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1、建筑结构,BuildingStructure,33(6),2003,22~24利用ANSYSSolid65单元分析复杂应力条件下的混凝土结构陆新征，江见鲸清华大学土木工程系，北京，100084摘要：在大型有限元软件ANSYS中，为混凝土材料专门定义了一种单元：Solid65。它不但可以模拟混凝土材料特有的开裂，压碎等力学现象，而且预先定义好了混凝土的破坏准则,为使用者提供了很多方便。在本文中，作者结合自己的科研工作，通过4个科研项目实例，介绍了Solid65单元在框架、叠合梁、约束混凝土柱、组合结构节点等问题中的应用。详细讨论了Solid65单元和钢筋、型
2、钢、钢管、碳纤维等不同材料共同工作时建模的方法及相互连接的处理。这些计算实例表明，在准确建立有限元模型并合理选择各种材料组合方法的前提下，利用ANSYS可以对各种混凝土结构进行准确的模拟，从而可以减小试验工作量，节省开支。但是，如果有限元模型建立不当，也会造成错误的结果，本文中对这些错误进行归类分析，提出了解决方法。关键词：有限元，混凝土，ANSYS；AnalysisforConcreteStructureunderComplexStressConditionwithSolid65FEAElementofANSYSLUXinzheng,JIANGJianj
3、ingDepartmentofCivilEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing,100084Abstract:IntheFEAsoftwareofANSYS,anelementtypeof“Solid65”isdefinedforconcretematerial,specially.Itnotonlycansimulatethetypicalmechanicsbehaviorofconcretesuchascrackandcrush,butalsoincludesthefailurecriteriaofconcrete
4、.Thisappliesalotofconveniencetotheuser.Inthispaper,accordingtotheresearchworkoftheauthor,theapplicationsofSolid65inframestructure,compositebeam,confinedcolumnandjointofcompositestructurearepresentedtogetherwith4practicalexamples.Andthemethodstosetuptheconnectionbetweenconcreteando
5、thermaterialsarediscussedindetails,whentheconcreteisworkingtogetherwithothermaterialssuchasrebar,sectionsteel,steeltubeandcarbonfiber.TheseexamplesshowthatwithproperFEAmodelandconnectionmethod,ANSYScansimulateconcretestructureprecisely.Hence,itcanreducethetestworkandsavethecost.Ho
6、wever,iftheFEAmodelisnotcorrect,therewillbemistakesintheresults.Thesemistakesareclassifiedinthispaperandadvisesaregiventoavoidthem.Keywords:FEA,concrete,ANSYS;一、引言混凝土是目前应用最为广泛的建筑材料之一。它可以很方便地与钢筋、型钢、钢管以及其他一些结构材料组合成多种多样的构件和节点，应用于各种结构形式中。为了了解混凝土结构的详细受力机理和破坏过程，往往需要利用三维实体单元进行非线性有限元分析。而混
7、凝土本身同时具有开裂、压碎、塑性等诸多复杂力学行为，在三维条件下这些力学行为更加难以确定，给实际应用带来了较大的困难。为了便于使用者应用，ANSYS软件内部设定了专门面对混凝土材料的三维实体单元形式SOLID65。并建立了三维情况下混凝土的破坏准建筑结构,BuildingStructure,33(6),2003,22~24则，提供了很多缺省参数，从而为使用者提供了很大的方便。此外，ANSYS软件本身所拥有的大量单元形式，可以很方便的让使用者建立混凝土和其他材料之间的共同工作模型，因此在很多实际问题中都取得了成功应用。本文将结合作者实际参加的一些研究项目来说
8、明其具体应用。二、SOLID65单元的使用方法SOLID65单元本
