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08 整体式钢筋混凝土模型算例 (ANSYS) 在土木工程结构中，最为常用的一种结构形式就是钢筋混凝土结构，在各类房屋、水坝、桥梁、道路中都有广泛应用。ANSYS软件提供了专门的钢筋混凝土单元和材料模型。本算例将介绍ANSYS软件分析混凝土一些基本应用。 首先建立有限元模型，这里我们选用ANSYS软件自带的专门针对混凝土的单元类型Solid 65，进入ANSYS主菜单 接着还要定义钢筋材料性质。在Define Material Model Behavior窗口菜单中选择Material- New，加入新的材料。添加以下属性：Structural-Linear-Elastic-Isotropic，设定材料的弹性模量为2×109，泊松比为0.27。。进入Structural- Nonlinear-Inelastic- Rate Independent-Isotropic Hardening Plasticity-Mises Plasticity-Bilinear，设定屈服强度为310e6, 屈服后的切线模量为2e9。 下面开始建立几何模型，进入ANSYS主菜单Preprocessor- Modeling- Create- Keypoints- In Active CS，输入以下两个关键点坐标(0,0,0)和(3,0,0) 进入ANSYS主菜单Preprocessor- Modeling- Copy- Keypoints，选择刚才建立的两个关键点，延Y轴方向复制0.05，然后再次选择初次建立的关键点，延Y轴方向复制0.5。 进入ANSYS主菜单Preprocessor- Modeling- Create- Area- Arbitrary- Through KPs，选择关键点1,2,4,3，建立第一个面，选择关键点3,4,6,5，建立第二个面 进入ANSYS主菜单Preprocessor- Modeling- Operate- Extrude- Areas- By XYZ Offset，选择刚才建立的两个面，设定拉伸的高度为Z方向，距离为0.2，拉伸。完成几何形体建模工作。得到的几何体如图所示。 完成几何建模后下面要开始进行网格划分。首先指定几何体的物理属性。进入ANSYS主菜单Preprocessor- Meshing- Mesh Attributes- Picked Volumes，选择Volume 1（相对小一些的那个），设定物理属性如下，注意此时的实参数为配筋混凝土。 同样选择Volume 2，设定其物理属性如图，注意此时的实参数为素混凝土。 下面进入ANSYS主菜单Preprocessor- Meshing- Size Cntrls- Manual Size- Global- Size，设定单元最大尺寸为0.2。 进入ANSYS主菜单Preprocessor- Meshing- Volumes- Mapped- 4 to 6 sided，选择所有的实体，完成网格划分。 完成建模后就可以进入求解步骤。进入ANSYS主菜单Solution- Analysis Type- New Analysis，设定分析类型为Static。进入ANSYS主菜单Solution- Analysis Type- Sol’n Controls，在Solution Controls的Basic页面设置预期分析子步数为20步，最小步数为20步，每步都输出结果。 在Solution Controls窗口的Nonlinear页面设置Always iteration to 25 equilibrium iterations，避免不必要的荷载步长折减。点击Set convergence criteria，设定收敛标准为力的二范数，误差容限为0.02。 进入ANSYS主菜单Solution- Define Loads- Apply- Structural- Displacement- On Nodes，选择Node 3、35、16、48，添加Y方向位移约束。选择Node 35，约束所有自由度，选择Node 48，约束Z方向自由度。 下面输入荷载。进入ANSYS主菜单Solution- Define Loads- Apply- Structural- Displacement- On Nodes，选择Node 75和123，添加Y方向位移荷载，大小为-0.01。 进入ANSYS主菜单Solution- Solve- Current LS，求解当前荷载工况。中间会出现两次警告信息，点击继续执行（Proceed） 进入ANSYS主菜单TimeHist Postproc时程后处理器，添加时程变量节点75的Y方向位移和Y方向反力。选择用