钢筋混凝土梁ansys非线性分析大作业

研究生课程考核试卷科目：混凝土强度理论及非线性分析教师：王志军姓名：CX,XG,YXX学号：专业：结构工程类别：学术上课时间：2014年2月至2014年4月考生成绩：阅卷评语：阅卷教师(签名)重庆大学研究生院制-关系分析一、配筋混凝土截面Mϕ1、截面非线性全过程分析的理论基础1.1、概述截面的非线性分析，一般系指全过程分析，即确定截面从开始加载到最终破坏这一全过程的受力及变形性能。

构件在受力过程中，某一截面的M-φ关系不是呈线性关系的，截面刚度是不断变化的。

这主要是由于以下原因：1.形成混凝土构件的材料本身的应力-应变关系是非线性的；2.受力过程中截面混凝土受拉开裂。

由于以上两个原因，随着受力的增加，截面抗弯刚度EI中E和I均随受力增大而减小。

1.2、截面非线性分析的目的及内容①确定截面的真实受力性能；②确定截面的承载力；③确定截面的延性。

1.3、基本假定1.3.1、平截面假定梁正截面变形后仍保持平面，截面应变为直线分布，不考虑钢筋与混凝土之间的相对位移。

从理论上来讲平截面假定仅适用于跨高比较大的连续均质弹性材料的构件。

对由混凝土及钢筋组成的构件，由于材料特别是混凝土的非均质性，以及混凝土开裂，特别是在纵筋屈服，受压区高度减小而临近破坏的阶段，在开裂截面上的平截面假定已不能适用。

但是，考虑到构件破坏是产生在某一区段长度内的，而且试验结果表明，只要应变量测标距有一定长度，量测的截面平均应变值从加荷开始直到构件破坏，都能较好的符合平截面假定。

1.3.2、钢筋的应力—应变关系——应变关系，钢筋本构关系由于我们采用。

1.3.3混凝土受压应力-推荐的Hognestad方程。

考虑混凝土的受拉，对混凝土的受拉应力-应变全曲线，采用简化的应力应变-关系，由两段段组成。

具体图形和方程见下：不相同的。

表达式，因此，可以假定各层混凝土仍遵循同一的应力应变关系。

受压时：0εε≤当时:200[2()]c c f εεσεε=-其中，00.002ε= 0cu εεε<≤当时:[]0010.15()/()c c u f σεεεε=⨯-⨯--采用不同等级混凝土时，故fc 取值依据混凝土规范取设计值。

第六章 钢筋混凝土结构非线性分析应用§6.1截面非线性分析例 1: 钢筋混凝土单筋矩形截面，混凝土和钢筋的应力-应变关系选自CEB 模型规范（1990），见下图6-1-1，图 6.1-1 截面和材料应力-应变关系极限弯矩 M u : 用弧长法对截面进行全过程分析，对给定的弯矩M y , 计算相应的截面应变平面({}[]T z y ϑϑεε0=).计算不平衡弯矩及相应的应变平面增量，直至满足收敛条件。

再增加弯矩∆M y , 计算相应的应变平面增量，等等，图6-1-2为截面弯矩-曲率关系曲线。

图 6.1-2 弯矩-曲率关系曲线 例2: 采用不同应力-应变关系（EC2规范, CEB 规范），钢筋混凝土矩形截面的几何尺寸和配筋同例1，非线性分析结果见图6-1-4。

