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基于ANSYS的钢筋混凝土板温度应力分析

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展 到流 体力 学等 Ｊ 。 ＡＮＳ ＹＳ 有 限元分 析软 件 的主 要功 能 是结 构分 析、 结 构优 化 、 线性 分 析 的计 算和 流体 动 力学 分析 ， 主 要 由 ３大 模块 组成 ：前 处理模 块 Ｐ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ 、 求 解模 块 Ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ 、后 处理 模块 （ 时 间历程 响应 后处 理
摘
要：利用大型有限元软件 Ａ ＮＳ ＹＳ对钢筋混凝土楼进行 了实例模拟分析 。分析 了有地暖 的情况下 ，地暖
产 乍的温度对钢筋混凝土楼板 的影响 ，并对楼板温度应力进行 了分析 。分析 结果显示，地暖产 生的温度对钢筋 混
凝土楼板有一定 的影响 ，但是总体来看 ，其 的影 响不是很大 。
关键词 ：钢筋混凝土 ；Ａ ＮＳ ＹＳ ；楼板；温 度应力；地暖 中图分类号 ：Ｔ Ｖ ３ １ ５ 文献标识码：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ ４ Ｉ ３ ２ ６ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ ． ０ １ ９ ０ ． ０ ４
第３ ４卷第 ３ 期 ２ ０ ｌ ４年 ６ 月
辽宁工业大学学报 （ 自然科 学版）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ （ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
３ ． Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｃｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄＡｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｒｅ ｕ ， Ｌｉ ａ ｏ ｉｎ ｈ ｇＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ￣ｔ ｙ， Ｆ ｕ ｘ ｉ ｎ １ ２ ３ ０ ０ ０ ， Ｃｈ ｉｎ ａ ）
后 Ｍ． Ｊ ． Ｔ ｕ ｒ ｎ ｅ ｒ 和 Ｒ． Ｗ Ｃ ｌ ｏ ｕ ｇ ｈ 通过 大 量 实验推 导 出 了有 限元 的单元 刚度 矩 阵 ，最后 正式 命名 为有 限元 法 。２ Ｏ世 纪 ８ ０年 代左 右 ，有 限元法 从 结构化 的矩
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｒｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ Ｃｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ Ｓ ｌ ａ ｂ Ｔｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ
Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＮＳ ＹＳ
Ｚ ＨＡＮＧ Ｂ ｅ ｉ ， Ｚ ＨＡＮ Ｇ Ｙ ｕ — ｍｅ ｉ ， Ｃ Ｈ Ｅ Ｎ Ｑｉ ｒ 一 ｆ ｅ ｉ ， ＸＩ ＮＧ Ｊ ｉ ｅ — ｓ ｉ ， Ｊ Ｉ ＮＧ Ｗａ ｎ － ｑ ｉ ３
பைடு நூலகம்
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｓ ｌ ａ ｂ ｓ ￣ ｗａ ｓ ｍａ ｄ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ＡＮＳ ＹＳ ． Ａｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｏ ｆ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｓ ｌ ａ ｂ ｗｉ ｔ ｌ ｌ ｗａ ｒ ｍ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｓ ｌ ａ ｂ ｗａ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｈ ａ ｓ ｓ ｏ ｍｅ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｓ ｌ ａ ｂ ｗｉ ｔ ｈ ｗａ ｒ ｍ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ， ｂ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ ， ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｏ ｎ ｈｅ ｔ ｌｏ ｆ ｏ ｒ ｉ ｓ ｎ ｏ ｔ ｂ ｉ ｇ ｗｉ ｔ ｈ ｗａ ｒ ｍｔ ｈ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ：ｒ ｅ ｉ ｎｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ ｃ ｏ ｎｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ； ＡＮ Ｓ ＹＳ ；ｆ ｌｏｏ ｒ ；ｔ ｅ ｍｐｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ； ｌｏ ｆ ｏ ｒ ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ
有 限元 法 是在 １ ９ ４ ３年 由 ＲＣ ｏ ｕ ｒ ａ ｎ ｔ 提 出的 ， 然
（ １ ． Ｃｉ ｖ ｉ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ＆ Ａｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅＣｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ， Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇＵｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｌ ｍｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｊ ｉ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ１ ２ １ ０ ０１ ， Ｃｈ ｉｎ ａ ； ２ ． １ ３ ｔ ｈ Ｂｕ ｒ ｅ ａ ｕ ， ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｒａ ｉ ｌ ｗａ ｙ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ １ １ ０ ０ ０ ０ ， Ｃｈ ｉｎ ａ ；
、 ， ｏ ｌ ＿ ３ ４ ． ＮＯ ． ３
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ４
基 于 ＡＮＳ ＹＳ的钢 筋 混 凝 土 板 温 度 应 力分 析
章 蓓 ，张 玉梅 ，陈庆飞 ２ ，邢婕思 ３ ，景琬淇
３ ． 辽宁 工程技 术大 学 建 筑工程 学 院 ，辽宁 阜 新 １ ２ ３ ０ ０ ０ ） （ １ ． 辽 宁工 业大 学 土木 建筑 工程 学 院 ，辽宁 锦 州 １ ２ １ ０ ０ １ ；２ ． 中铁 十三局 ，辽宁 沈 阳 １ １ ０ ０ ０ ０

