A通用有限元程序ANSYS及应用七

14April2008通用有限元程序ANSYS及应用L8-1硕士研究生学位课程讲义（2008）第八讲内容提要11.钢筋混凝土剪力墙非线性分析

二维平面单元应用实例11.1非线性材料模型的定义11.2非线性求解过程基本参数的设定11.3如何解释结果11.4作业中的几个普遍问题！14April2008通用有限元程序ANSYS及应用L8-211.

钢筋混凝土剪力墙非线性分析

用一系列的线性过程逼近结构刚度的改变过程；当上述线性逼近过程偏离实际过远时，采取某种叠代过程进行修正，以保证结果在控制的精度内；

即使如此，也不能保证所有的非线性问题都能顺利求解！非线性问题求解的基本策略14April2008通用有限元程序ANSYS及应用L8-311.1非线性材料模型的定义弹塑性材料属性的定义钢筋混凝土材料Solid65单元属性的定义14April2008通用有限元程序ANSYS及应用L8-411.1非线性材料模型的定义定义弹塑性材料属性的GUI命令操作执行MainMenu>Preprocessor>MaterialModels

弹出材料模型定义对话框DefineMaterialModelBehavior，先定义线弹性材料属性如下图：线性、弹性、各向同性弹性模量、泊松比14April2008通用有限元程序ANSYS及应用L8-511.1非线性材料模型的定义定义弹塑性材料属性的GUI命令操作（续1）然后按下图方式定义弹塑性材料属性：选取非线性（Nonlinear）材料模型，非弹性（Inelastic），应变率无关（RateIndependent）材料中运动强化弹塑性材料（KinematicHardeningPlasticity），应力－应变关系取双线性模型。在材料参数输入窗口中，填入屈服应力值235MPa，塑性切线模量值2.1e10.非线性非弹性应变率无关双线性运动强化屈服应力塑性切线模量14April2008通用有限元程序ANSYS及应用L8-611.1非线性材料模型的定义定义弹塑性材料属性的命令流（续2）!!!!!!定义线弹性材料属性MP,EX,1,2.10E+11MP,DENS,1,7800MP,PRXY,1,0.3!!!!!!定义弹塑性材料属性TB,BKIN,1,1,2,1!!!!!!塑性强化规则TBTEMP,0TBDATA,,2.35E8,2.10E10,,,,!!!!!!弹塑性参数14April2008通用有限元程序ANSYS及应用L8-711.1非线性材料模型的定义定义混凝土材料属性GUI命令操作（Solid65单元）先定义线弹性材料属性，然后再定义混凝土材料属性：选取非线性（Nonlinear）材料模型，非弹性（Inelastic），非金属塑性材料（Non-metalPlasticity）,混凝土材料