力-应变关系随应变而逐渐的降低，截面刚度降低的也比较缓慢。

图 6.1-4 CEB 规范与EC2 规范建议的应力-应变关系截面分析结果比较例 3: 异形截面非线性分析. 此例Georg Knittel [32]计算过，Knittel 选择的材料应力应变关系取自德国规范DIN 1045(见图 6.1-5). 截面形状和尺寸见图6.1-6. Knittel 分析的截面极限承载力为，{}{}N M M y z T T=--005026000075... 相应的应变矢量为，{}{}{}TT z y 009343.0006976.0004359.00--==ϑϑεε. 用弧长法分析时取的参照荷载值为，{}{}N M M yz T T =--00050026000075... 截面极限荷载为，{}{}N M M y z T T =--004991490263211600076718...(a) DIN 1045建议的混凝土应力-应变关系 (b) DIN 1045建议的钢筋应力-应变关系图 6.1-5 DIN 1045规范建议的应力-应变关系图 6.1-6 钢筋混凝土柱截面图 6.1-7 极限状态时混凝土压应力分布图 6.1-8 弯矩-曲率(M y- y) 关系曲线§6.2 受弯和偏压构件非线性分析6.2.1 简化计算利用虚功原理计算荷载挠度曲线：设两点集中加载简支梁，弯矩图、曲率分布图如下，图6-2-1 梁内力与变形取支撑条件相同的简支梁为虚梁，拟求跨中挠度，在虚梁跨中施加单位荷载（求转角加单位力矩）。

钢筋混凝土结构非线性有限元分析共3篇钢筋混凝土结构非线性有限元分析1钢筋混凝土结构是现代建筑结构中常用的一种结构形式。

由于钢筋混凝土结构自身的复杂性，非线性有限元分析在该结构的设计和施工过程中扮演着重要的角色。

非线性有限元分析是建立在解析的基础之上的，它可以更真实地模拟结构在实际载荷下的变形和破坏特性。

本文对钢筋混凝土结构的非线性有限元分析进行细致的介绍。

首先需要了解的是，钢筋混凝土结构存在多种非线性问题，如材料非线性、几何非线性和边界非线性等。

这些非线性问题极大地影响了结构的受力性能。

在结构的设计阶段，要对这些非线性因素进行充分分析。

钢筋混凝土结构在材料方面存在很多非线性问题，例如，混凝土的拉应力－应变曲线存在非线性变形，钢筋的本构关系存在弹塑性和损伤等等。

这些材料的非线性特性是钢筋混凝土结构变形和破坏的重要因素。

钢筋混凝土结构材料的非线性特性需要通过相关试验来获得，例如混凝土的轴向拉伸试验和抗压试验，钢筋的拉伸试验等，试验数据可以被用来建立预测结构非线性响应的有限元模型。

钢筋混凝土结构在几何方面存在很多非线性问题，例如，结构的非线性变形、结构的大变形效应、结构的初始应力状态等等。

钢筋混凝土结构几何的非线性效应可通过有限元分析明确地描述。

要对几何非线性进行分析，通常使用非线性有限元分析程序，其中包括基于条件梯度最优化技术的材料和几何非线性分析以及有限元法分析中使用的高级非线性模拟技术。

钢筋混凝土结构的边界条件也可能导致结构的非线性响应，例如基础的扰动、结构的支承和约束条件等。

所有这些条件都会导致模型在分析中出现非线性行为。

最后，非线性有限元分析可以简化结构设计的过程，并且可以更准确地分析结构的性能。

另外，分析过程中还可以考虑更多因素，例如局部的材料变形、应力浓度等等，让设计人员了解到结构的真实状态。

总之，钢筋混凝土结构非线性有限元分析是现代建筑结构中常用的一种结构分析方式，对于设计和施工都有着重要的意义。

钢筋混凝⼟梁ansys分析附命令流钢筋混凝⼟⾮线性分析2015⼤作业上海交通⼤学陈明1、参数选择梁的截⾯宽度为200mm，上部配置2Φ8受压筋，混凝⼟的净保护层厚度为25 mm（从纵向钢筋外边缘算起），箍筋两端区采⽤8@100的双肢箍，中间区取8@200 双肢箍1）梁的截⾯⾼度选300mm；2）两加载间的距离选1000mm；3）混凝⼟选C30；4）纵向受拉钢筋配筋选218；2、描述选⽤的有限元模型及单元的特点采⽤ansys软件进⾏模拟计算，钢筋混凝⼟模型采⽤分离式模型，不考虑钢筋与混凝⼟之间的相对滑移。