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基于ANSYS的混凝土温度裂缝控制仿真分析

基于ANSYS的混凝土温度裂缝控制仿真分析

本文系统的分析计算过程包括分析类型的选择求解设置热或结构计算和裂缝宽度计算等几个部分其菜单实现如图分析和计算菜单系统程序按照顺序热结构耦合方法进行编制因此首先进行结构瞬态温度场的计算分析然后重新进行分析类型的选择设置结构分析参数进行应力场的非线性计算分成果分析处理有限元计算程序的后处理就是查看分析结果以判断分析计算是否正确并获取结果数据用于指导设计等
（ ! ）弹性模量 （ （ ! & ）/! 0 !1" （ , ）绝 热 温 升
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（ !）
式中， !2— 最 终 弹 性 模 量 ； #， $—均为常数。
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式 中 3’ 2 为 最 终 绝 热 温 升 ； % 为常数。 （ 4 ）徐 变
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（ / & ’3& ）
引言 !""""
混凝土结构的温度场、 应力场计算， 是控制混凝土出现 温度裂缝的重要分析手段。通过分析温度场及应力场计算 结果， 可为设计和施工时及时采取合理的温控措施， 防止混 凝土开裂提供依据。对于混凝土温度裂缝控制有限元仿真 计算来说， 需要完成大量的工作， 如快速高效合理地建立起 有限元模型； 进行各种工况的仿真模拟； 计算结果的方便查 看 和 提 取 等 等 。因 此 ， 充分利用现有的商用有限元软件结构 计算能力强、 可视化开发效率高的特点， 开发出混凝土温度 裂缝控制的专用有限元仿真分析软件具有很大的经济意义 和实用价值。 本 文 借 助 #$%&% 软 件 提 供 的 参 数 化 设 计 语 言 #’() 及 用 户 界 面 设 计 语 言 *+() ， 结合实际工程中所遇到的情况 和实际需要， 开 发 了 基 于 #$%&% 的 混 凝 土 温 度 裂 缝 控 制 分 析系统。该系统是混凝土结构温度场和应力场的有限元分 析程序，可以用于计算和分析混凝土结构在不同工况下的 温度场、 应力场分布及温度裂缝的开展过程。
ANSYS计算温度场及应力场

