長的時間來準備有限元模型。
后臺回復關鍵詞，獲取模型文件：ANSYS WORKBENCH鋼筋混凝土立柱偏心受壓模擬
視頻網址：https://www.bilibili.com/video/BV1xc411x785/?vd_source=e17686e9196d8cab671e3cabcd549dd6
展開 鋼筋混凝土特點及其原理 附鋼筋混凝土原理過鎮海文檔下載
鋼筋混凝土是當下最流行的建筑結構，無論是我們的房屋現澆鋼筋混凝土，還是大型建筑物，接下來我們就通過下面的內容，來看看鋼筋混凝土的相關內容介紹。
鋼筋
混凝土怎么樣
鋼筋混凝土中的受力筋含量通常很少，從占構件截面面積的1%（多見于梁板）至6%（多見于柱）不等。鋼筋的截面為圓型。在美國從0.25至1英尺，每級1/8英尺遞增；在歐洲從8至30毫米，每級2毫米遞增；在中國大陸從3至40毫米，共分為19等。
在美國，根據鋼筋中含碳量，分成40鋼與60鋼兩種。后者含碳量更高，且強度和剛度較高，但難于彎曲。在腐蝕環境中，電鍍、外涂環氧樹脂、和不銹鋼材質的鋼筋亦有使用。
鋼筋
混凝土特點
混凝土是水泥（通常硅酸鹽水泥）與骨料的混合物。當加入一定量水分的時候，水泥水化形成微觀不透明晶格結構從而包裹和結合骨料成為整體結構。通常混凝土結構擁有較強的抗壓強度（大約3，000磅/平方英寸，35MPa）。
但是混凝土的抗拉強度較低，通常只有抗壓強度的十分之一左右，任何顯著的拉彎作用都會使其微觀晶格結構開裂和分離從而導致結構的破壞。而絕大多數結構構件內部都有受拉應力作用的需求，故未加鋼筋的混凝土極少被單獨使用于工程。
鋼筋
混凝土原理
鋼筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性質決定的。首先鋼筋與混凝土有著近似相同的線膨脹系數，不會由環境不同產生過大的應力。其次鋼筋與混凝土之間有良好的粘結力，有時鋼筋的表面也被加工成有間隔的肋條（稱為變形鋼筋）來提高混凝土與鋼筋之間的機械咬合，當此仍不足以傳遞鋼筋與混凝土之間的拉力時，通常將鋼筋的端部彎起180 度彎鉤。
展開 混凝土中鋼筋的電化學腐蝕模擬 ￥1000
混凝土中鋼筋的腐蝕是指鋼筋與混凝土中的水和氧氣反應，導致鋼筋表面產生氧化物，進而引發鋼筋的腐蝕和破壞。混凝土中的水和氧氣是腐蝕的主要因素之一。當水滲入混凝土中的微縫隙和孔隙時，可以與鋼筋表面的氧氣反應，形成氧化物。這個過程是一個電化學過程，涉及到陰極和陽極反應。鋼筋在環境中處于陰極的區域，而氧氣反應位于陽極的區域。在這種電化學反應中，鋼筋表面上的氧化物會導致鋼筋的腐蝕和銹蝕。
本案例建立了一鋼筋混凝土結構簡化模型，基于COMSOL軟件中的三次電流分布模塊和固體力學模塊，仿真模擬得到了鋼筋氧化腐蝕過程中的電化學場、鋼筋的腐蝕層厚度以及破壞區域變化，仿真結果如圖所示：
電化學場
腐蝕層厚度
腐蝕破壞區域
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
展開 opensees模擬鋼筋混凝土柱 ￥70
清華大學完成了兩根鋼筋混凝土框架柱的擬靜力試驗，并公布了相應試驗細節和數據。作者選用該試驗作為有限元模擬對象。鋼筋混凝土框架柱構件設計圖如圖1所示。
圖1 鋼筋混凝土框架柱構件設計圖
那么使用opensees怎么通過輸入命令流的方式進行建模呢？
其代碼及柱子試驗數據如下，大家可進行下載學習。
Dyna鋼筋混凝土沖擊模擬 ￥46
<ol><li>建立鋼筋及混凝土模型，其中鋼筋與混凝土采用一體式和分離式建模兩種，前者鋼筋和混凝土采用共節點連接，后者鋼筋和混凝土采用關鍵字耦合，具體對比兩種模型的差異；</li><li>本模擬采用三點式彎曲，兩個支柱為剛體，提供剛性支撐，重錘賦予較大的質量，設置下壓行程，求解時間設置為1s;</li><li>具體建模展示如下：</li></ol><p><img src="https://public.fangzhenxiu.com/ueditor/20221022011820-%E8%A7%92%E5%BA%A601.png?imageView2/1/w/1494/h/410"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖 1 鋼筋混凝土模型角度一</strong></p><p><strong><img src="https://public.fangzhenxiu.com/ueditor/20221022011936-%E8%A7%92%E5%BA%A602.png?imageView2/1/w/1508/h/188"></strong></p><p class="ql-align-center"><strong>圖 2 鋼筋混凝土模型角度二</strong></p><p><strong><img src="https://public.fangzhenxiu.com/ueditor/20221022012027-%E9%92%A2%E7%AD%8B%E6%A8%A1%E5%9E%8B.png?