混凝⼟采⽤solid65单元模拟，solid65⽤于模拟三维有钢筋或⽆钢筋的混凝⼟模型。

该单元能够计算拉裂和压碎。

在混凝⼟应⽤中，该单元的实体功能可以⽤于建⽴混凝⼟模型，同时，还可⽤加筋功能建⽴钢筋混凝⼟模型。

另外，该单元还可以应⽤于加强复合物和地质材料。

该单元由⼋个节点定义，每个节点有三个⾃由度:节点坐标系的x，y，z⽅向的平动。

⾄多可以定义三种不同规格的钢筋。

钢筋单元采⽤link180单元模拟，link180是⼀个适⽤于各类⼯程应⽤的三维杆单元。

根据具体情况，该单元可以被看作桁架单元、索单元、链杆单元或弹簧单元等等。

本单元是⼀个轴向拉伸⼀压缩单元，每个节点有三个⾃由度:节点坐标系的x，y，z⽅向的平动。

本单元是⼀种顶端铰接结构，不考虑单元弯曲。

本单元具有塑性、蠕变、旋转、⼤变形和⼤应变功能。

缺省时，当考虑⼤变形时任何分析中LINK180单元都包括应⼒刚化选项。

3、描述选⽤的混凝⼟与钢筋粘结滑移本构关系的具体形式、参数等。

钢筋的应⼒应变关系曲线考虑到极限塑性应变最⼤值为0.01,钢筋本构模型采⽤多线性模型kinh，初始弹性模量为Es=200000Mpa，强化系数为0.001。

混凝⼟的应⼒应变关系曲线混凝⼟选⽤各向同性的miso模型，当计⼊下降端时，程序报错，所以只取了前⾯的上升段，⽤5段折线模拟混凝⼟应⼒应变曲线。

《钢筋混凝土非线性分析》作业一、双向压弯矩形截面M-φ关系曲线计算程序说明 1. 程序采用分级加变形法。

2. 截面的破坏准则如下：当混凝土方格的压应变超过混凝土的单轴受压极限应变时，认为该方格的混凝土被压碎而退出工作，直到截面达到极限弯距时认为截面发生破坏。

取混凝土的最大受压应变为0.0033，拉区钢筋最大受拉应变为0.01。

3. 计算程序将截面划分为100×100个面积相等的小方格。

4. 混凝土本构关系采用朱伯龙等给出的混凝土应力－应变关系的计算公式：)2(00cc cc c εεεσσ+= )0(0c c εε≤≤2000)](200[c c c c c εεσσσ--= )(0cu c c εεε≤≤式中取.0033.0,002.00==cu c εε受拉的混凝土应力－应变关系的计算公式：0001.020+=t tt t εεσσ )0001.0(≤t εto t σσ= )00015.00001.0(≤≤t ε0=t σ )00015.0(>t ε5．钢筋本构关系如下：s s s E εσ=)(y s εε≤ y s σσ= )(y s εε> 6．矩形截面尺寸及配筋如下：截面300×300（mm ），混凝土C30；钢筋Ⅱ级，fy=310N/mm 2，4φ14mm ，保护层厚度25mm 。

竖向力P=200KN ，弯距作用平面与竖轴夹角α=30º。

7. 部分计算结果如下：绕x轴的屈服弯距Mx_y＝35.2×106N.mm2，屈服曲率φx_y=7.1×10－61/mm，极限弯距Mx_u＝43.1×106N.mm2，极限曲率φx_u=19.7×10－61/mm。

绕y轴的屈服弯距My_y＝20.0×106N.mm2，屈服曲率φy_y=4.0×10－61/mm，极限弯距My_u＝24.5×106N.mm2，极限曲率φy_u=11.5×10－61/mm。