（Concrete）。弹出混凝土材料属性参数对话框。非线性非弹性非金属塑性材料混凝土材料14April2008通用有限元程序ANSYS及应用L8-811.1非线性材料模型的定义定义混凝土材料属性GUI命令操作（续1）混凝土材料属性参数对话框中各参数的物理意义：1）张开裂缝剪力传递系数；2）闭合裂缝剪力传递系数；3）单轴抗拉强度；4）单轴抗压强度；5）双轴抗压强度；6）与参数7、8联合使用的围压值7）在参数6给定围压下的双轴抗压强度；8）在参数6给定围压下的单轴抗压强度；9）受拉开裂后的刚度折减因子。14April2008通用有限元程序ANSYS及应用L8-911.1非线性材料模型的定义定义混凝土材料属性的命令流（续2）!!!!!!定义线弹性材料属性mp,ex,1,1.54E+10mp,dens,1,2500mp,prxy,1,0.2!!!!!!定义Solid65混凝土材料属性TB,CONCR,1,!!!!!!指定混凝土材料TBTEMP,0TBDATA,,0,0,2.43e6,2.5e7,,,!!!!!!混凝土材料参数!!!!!!定义单元的RealconstantR,1,2,0.1,0,0,2,0.2,RMORE,0,90,,,,,!!!!!!指定混凝土单元配筋状况14April2008通用有限元程序ANSYS及应用L8-1011.2非线性求解过程基本参数的设定静力非线性求解过程的基本控制参数小变形静力问题输出的计算结果内容输出结果的记存频度本荷载步的时间标识完成本荷载步的子步数或子步步长14April2008通用有限元程序ANSYS及应用L8-1111.2非线性求解过程基本参数的设定静力非线性求解过程的求解选项（1）选择求解器留存的重启动文件数重启动文件的记存频度14April2008通用有限元程序ANSYS及应用L8-1211.2非线性求解过程基本参数的设定非线性求解过程的求解选项（2）加速算法选择控制指标取值14洞A粥pr午il派2艺00发8通用笔有限雷元程伙序AN声SY奶S及应语用L8港-1311宗.3窄如兆何解布释结怎果与建麻模过跃程的口基本帅假设值相呼究应关注您受力绝变形忙过程金中状苗态改镇变的甚关键底点注意紫结果否的有钳效范筑围14虽A初pr条il缝2柿00痰8通用控有限情元程仗序AN练SY意S及应范用L8缺-1411暖.4银作毅业中贞的几级个普所遍问唇题问题快1：剩如何棵恰当礼地给吊出实城际工陡程问寨题的食边界锈约束日？问题裳2：壁如何哈恰当验地划苦分单询元网格－庸分布麻形式旺、最评低密键度？问题细3：烂单元丙间的饱协调－塌节点蝴对应串否？14木A导pr本il拉2裕00流8通用齿有限唯元程泊序AN拉SY辜S及应美用L8监-1511卵.4扣作龙业中固的几螺个普誉遍问筑题（脆续1越）问题伍1：匪如何茧恰当氏地给眨出实悼际工巩程问含题的殿边界处约束鱼？（A帖）分别堤在两殿个轴洒孔处撒形成基平衡技力系底，连糟杆柄色处计腔算结野果可锁能偏耀离实悉际；（B盖）结果描不对惯称；（C量）与至（D）三个翻小凸增台处斗实际暴应接飞近应慰力自锣由，毅施加亦约束淹后会疤产生迫虚假齿的应总力分沫布。（A世）（B盲）（C目）（D拐）14贵A离pr币il桐2矩00院8通用蛇有限齐元程倚序AN伴SY抄S及应僻用L8狠-1611跌.4围作谨业中变的几爽个普动遍问咳题（仪续2叙）问题航1：萄如何羊恰当芽地给多出实团际工段程问命题的衔边界话约束为？（A瞒）、傻（B问）是同霸一个殿计算赌模型仔分别只在分罪布压排力和液集中变力作粗用下县的应获力云存图，驱显然渐二者刃受力涛方向丙存在门差异晨；（C妙）垂直用方向野有不狡对称输变形厦不合咏实际销。（A角）（B趟）（C担）14顶A连pr啄il吨2萌00危8通用贡有限啊元程谦序AN乌SY喝S及应知用L8暴-1711谊.4要作柳业中叶的几裂个普呀遍问镰题（础续3垂）问题苦2：视如何专恰当咸地划具分单阿元网格－谱分布惊形式聋、最标低密特度？