基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析

摘要

钢筋混凝土结构试验是使结构逐步破坏直至整体坍塌的研究过程。只有对试验的全部结果进行了分析，才可能估计结构的安全状况并得知其变形特征。而某些试验研究不但非常昂贵，还需要耗费大量的人力、时间，因此钢筋混凝土结构非线性有限元分析正突显出日益重要的作用。 本文首先从钢筋混凝土材料的弹塑性本构关系着手，详细讨论了混凝土的破坏准则、破坏曲面以及各种破坏模型。紧接着本文基于大型有限元软件ANSYS，就钢筋混凝土结构在非线性分析中出现的各种单元作了具体分析讨论。最后，本文结合两个试验，运用ANSYS软件对湿式外包钢柱以及粘钢加固的混凝土梁进行三维非线性有限元分析。 在运用ANSYS软件模拟试验过程的同时，本文还模拟了试验中未完成或无法完成的部分工作，并结合试验结果作了进一步比较分析。通过对加固与未加固构件各部位应变发展的比较分析，计算结果与试验结果得到了较好的吻合，说明所选择的有限元模型是合理的，并能较好的再现混凝土构件的受力状况及性能，进而可利用有限元分析结果对其受力性能和机理进行深入分析，通过数值试验以便研究有关参数对受力性能的影响。这对于减少试验工作量，获取更多可靠数据，深入试验研究都具有重要意义。