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日志

预应力筋的建模

已有 1032 次阅读2010-4-28 20:25 |个人分类:学习|

(包括实例讲解下载)
 
经过探索,在ABAQUS中可以采用以下几种方法模拟应力筋。( g8 f1 u0 b& r! H5 b# i- W
1. MPC法
分别定义预应力筋(比如truss单元)和混凝土,采用MPC将预应力筋与混凝土联系起来,对预应力筋施加初始应力,即可模拟预应力效应。
2.降温法/ }" Q6 D0 n- O/ K2 ~2 G
这是目前很多人采用的方法。即在预应力筋施加温度荷载(降温),使预应力筋收缩,从而使混凝土获得预应力。
.ABAQUS自带的初始应力法
直接用*Initial conditions, type=stress可以直接模拟先张法,能获得预应力筋和混凝土的后期应力增量,但无法获得预应力筋的真实应力。
4.Rebar element single 法
利用ABAQUS提供的rebar功能,模拟预应力束,给出rebar与相关实体单元的信息,通过在rebar上施加初始应力即可模拟先张法和后张法。
5.Rebar Layer法
利用ABAQUS提供的rebar layer功能,将rebar layer定义到surface,membrane或shell基上,通过对rebar施加初始应力,即可模拟先张法和后张法。6 b% m5 n  ]7 N8 c) i( f; p  ]
: [- ]+ r+ R& H- D
经过一段时间的使用和尝试,发现实体内施加预应力还存在不少缺陷:7 B. Z% z% I- ?- b/ l# v
1.无法模拟早期的预应力损失,如摩擦损失,锚具回弹损失等;. @* v; ^+ f3 _$ s! ~5 ^: \
2.无法准确模拟后张法中在张拉阶段净截面参与计算的问题,这在截面高度较小,预应力筋较多时,对计算结果影响会比较大;
.无法模拟换算截面的问题,尽管帮助文件中多次提到rebar layer的刚度被添加到surface section等中,由于surface section没有内在刚度,多次测试发现rebar layer的刚度无法添加到结构中。后尝试用shell section的方式来实现。帮助文件中没有直接提到用shell section带rebar layer埋于solid单元的方式可以模拟预应力。经多次测试发现是可以考虑shell和rebar layer的附加刚度,但结算结果不稳定。$ A/ n- a0 r- R. [# }
几个要点:
1>.shell section能自动采用换算截面,其但换算系数为N而不是N-1。/ ]/ i% R+ c* j7 q$ z# r
2>.shell section采用换算截面时,其附属的rebar layer面积也一并参与换算。, b5 l0 V9 ]; s, _) a0 e
3>.若考虑预应力作用,其作用仅限于rebar layer部分,而不及于shell section本身。
本次新增的inp文件中可对比测试shell section和surface section。见文件中相关数据行提示。( V  \5 F# P8 _7 ~! p5 u
注意新问题:当rebar layer面积较大时,误差很大,需进一步解决,这也许是ABAQUS帮助文件中没直接推荐shell section with rebar layer的原因。
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