ANSYS计算温度场及应力场

ANSYS计算温度场及应力场在ANSYS中计算温度场需要考虑的因素有很多，比如热源、热传导、边界条件等。

首先，我们需要在ANSYS中建立一个三维模型，包括几何形状、材料属性和初始条件。

然后，我们可以选择合适的求解器，比如热传导方程求解器，来解决温度场的传导问题。

在建立模型时，需要给定材料的热导率和密度等属性，这些参数可以通过实验测量或者文献资料获得。

对于复杂的几何形状，可以使用ANSYS 的建模工具，比如CAD软件，将实际的几何形状导入到ANSYS中。

然后，我们需要给定边界条件，比如边界上的温度和热通量。

这些条件可以通过实验测量或者根据实际情况进行估计。

在设置好模型后，我们可以选择求解器来解决温度场的传导问题。

ANSYS提供了多种求解器，包括有限元法、有限差分法和有限体积法等。

这些方法可以根据不同的情况选择合适的求解器，并通过迭代计算来获得温度场的分布。

在计算完温度场后，我们可以使用ANSYS的后处理工具来分析和可视化结果。

例如，可以绘制温度云图、温度剖面和温度梯度图，以展示温度场的分布情况。

此外，还可以计算温度场的平均值、最大值和最小值等统计量，以评估系统的性能和安全性。

另外，ANSYS还可以用于计算应力场。

在计算应力场时，需要考虑的因素包括材料的应变-应力关系、加载条件和几何形状等。

首先，我们需要在ANSYS中建立一个三维模型，包括几何形状、材料属性和初始条件。

然后，选择合适的求解器，比如有限元法求解器，来解决应力场的静力学问题。

在建立模型时，需要给定材料的弹性模量、泊松比和密度等属性。

这些参数可以通过实验测量或者文献资料获得。

对于复杂的几何形状，可以使用ANSYS的建模工具，比如CAD软件，将实际的几何形状导入到ANSYS 中。

然后，我们需要给定加载条件，比如施加在模型上的力和边界约束。

这些条件可以根据实际情况进行估计。

在设置好模型后，我们可以选择求解器来解决应力场的静力学问题。

ANSYS提供了多种求解器，包括有限元法、边界元法和模态分析等。

用ANSYS分析钢筋混凝土梁的应力

用ANSYS分析钢筋混凝土梁的应力


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广东科技
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工程管理
科技 ・ 企业 ・ 管理
/(3 梁的 # 方向应力
/;3 梁的 $% 平面剪力
/03 梁的 $ 方向应力
/,3 梁的 % 方向应力
沿梁高度 四条边进行划分， 沿梁宽度方向分为 I 等份， 方向分为 F! 等份。在 ;$%=$5>%<<5$3/%<@S556 定为映射网格， 单元为四边形单元， 划分后的截面如图
. 所示。
在 ;$%=$5>%<<5$ 23/5-%601P 23T=%$&+% 2 3)*+$,-%
#G4W4 软
件计算值
算例 "、
图 ! 是一个简支混凝土梁模型。梁截面 ?! 梁长 8ADBBBCC 。 设混凝土的弹 @A!BBCC !9BBCC ， 性模量为 .EB !FB 9GHCC !， 梁的跨中有一向下的集中荷 载 FBBBBG 。比较经典材料力 学 方 法 与 有 限 元 方 法 计 算的结构跨中挠度与简支梁的最大、 最小应力。 图 " 梁截面的网格划分
图 ! 梁的应力分布
从表 ! 可以看到，用 "#$%$ 与材料 力 学 公 式 计 算的简支梁 & 方向最大拉应力比较接近，但 & 向最大 压应力、 最大与最小剪应力的结果却相差较大。 以最大 压应力为例 ， 考 察 图 ’( 可 以 发 现 ， 最大压应力发生在 集中荷载作用的附近区域，该区域由于应力集中导致 了最大压应力的产生。而采用材料力学计算公式计算 的应力值则不能反映出这种应力集中的存在。 同样， 最 大与最小剪应力也是发生在集中荷载的附近。从表 ! 还可以看到， 两种方法计算的最大挠度非常接近， 证明 了 "#$%$ 中 采 用 $)*+,-’ 模 拟 混 凝 土 单 元 计 算 是 适 当的。 另外， 采 用 "#$%$ 还 可 以 得 到 简 支 梁 . 方 向 /图 或者是第一主应力与 ’0 1与 2 方向 /图 ’, 3的应力分布，
混凝土应力应变模型在ansys中的分析

混凝土应力应变模型在ansys中的分析

（1）线弹性理论模型特点：是一种最基本和最简单的力学模型，线弹性材料本构关系服从广义虎克定律，即应力应变在加卸载时呈线性关系，卸载后材料无残余应变。

当混凝土材料的应力水平较低时，按该模型计算应力应变关系基本符合实际情况。

（2）非线性弹性模型特点：本构关系中应力和应变不再保持正比，但在满足一定要求的条件下仍有一一对应关系。

卸载后没有残余变形，应力状态唯一取决于应变状态，而与加载历史无关。

该模型可以较好地描述混凝土在单调加载条件下的应力应变关系，具有概念简单、形式简明，计算选用参数源自试验结果，计算精确度较高等优点。

（3）弹塑性模型特点：反映材料的塑性变形。

该模型可以较好地描述混凝土应力一应变下降段(软化)曲线，建立了应变空间的塑性本构关系，并构造了不同的混凝土应变松弛面(相对于应力空间的破坏包络面)和相应的势能函数，以反映混凝土卸载的残余应变、刚度退化等特性。

（4）内时理论模型特点：采用非弹性变形逐渐积累的方法，其基本思想是用所谓“内蕴时(intrinsic time)”或“变形”作为一个内变量来建立本构关系。

（5）断裂力学模型特点：是具有切口敏感性需要存在初始宏观裂纹，且裂纹尖端的应力强度因子超过断裂韧度时就会迅速失稳扩展造成破坏。

混凝土裂缝尖端呈梨型树状破碎区，并影响裂纹前缘附近区域的应力、应变分布。

（6）损伤力学模型特点：在外部荷载作用下，缺陷会不断扩展和合并，形成宏观裂纹。

裂纹继续扩展，最终可能导致构件或结构的断裂破坏。

(7)组合模型特点：根据混凝土的力学性能和破坏机理其结构特征与受力特点，其可能发生的应力应变状态，从以上六种模型中合理地选用一种或几种本构关系进行模拟计算。