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<p>1、 引言</p><p>雙鋼板 - 混凝土組合結構的抗剪性能與傳統(tǒng)鋼筋混凝土結構存在顯著差異。該結構通過拉結筋和栓釘實現(xiàn)鋼板與混凝土的連接，在剪力作用下易產(chǎn)生界面滑移，導致試件剛度與承載力下降。本案例聚焦于論文第 4 章雙鋼板 - 混凝土組合梁的建模復現(xiàn)，旨在通過 ABAQUS 有限元分析軟件，對組合梁抗剪性能進行數(shù)值模擬。需特別說明的是，本次復現(xiàn)僅涵蓋建模過程教學，不涉及曲線擬合內(nèi)容。

而結構設計有抗凍等級要求，混凝土自身應具有長期抵抗凍融循環(huán)能力的，才應稱為“抗凍混凝土”。 在相關標準規(guī)范中，查不到“防凍混凝土”的術語，僅能查到“摻防凍劑的混凝土”或“冬期施工的混凝土”等詞語；抗凍混凝土在規(guī)范中的術語是：抗凍等級等于或大于F50級的混凝土。

混凝土單軸受拉應力應變曲線依據(jù)附錄C中的C.2.3節(jié)確定，計算公式為： 混凝土單軸受壓應力應變曲線依據(jù)附錄C中的C.2.4節(jié)確定，計算公式為： 根據(jù)《混凝土結構設計標準》中規(guī)定，混凝土本構關系中的單軸抗壓/抗拉強度代表值可根據(jù)實際結構分析需要分別選取軸心抗壓/抗拉強度標準值

其中：2.1混凝土配合比設計上的問題：水泥用量大，水泥發(fā)熱量大，造成混凝土水化熱溫升過高，溫度變化急劇；水灰比大，灰漿量大造成混凝土收縮量過大；原材料性能不良，造成混凝土本身抗裂能力低。2.2混凝土施工質量上的問題：下料不均勻，振搗不密實；澆筑安排不善，混凝土內(nèi)部形成冷縫。

當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導致裂縫。

當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導致裂縫。

抗拉強度設為8.1MPA，斷裂能設為781 N/M。（3） 裝配將裂紋、墊塊、混凝土梁和 UHPC 加固層在 Assembly 模塊中進行裝配，確保它們的位置和相對關系與實際情況一致。圖2 模型裝配圖4、 模擬結果分析通過 Abaqus 軟件模擬 UHPC 加固混凝土三點彎試驗，利用 XFEM 技術成功模擬了裂縫的擴展過程。模擬結果與實際試驗結果的對比驗證了模型的有效性。

在前面的視頻中已經(jīng)有了三維隨機球體骨料的細觀模型建立方法和靜力抗壓仿真分析的方法（課程封面如圖）。 簡單三維球體細觀模型的課程已更新一年半有余，后臺私信和留言中有不少同學咨詢“怎么添加纖維/有沒有纖維混凝土的模型”，由于之前一直在忙著干其他的事情，最近心血來潮，那么今天就寫了這個帖子，分享自己關于在三維細觀混凝土模型中添加纖維的一些思路和腳本建立方法。

（a）混凝土 （b）纖維（c）墊塊 （d）裂紋圖1 纖維混凝土部件（2） 材料屬性?分別定義混凝土和纖維的材料參數(shù)。對于混凝土，需明確其彈性模量、泊松比、抗拉強度、密度、斷裂能等力學參數(shù)，以及導熱系數(shù)、比熱容等熱物理參數(shù)（若涉及熱 - 力耦合分析）。對于纖維材料，要確定其彈性模量、抗拉強度、密度、直徑和長度等參數(shù)。

例如，Q345B鋼材的屈服強度為345MPa，極限抗拉強度可以達到510-600MPa。在Abaqus中，可以取第一個點為(345,0)，第二個點可以設為(551,0.1)，使得兩個點之間的斜率為0.01Es（鋼材的彈性模量）。1.2 雙折線模型雙折線模型是鋼筋混凝土模擬中常用的一種簡化模型。在Abaqus中，鋼筋可以通過線單元（Wire）建模，然后將鋼筋嵌入（embed）混凝土梁中。

