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第六届全国现代结构工程学术研讨会 钢筋混凝土梁非线性分析在ANSYS中的实现 张红旗 (机械工业部第四设计研究院，洛阳471039) 摘要： 简要介绍了大型通用有限元分析软件ANSYS，并讨论了该程序在结构工程领域解决钢筋混凝土梁非线性分析问题中 的一些原理和技巧，对工程界使用ANSYS进行钢筋混凝土结构的分析具有参考价值。 关键词：ANSYS，非线性分析，钢筋混凝土梁，有限元分析 一、引言 随着有限元理论的不断成熟和计算机的广泛应用，大型有限元分析软件ANSYS在土木工程中的应 用日益广泛．ANSYS作为通用的有限元软件，在结构分析中可以灵活应用。首先，它可以设定任意荷载 工况，并可以完成复杂的荷载工况组合，实现对结构整体分析。在整体分析同时，也可以对感兴趣的细 部加密网格得到比较精细的结果，还可以将结构中感兴趣的细部单元进行建模，将结构整体分析的结果 引入细部模型，得到满意的计算结果。其次，ANSYS软件可以实现各种复杂的计算假定，可使计算结果 更接近结构实际情况。再者，ANSYS软件强大的后处理功能为计算结果的直观性创造了有利条件，它必 将更多的应用在结构设计中。但由于混凝土是一种非线性复合材料，性质比较复杂，合理地运用ANSYS模 拟钢筋混凝土结构，分析其非线性性质仍是值得探讨的问题。 二、钢筋混凝土梁的建模 梁斜向开裂的原因，现以此为例说明钢筋混凝土结构非线性分析在ANSYS中的实现。 (一)单元类型的选取 采用分离式(把钢筋和混凝土作为不同的单元来处理，并按一定的条件使两者的结点位移协调起来。) 拟混凝土单元的性质，譬如开裂、收缩、徐变、弹塑性等。同时选用link8单元来模拟钢筋的作用，1ink8 单元可以承受单向拉力、压力，同时还可以模拟钢筋的弹塑性性质。由于一般的钢筋混凝土结构中，钢 筋和混凝土之间都有比较良好的锚固。钢筋和混凝土之间的滑移带来的问题不是很严重，可以不考虑。 使混凝土单元和钢筋单元耦合起来进行分析。 (二)材料模型 混凝土材料采用c。№飚TE+Mzs。模型，弹性模量根据“规范川11公式：E。2 {。 进行计算，泊松比取0．20。 工业建筑2006增刊 lz 第六届全国现代结构工程学术研讨会 1x10t．5l fxl0什哪 } ／ | ，。 r ．f S工G | SIG f | } ， ， | } | | | | 图1混凝土应力一应变曲线