展開 ABAQUS模擬鋼筋混凝土單向板
哪位大神有這個問題的模擬實例，自己做做不出來，老不收斂，跪求
ansys workbench鋼筋混凝土建模方法
更新晚了點，最近忙于加固項目，所以優先學習了下WB鋼筋混凝土模擬方法，奈何資料太少，所以更新拖了兩周。
首先說明下，比較少接觸鋼筋混凝土的理論分析或試驗，本文主要是一個學習的過程，可能很多說法存在問題，但是本文所提及的模型都是一步一步做過的，數據也是盡可能的準確，如有錯誤，歡迎指正。如果某個模型較多人感興趣，再出一期詳細的。
參考文獻：1、周炬《Ansys Workbench有限元分析實例詳解》2、公眾號：搬磚2號叉會腰3、公眾號：ansys結構院4、ansys官方、YouTube等資料。
本文小結:
1、 Mw或DPC+HSD模型，可以說是官方首推的方法，workbench最適用的方法，其solid185和solid186(混凝土)和reinf單元（鋼筋）完美適合用（workbench 2020r2以后版本推出，鋼筋采用此單元，鋼筋與混凝土節點自動耦合），和《混規》GB50010的本構模型相比，DP模型區分了彈性段，強化段，軟化段，殘余應力段。未屈服前按照彈性材料處理，屈服后根據用戶選擇的HSD模型進行計算。中國規范中在峰值拉壓應變前后本構模型為冪函數，HSD模型中的Expotential HSD和中國規范為接近，實際中既可以采用指數函數的HSD也可以采用線性的HSD來進行計算。方法1是王新敏老師推薦的方法。
2、損傷-塑性微平面模型（CPT215單元）在模擬混凝土軟化、下降段方面，優于solid65（壓根就沒有），Mw或DPC（通常采用solid185、186），之前看到一個消息，說官方不建議在wb中使用，但是我用WB2024R1測試，沒啥問題，可以與renif單元聯合使用，相比方法1，需要在WB中插入命令流。
展開 
【JY】建筑結構鋼筋混凝土承重墻拆除模擬
從網傳視頻看，該房間中鋼筋混凝土的承重墻大面積被砸掉，只剩下鋼筋，房間中還留有鉤機、推土機等大型設備。據小區業主表示，當晚這棟共31層高的大樓，就開裂到了15層，第二天下午裂到21層，導致樓房無法正常使用。
涉事樓層裝修時砸掉的墻體
眾所周知，建筑物的承重墻等結構不能擅自改動，否則會產生嚴重的安全問題。2020年，福建泉州造成29人死亡、50人受傷的重大塌樓事故，就是因為違規野蠻裝修所造成的。作為一名結構設計工程師，為了闡述鋼筋混凝土承重墻拆除后，對整體結構的受力機理的影響。
筆者擬用SAP2000軟件對該行為進行仿真模擬分析
。希望能引發大家的共鳴，如有不當，歡迎專家學者批評，共同進步。
一、仿真分析概述
對于倒塌仿真分析，工況步驟為：
初始重力工況→抗倒塌工況（需要采用非線性直接積分法！）
對于模型分析需要滿足以下的關鍵點：
?建立考慮材料非線性的構件-變形骨架關系；
?計入P-Δ效應的影響；
?采用剩余結構的阻尼（如Rayleigh阻尼）；
?時程分析時步長不宜大于0.005s。
且在實際工程應用分析時，需要三維計算模型全面考慮。由于本文僅對該現象進行拋磚引玉的剖析，僅建立2D平面框剪模型進行分析，如下圖所示。
二、仿真機理
?整體拆除機理
對該行為的仿真通常采用構件拆除法，和抗倒塌分析的步驟一致，將拆除失效的構件，通過等效為該失效構件所產生的力（M、V、N），并根據拆除方式，令失效構件所產生的力變為0，如下圖所示。
?梁柱構件機理
由于該分析涉及構件彈塑性狀態的分析，需要對梁柱和墻體做彈塑性定義。
展開 LS-DYNA | 鋼筋混凝土抗爆的數值模擬
鋼筋混凝土抗爆
破片侵徹充液容器
仿真算例來源于平時的積累
白天做自己的科研
微信不會閑聊
有仿真相關的問題可以公眾號留言
或者整理好發我郵箱：1772619227@qq.com
晚上11點看公眾號后臺
公眾號：戰斗部
Ls-Dyna對鋼筋混凝土結構的抗爆模擬
計算結果：
計算文件請添加q群（cae技術聊）：551922835獲取
鋼筋混凝土網格處理見博主課程：基于HyperMesh工具的鋼筋混凝土網格處理方法
公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范
交通部已發文，《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG 3362-2018）作為公路工程行業標準，自2018年11月1日起施行。 文檔:公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范 JTG3362-2018
