ANSYS钢筋混凝土分析方法小结

这其实都是老技术了，不过最近有同学在探讨，便在这里顺道也留个记号，没准对后来人有点价值。
对于普通钢筋，用solid65单元，设置实常数，定义出普通钢筋在截面内的配筋率(注意这里是体积比率)即可。至于预应力钢筋，则一般需要单独考虑。预应力的施加，总体而言分为等效荷载法和实体力筋法。对于等效荷载，这种方法比较传统，而且精度比较低，不适合做局部分析。实体力筋的创建，又有多种方案可供选择。常用的有实体切分法和独立建模法。对于前者，可通过创建的平面或者工作平面，对混凝土实体进行切割。切割之后，就会形成多个小实体公用边界线的情况，而我们就是对这些线赋予其钢筋的材料属性，就可以很好地模拟预应力钢筋的行为了。更精准的方法，则是独立建模法，即直接创建钢筋线，为了让钢筋和混凝土能共同工作，再在二者之间建立联系就OK。一些人经常使用耦合，令钢筋与混凝土之间没有相对滑移，但这样做的话为什么不用切分的方法呢？独立建模最大的优点，就是可通过设定约束方程、或者施加接触单元，模拟钢筋和混凝土之间的相对运动，当然这样的计算代价高了许多。至于施加预应力的方法，有降温法和初应变法，二者操作方式不同，但本质一样。都是通过预先给钢筋一个应变，从而变相地施加预应力。
以上云云，甚为简略，是因为关于这方面的教程资料，网上已经很多，重点谈一下我的看法吧：
1、倾向于使用体分割法建立钢筋模型，并用降温法实现预应力的施加，这样的操作相对简便，而且精度也可满足需要。除非是体外预应力筋，否则用初应变法实现预应力筋各处应力不等，需要修改每个单元的实常数，比较麻烦的。
2、曲线预应力筋，可用曲面切出线型，再用工作平面切出(横向)钢筋的位置，非常方便。
3、三向预应力就比较麻烦了，尤其是钢筋很多的那种情况。后进行的切割操作会影响先前已经生成的钢筋模型，而且体被多次切割成若干小块，对其拓扑结构也可能会有影响。所以这种情况下，要么使用多种建模方法(实在不行就把等效荷载也用上~)，要么就通过vgen的移动功能，将先切好的实体移走，完成后面的操作后再将其移回来。需要耐心，否则容易崩溃……
4、施加上预应力之后，应力和预期的不一样？的确会出现这种情况。实际结构中，梁两端施加预应力后，反拱马上就出现了，而此时的预应力已经比开始施加的时候有了一定的损失。而计算模型是将预应力施加在“没出现反拱”的结构上的，与实际受力稍有不同。有人提出用生死单元的方法做，不过用试算调整预加力的数值应该就完全可以了。
5、特别复杂的钢筋线型，可用apdl给个函数从而生成(不过不清楚实际工程中，民工会不会按照函数的轨迹铺设钢筋)，或者用其他程序，比如MATLAB生成，并导入到ANSYS中处理，这方面有专门的论文讨论。
大概就这么多了吧，这是我近些天用时最少的一篇post，很好，以后就这么干了，多多提高在网络中的办事效率，现实生活中还有更多的事情要去做呢。