利用Ansys Solid65單元分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu).doc

利用Ansys Solid65單元分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)
混凝土是目前應(yīng)用最為廣泛的建筑材料之一。
為了解混凝土結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理和 破壞過程，在大型有限元軟件ANSYS中，專門設(shè)置了Sdid65單元來模擬混凝土或 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，提供了很多缺省參數(shù)，從而為使用者提供了很大的方便。
　　1Solid65單元 　　 Sdid65單元是專為混凝土、巖石等抗壓能力遠(yuǎn)大于抗拉能力的非均勻材料開發(fā)的 單元。
它可以模擬混凝土中的加強(qiáng)鋼筋(或玻璃纖維、型鋼等)，以及材料的拉裂 和壓潰現(xiàn)象。
　　1.1幾點(diǎn)假設(shè) 　　1)只允許在每個(gè)積分點(diǎn)正交的方向開裂。
　　 2)積分點(diǎn)上出現(xiàn)裂縫之后，通過調(diào)整材料屬性來模擬開裂。
裂縫的處理形式上， 采用“分布裂縫”而非“離散裂縫”。
　　3)假設(shè)混凝土最初是各向同性材料。
　　4)除了開裂和壓碎之外，混凝土也會(huì)塑性變形，常采用Drucker- Prager屈服面模型模擬其塑性行為的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。
在這種情況下，一般在假設(shè) 開裂和壓碎之前，塑性變形已經(jīng)完成。
　　1.2使用方法　　 Solid65單元本身包含兩部分：1)和一般的8節(jié)點(diǎn)空間實(shí)體單元Sdid45相同的實(shí)體 單元模型，但是加入了混凝土的三維強(qiáng)度準(zhǔn)則。
2)由彌散鋼筋單元組成的整體式 鋼筋模型，它可以在三維 空間的不同方向分別設(shè)定鋼筋的位置、角度、配筋率等參數(shù)。
　　在實(shí)際應(yīng)用中，一般需要為Sdid65單元提供以下數(shù)據(jù)： 　　1)實(shí)常數(shù)real constants：在實(shí)常數(shù)中給定Sdid65單元在三維空間各個(gè)方向的鋼筋材料編號(hào)、位 置、角度和配筋率。
對(duì)于墻、板等鋼筋分布比較密集而又均勻的構(gòu)件形式，一般 使用這種整體式鋼筋混凝土模型。
由于在實(shí)際工程中的箍筋布置一般不均勻，所 以在建模時(shí)可以用下面方法改善箍筋建模時(shí)的質(zhì)量：將縱筋密集的區(qū)域設(shè)置為不 同的體，使用帶筋的Solid65單元，而無縱筋區(qū)則設(shè)置為無筋Sdid65單元。
這樣就 可以將鋼筋區(qū)域縮小，接近真實(shí)的工程情況。
　　2)材料模型Material Model：在這里設(shè)定混凝土和鋼筋材料的彈性模量、泊松比、密度。
　　3)數(shù)據(jù)表Data Table：在這里給定鋼筋和混凝土