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<p>1、 引言</p><p>雙鋼板 - 混凝土組合結(jié)構(gòu)的抗剪性能與傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在顯著差異。該結(jié)構(gòu)通過拉結(jié)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(dǎo)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(fù)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(fù)現(xiàn)僅涵蓋建模過程教學(xué)，不涉及曲線擬合內(nèi)容。

而結(jié)構(gòu)設(shè)計有抗凍等級要求，混凝土自身應(yīng)具有長期抵抗凍融循環(huán)能力的，才應(yīng)稱為“抗凍混凝土”。 在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，查不到“防凍混凝土”的術(shù)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(shù)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(yīng)力應(yīng)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(yīng)力應(yīng)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(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，混凝土本構(gòu)關(guān)系中的單軸抗壓/抗拉強度代表值可根據(jù)實際結(jié)構(gòu)分析需要分別選取軸心抗壓/抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值

抗拉強度設(shè)為8.1MPA，斷裂能設(shè)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(guān)系與實際情況一致。圖2 模型裝配圖4、 模擬結(jié)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(shù)成功模擬了裂縫的擴展過程。模擬結(jié)果與實際試驗結(jié)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(xué)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(guān)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。

美國混凝土協(xié)會（ACI）規(guī)定：“任意體量的混凝土，其尺寸大到足以必須采取措施減小由體積變形引起的裂縫時即可稱作大體積混凝土。”業(yè)界一般認(rèn)為，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差預(yù)計將超過25攝氏度時，必須采取一定的措施來防止溫度裂縫的產(chǎn)生。這就是大體積混凝土溫度控制的意義所在。眾所周知，混凝土雖然具有較強的抗壓性能但其抗拉性能非常差，必須要配置鋼筋才能具有較強的抗拉、抗折、抗剪性能。

（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(xué)參數(shù)，以及導(dǎo)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(shè)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(shè)置方面，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》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(shè)置150 mm；根據(jù)《建設(shè)用卵石、碎石》GB/T14685-2011，粗骨料尺寸大于4.75 mm，本模型中設(shè)置骨料最小粒徑4.8 mm，最大粒徑25 mm；骨料分三組設(shè)置，每組設(shè)置的粒徑區(qū)間及數(shù)量應(yīng)根據(jù)混凝土配合比及顆粒級配綜合確定，相關(guān)內(nèi)容可參照《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程

所有這些觀察結(jié)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(zhǔn)確的抗壓強度估計。圖5：訓(xùn)練集和測試集的實際值和預(yù)測值的相對誤差直方圖。

插件在ABAQUS下側(cè)提示欄內(nèi)輸出當(dāng)前參數(shù)計算的彈性模量、抗壓強度代表值、峰值壓應(yīng)變、抗拉強度代表值、峰值拉應(yīng)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(yīng)的基本單位為長度：毫米、時間：秒、質(zhì)量：噸。 Strength：混凝土強度等級。

<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(yīng)力應(yīng)變關(guān)系模型，在附件中。

混凝土是一種脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1／10左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有（0.6～1.0）×104， 長期加荷時的極限位伸變形也只有（1.2～2.0）×104.由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，及運輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān)，混凝土只是承受壓應(yīng)力。

混凝土是一種脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1／10左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有（0.6～1.0）×104， 長期加荷時的極限位伸變形也只有（1.2～2.0）×104.由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，及運輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān)，混凝土只是承受壓應(yīng)力。

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

1、 引言方鋼管混凝土結(jié)構(gòu)憑借鋼管對混凝土的約束作用，使構(gòu)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(yīng)用廣泛。該結(jié)構(gòu)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(fù)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(fù)現(xiàn)主要聚焦于建模過程教學(xué)，不涉及參數(shù)優(yōu)化內(nèi)容。

雖然它主要致力于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的分析，但可以用于素混凝土；</p><p>3. 可用“rebar”選項模擬混凝土中的鋼筋；</p><p>4. 適于低圍壓下混凝土單調(diào)、往復(fù)和動力荷載下的計算；</p><p>5. 是非相關(guān)多軸硬化塑性和各向同性線性損傷模型的綜合，用于描述由于混凝土斷裂引 起的不可恢復(fù)的損傷；</p><p>6. 允許循環(huán)加載過程中用戶對于剛度恢復(fù)進行控制；</p><p>7.

應(yīng)用案例 三維多面體骨料混凝土抗壓模擬—— 基于EasyCDP生成20 MPa砂漿基體材料模型，分析骨料分布對力學(xué)性能影響。