基于ANSYS程序的型钢钢筋混凝土梁非线性有限元分析林艺勇;薛建阳;赵鸿铁;李晓兰;杨勇
【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》
【年(卷),期】2003(035)0z1
【摘要】以钢筋混凝土结构非线性有限元分析理论为基础,利用大型有限元软件ANSYS对一典型型钢钢筋混凝土(SRC)梁进行了非线性全过程分析,其中包括裂缝开展情况、挠度、各材料的应力分布状态以及破坏荷载.另外还计算了5根型钢钢筋混凝土简支梁的极限强度,并与试验结果进行了对比,二者吻合良好.
【总页数】3页(P113-115)
【作者】林艺勇;薛建阳;赵鸿铁;李晓兰;杨勇
【作者单位】西安建筑科技大学,土木工程学院,陕西,西安,710055;西安建筑科技大学,土木工程学院,陕西,西安,710055;西安建筑科技大学,土木工程学院,陕西,西安,710055;洛阳一拖高级技工学校,河南,洛阳,471000;西安建筑科技大学,土木工程学院,陕西,西安,710055
【正文语种】中文
【中图分类】TU398
【相关文献】
1.基于ANSYS的不同本构模型的钢筋混凝土梁非线性分析 [J], 魏民;杜荣强
2.基于ANSYS程序的钢筋混凝土梁非线性数值模拟 [J], 杨勇;郭子雄
3.基于ANSYS的钢筋混凝土梁非线性分析若干问题研究 [J], 高丽;曾晓云;王勇
4.用ANSYS程序进行型钢混凝土偏压柱的有限元分析 [J], 王彦宏;薛建阳;赵鸿铁;杨勇
5.基于ANSYS程序的锈蚀钢筋混凝土梁受弯承载力有限元分析 [J], 王彤;窦立军;魏家鸣
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ANSYS在预应力钢筋混凝土结构非线性分析中的应用一、本文概述随着现代建筑技术的不断发展，预应力钢筋混凝土结构因其独特的性能优势，如高强度、高刚度、良好的耐久性等，被广泛应用于桥梁、高层建筑、大坝等各类工程结构中。