模型參數(shù)設置方面，根據(jù)《混凝土結構設計標準》GB/T 50010-2010（2024年版）4.1.1條，立方體抗壓強度試驗試件尺寸邊長設置150 mm；根據(jù)《建設用卵石、碎石》GB/T14685-2011，粗骨料尺寸大于4.75 mm，本模型中設置骨料最小粒徑4.8 mm，最大粒徑25 mm；骨料分三組設置，每組設置的粒徑區(qū)間及數(shù)量應根據(jù)混凝土配合比及顆粒級配綜合確定，相關內(nèi)容可參照《普通混凝土配合比設計規(guī)程

所有這些觀察結果表明，CNN 模型能夠為三種類型的混凝土（包括普通混凝土、高強度混凝土和再生骨料混凝土）提供可靠和準確的抗壓強度估計。圖5：訓練集和測試集的實際值和預測值的相對誤差直方圖。

插件在ABAQUS下側提示欄內(nèi)輸出當前參數(shù)計算的彈性模量、抗壓強度代表值、峰值壓應變、抗拉強度代表值、峰值拉應變等曲線特征值信息。 參數(shù)說明 單位制：本插件采用單位為牛、毫米、兆帕，因此對應的基本單位為長度：毫米、時間：秒、質量：噸。 Strength：混凝土強度等級。

細觀模型與工況設置 混凝土試件邊長150 mm，骨料體積分數(shù)57%，粒徑均值約20 mm，界面過渡區(qū)厚度1 mm。 采用混凝土損傷塑性CDP材料模型描述其損傷萌生。材料參數(shù)：骨料彈性模量80GPa，泊松比0.16；砂漿抗拉強度3.0MPa；界面過渡區(qū)抗拉強度2.4MPa。

<p>本內(nèi)容基于丁發(fā)興開的輕骨料混凝土或者泡沫混凝土模型所制作的Excel，可用于將其輸入直接到ABAQUS中，用于建立輕骨料混凝土或者泡沫混凝土模型，具體如下：</p><p><br></p><p><strong>模型介紹：</strong></p><p>本模型基于“丁發(fā)興”所開發(fā)的應力應變關系模型，在附件中。

如下圖所示?：4.通過對以上數(shù)值的輸入，而后回車，同學們就可以得到對應等級的混凝土材料的強度換算結果，其中包括?：混凝土軸心抗壓強度標準值（fck），混凝土軸心抗拉強度標準值（ftk），混凝土軸心抗壓強度設計值（fc），混凝土軸心抗拉強度設計值（ft），混凝土彈性模量（Ec）。

纖維混凝土作為土木工程領域常用的復合材料具備良好的抗裂性及抗沖擊性能，纖維混凝土在荷載下的破壞行為及本構關系對其應用范圍具有重要影響。本案例通過AutoCAD隨機三維纖維插件建立隨機投放的圓柱體纖維模型，并將模型導入ABAQUS內(nèi)，通過混凝土損傷塑性力學模型，研究沖擊荷載作用下鋼纖維混凝土的破壞情況。

1、 引言方鋼管混凝土結構憑借鋼管對混凝土的約束作用，使構件的承載力與延性得到顯著提升，在高層建筑與橋梁工程中應用廣泛。該結構在軸壓荷載下，鋼管與混凝土協(xié)同工作，其受力機理與傳統(tǒng)鋼筋混凝土柱存在明顯差異。本案例圍繞方鋼管混凝土短柱的軸壓性能展開建模復現(xiàn)，借助 ABAQUS 有限元分析軟件對其軸壓受力性能進行數(shù)值模擬。本次復現(xiàn)主要聚焦于建模過程教學，不涉及參數(shù)優(yōu)化內(nèi)容。

當混凝土彈性模量大于5GPa時，防滲墻的最小主應力變化速率增大，在墻頂局部出現(xiàn)較大的拉應力，最小拉應力為2MP,此時超過了混凝土的極限抗壓強度，有可能出現(xiàn)墻體開裂問題。實際工程中也發(fā)現(xiàn)了與數(shù)值計算結果一致的開裂 現(xiàn)象。混凝土防滲墻的大主應力高程增大而增大，在相同高程位置處，彈性模量越大，防滲墻最大主應力越大。

FRP的材料按照彈性材料進行輸入，并按照最大的抗拉強度作為結束點。 在裝配部分，是1/4模型，并且建立參考點，為了施加荷載，建立參考點。并且為了網(wǎng)格的劃分，相應的切割混凝土板，使得混凝土板的網(wǎng)格和加載塊的網(wǎng)格對齊。