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《用ansyssolid65单元分析混凝土组合构件复杂应力_陆新征》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第33卷第6期建筑结构2003年6月用ANSYSSolid65单元分析混凝土组合构件复杂应力陆新征江见鲸(清华大学土木工程系北京100084)[提要]在有限元软件ANSYS中为混凝土材料专门定义了一种单元:Solid65。它预先定义好混凝土的破坏准则,可以模拟混凝土材料特有的开裂、压碎等力学现象。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。讨论了Solid65单元和钢筋、型钢、钢管、碳纤维等不同材料组合工作时建模方法及相互连接的处理。并对一些常见错误进行归类分析,
2、提出了解决方法。[关键词]有限元混凝土ANSYS非线性分析本构模型钢筋模型IntheFEAsoftwareofANSYS,anelementtypeof“Solid65”isdefinedforconcretematerialspecially.Itincludesthefailurecriteriaofconcreteandcansimulatethetypicalmechanicsbehaviorofconcretesuchascrackandcrush.Ac-cordingtotheresearchwork,thea
3、pplicationsofSolid65inframestructure,compositebeam,confinedcolumnandjointofcompositestructurearepresentedtogetherwith4practicalexamples.Andthemethodstosetuptheconnec-tionbetweenconcreteandothermaterialsarediscussedindetails,whentheconcreteisworkingtogetherwithothe
4、rmaterialssuchasrebar,sectionsteel,steeltubeandcarbonfiber.Thetypicalmistakesonusing“Solid65”areclassifiedandadvicesaregiventoavoidthem.Keywords:FEA;concrete;ANSYS;nonlinearanalysis;constitutivemodel;rebarmodel一、引言土和钢筋材料的弹性模量、泊松比、密度。在实际应用中确定三维条件下混凝土的力学行为(3)数据表(Dat
5、aTable)给定钢筋和混凝土的本是困难的,为便于使用者应用,ANSYS软件内部设定构关系。对于钢筋材料,一般需要给定一个应力应变了专门针对混凝土材料的三维实体单元形式Solid65,关系的数据表,譬如双折线等强硬化或随动硬化模型并建立了三维情况下混凝土的破坏准则,提供了很多等。而对于混凝土模型,则需要两个数据表:一个是本缺省参数,从而为使用者提供了很大的方便。此外,构关系的数据表,比如使用Multilinearkinematichard-ANSYS软件本身所拥有的大量单元形式可以很方便eningplasticity模型或
6、者Drucker-Pragerplasticity模型地让使用者建立混凝土和其他材料之间的共同工作模等,用来定义混凝土的应力应变关系;另一个则是Solid型,因此在很多实际问题中都取得了成功应用。下面结65特有的混凝土单元的数据,用于定义混凝土的强度合作者实际参加的一些研究项目来说明其具体应用。准则,譬如单向和多向拉压强度等。二、Solid65单元在混凝土及其组合材料中的应用2.混凝土与钢筋的组合材料1.Solid65单元的使用方法混凝土与钢筋组合是最常见的一种组合方式,一Solid65单元本身包含两部分:一是和一般的8节
7、般说来,可供选择的方法有以下三种:点空间实体单元Solid45相同的实体单元模型,但是(1)整体式模型直接利用Solid65提供的实参数加入了混凝土的三维强度准则;二是由弥散钢筋单元建模,其优点是建模方便,分析效率高,但是缺点是不组成的整体式钢筋模型,它可以在三维空间的不同方适用于钢筋分布较不均匀的区域,且得到钢筋内力比向分别设定钢筋的位置、角度、配筋率等参数。在实际较困难。主要用于有大量钢筋且钢筋分布较均匀的构应用中,一般需要为Solid65单元提供以下数据:件中,譬如剪力墙或楼板结构。(1)实参数(RealConsta
8、nts)在实参数中给定(2)分离式模型,位移协调用空间杆单元link8Solid65单元在三维空间各个方向的钢筋材料编号、位建立钢筋模型,并且和混凝土单元共用节点。其优点置、角度和配筋率。对于墙、板等钢筋分布比较密集而是建模比较方便,可任意布置钢筋并可直观地获得钢又均匀的构件形式,一般使用这种整体式钢筋