然而，这种结构的非线性行为，特别是在承受复杂荷载和预应力作用下的表现，使得其设计和分析变得复杂而具有挑战性。

因此，寻求一种有效的工具和方法来进行预应力钢筋混凝土结构的非线性分析至关重要。

本文旨在探讨ANSYS软件在预应力钢筋混凝土结构非线性分析中的应用。

我们将简要介绍预应力钢筋混凝土结构的基本原理和特点，以及非线性分析的必要性。

然后，我们将详细阐述ANSYS软件的基本框架、功能模块以及其在非线性分析中的优势。

接着，我们将通过具体案例，展示如何使用ANSYS软件进行预应力钢筋混凝土结构的建模、预应力施加、荷载加载以及结果的后处理。

我们将对ANSYS在预应力钢筋混凝土结构非线性分析中的效果进行评估，并讨论其在实际工程应用中的潜力和限制。

通过本文的研究，我们期望能为工程师和研究人员提供一种利用ANSYS软件进行预应力钢筋混凝土结构非线性分析的有效方法，为相关工程实践提供理论支持和实际指导。

二、ANSYS软件简介ANSYS是一款功能强大的工程仿真软件，广泛应用于各种工程领域的分析，包括结构、流体、电磁、热传导等多物理场耦合问题。

它以其高度的准确性、稳定性和广泛的应用领域而受到工程师和研究人员的青睐。

ANSYS提供了丰富的单元库和材料模型，使得用户可以准确地模拟各种复杂的工程问题。

在预应力钢筋混凝土结构的非线性分析中，ANSYS凭借其强大的非线性求解能力和丰富的材料模型库，可以模拟钢筋与混凝土之间的相互作用，以及预应力对结构性能的影响。

通过定义合适的材料本构关系、非线性行为以及接触关系，ANSYS可以对预应力钢筋混凝土结构在受力过程中的应力分布、变形行为以及破坏模式进行精确的预测。

ANSYS还提供了丰富的后处理功能，可以帮助用户直观地展示和分析仿真结果，如应力云图、变形云图、荷载-位移曲线等，从而帮助用户深入了解结构的受力性能和破坏机理。

钢筋混凝土梁的非线性有限元分析钢筋混凝土梁是建筑和桥梁结构中常见的构件之一，其承载能力和使用寿命直接关系到结构的安全性和经济性。

而非线性有限元分析作为一种重要的结构分析方法，能够更为真实地模拟结构在荷载作用下的受力性能，因而被广泛应用于钢筋混凝土梁的设计和评估中。

一、钢筋混凝土梁的非线性性钢筋混凝土梁的非线性行为主要表现在以下几个方面：1. 材料非线性混凝土材料的应力-应变关系存在一定的非线性性，尤其是在承载能力超过一定程度后，应变与应力不再呈线性关系。

钢筋材料的强度和延性也存在一定程度的非线性行为，故需要在非线性有限元分析中考虑材料的本构关系。

2. 几何非线性钢筋混凝土梁作为大变形结构，其载荷过程中会发生形状和尺寸的变化，从而影响其刚度和强度。

在分析中需要考虑这种几何非线性行为。

3. 边界非线性钢筋混凝土梁的边界条件通常采用固支、自由支承和滑动支承等形式，这些边界条件的变化也会造成其受力性能的非线性影响。

在分析过程中需要考虑边界条件的非线性行为。

二、非线性有限元分析原理非线性有限元分析方法的基本原理是将复杂的结构分割成一个个较小的有限元单元，每个单元内部的状态由一系列节点的位移来描述，从而建立结构的数学模型。

该模型采用虚功原理和等效力法分别描述梁件内部的应力和节点间的相互作用关系，同时考虑材料本构、几何和边界非线性，对结构进行求解和分析。

三、钢筋混凝土梁非线性有限元分析的步骤和注意事项1. 模型建立首先需要根据结构实际情况建立数学模型，采用三维或平面等几何形态，按照梁的截面尺度和性质分配节点，对材料和边界条件等进行定义。

2. 材料本构关系的确定根据混凝土和钢筋材料的本构关系，对节点的应变和应力进行描述。

3. 载荷施加根据结构实际荷载和边界条件，对模型进行载荷施加，并对不同荷载情况下的结构进行分析。

4. 结果输出和分析利用计算机分析并输出模型的应力、应变、位移等结果，通过结果分析结构在不同载荷条件下的变形和破坏模式，并对设计进行优化和调整。

基于ANSYS的钢筋混凝土梁的非线性分析摘要：本文主要通过介绍混凝土的本构模型，利用SOLID65号单元阐述ANSYS如何实现钢筋混凝土梁的建模，开裂，破坏等受力性能。

关键词：混凝土，有限元，非线性The Nonlinear Analysis of Reinforced-Concrete Beam Based On AnsysDang Jianping(Baotou Construction engineering cost can administer station, Baotou 014010)Abstract:By introducing the concrete constitutive model,the paper expounds ANSYS how to realize the modeling, craze, destructive force performance of the reinforced concrete beam using SOLID65 Element.Keywords: concrete, finite element, nolinear1 SOLID65单元的材料属性ANSYS的SOLID65单元是专为混凝土，岩石等抗压能力远大于抗拉能力的非均匀材料开发的单元。

它可以模拟混凝土中的加强钢筋（或玻璃纤维，型钢等），以及材料的抗裂和压溃现象。

SOLID65单元最多可定义3种不同的加固材料，即此单元允许同时拥有四种不同的材料。

混凝土材料具有开裂，压碎，塑性变形和蠕变的能力；加强材料则只能受拉压，不能承受剪切力。

2 材料本构关系模型2.1 混凝土本构模型根据弹塑性理论建立混凝上的本构关系时，必须对屈服，条件流动法则、硬化法则即塑性模型三要素做出基本假定。

ANSYS弹塑性本构关系主要使用Mises 屈服准则或Drucker-Prager屈服准则。

2.2 混凝土破坏准则混凝土模型采用Willam-warnke五参数破坏准则，破坏面通过以及在静水压力p下的来定义。