由于侦沿对舰角线紫上网猜格的雹特殊分布昨形式犹，会婶不恰煤当地菊强化廉这个烂区域绳变形松、应坊力的烦计算叔结果煌！14石A才pr该il莫2盲00裤8通用呜有限膊元程饥序AN浅SY盘S及应菠用L8减-1811堪.4服作幻玉业中子的几淘个普篇遍问篇题（胶续4章）问题漠2：叫如何牧恰当衡地划坊分单叉元网格－痒分布硬形式党、最薯低密由度？（A）主次隶倒置布：主要壁承载呀部位臂单元伟稀疏曾，而奸非重笼要部浅位—凸台阵反而辈单元艘划分夹稠密性！问题蛮3：树单元晋间的乒协调－拌节点转对应才否？（B）聪、（土C）凸台棍处网纲格节剑点与昼大环巩网格六节点尝没有炎完全期对应缴起来誉，求厦解时档会出部问题宁！(A)(B)(C)14躺A育pr素il胞2肾00灿8通用台有限楼元程纷序AN躺SY亦S及应掩用L8斥-19——二维略平面涝单元坑应用幸实例11折.钢异筋混吗凝土台剪力现墙非狭线性挑分析构件股尺寸东及材掏料特众性说柳明如下挤图所凡示钢蜓筋混坑凝土俊双肢沿剪力香墙，健材料京参数扣统一晋取值远如下脏：钢崭筋核：Es=城2.它1剃1011N/是m2，s=蛮0.事30劈燕，屈服胆强度y=生2.茄35裂1封08N/宅m2混凝仿土：Ec=拍3.驴0哨1010N/吧m2，c=期0.引20哗，抗拉色强度ft=颤2.惠6牢106N/井m2，轴心立抗压弦强度fc=惊2.捕5省107N/柴m214掉A腾pr轮il图2胶00携8通用达有限倾元程短序AN畜SY盐S及应乓用L8旧-20二维牵平面揭单元这应用锐实例建模礼及计长算规赏划考虑干混凝岩土与天钢筋怨不同叫材料录特性轻及钢胃筋分布对汉构件飞变形励计算鬼结果叶的影拢响，考虑便材料旦非线级性，早采用占弹塑缸性材镇料模打型；假定梢构件姑处于终平面善应力铃状态漂；底梁潜及顶酱梁加码厚处稿通过底加大嘱材料膏模量歇的方闸式模移拟；非线蛙性分垮析叠掀加原棒理不采成立彩，墙测肢轴们压作碗用效扯应对辩结果饥有影哪响（啊模拟皮高层结或构自乳重效梯果）盟；可以饱采用禾二种蹈计算警模型婚进行蔽比较游：模型劣1：抗均匀栽化钢胡筋混鸟凝土柄模型常（等妇效模笛量法显）；模型吨2：倘离散泳的钢隶筋混聚凝土谦模型搂（分农离式厘），望可反助映配腾筋位令置的劲影响维。单元托划分努：确定朵最低拥网格的密度颜！14舍A纷pr熔il温2缠00昼8通用孟有限多元程默序AN谅SY剥S及应圈用L8后-21模型辱1：航等效滥模量袭法二维指平面形单元史单元宪应用晓实例尘（续邪1）墙肢X向配峰筋率吊：1源.0像%；Y向配扩筋率固：1元.5读%；双梳向平犯均取1.敞3%；连梁X向配港筋率丑：2等.9池%；Y向配疗筋率缺：0廉.7恐%；双孕向平仿均取2.析0%；单元颗选择置：混志凝土焰采用PL巡寿AN谦E4紧2单元喜模拟壶;顶部岗加载内端加承强部叔位及矮底梁胞均认围为近抢似于谅刚性捐，用擦人为阿增大混材料写弹性模陷量的签方法本模拟尸；14手A守pr重il蹄2僻00属8通用推有限符元程苏序AN予SY划S及应丑用L8算-22模型梅2：妙离散修化模样拟二维沙平面说单元浙单元打应用舌实例松（续纤2）单元纲选择此：混搬凝土灿采用PL恩AN煎E4穿2单元合模拟丝式，钢昼筋采副用Li六nk骗1单元循模拟屈;顶部束加载翻端加旷强部茧位及溉底梁烛均认相为近同似于均刚性低，用融人为吨增大蔑材料拴弹性模量洽的方劈燕法模固拟；14轧A零pr淹il熔2感00雾8通用危有限匙元程衔序AN福SY余S及应信用L8搅-23双肢法剪力房诚墙建殖模过吃程实烛例—命令袋流!!眼!!吗!!睛用初命令弱流生撞成AN堡SY聚S课教候学练铲习-包5袖计算麻模型!!育!!政!!模型奖1：踏等效雪模量叶法/pr天ep射7!!荷!!狼!!定义贺单元立类别ET豆,齿1,冤PL别AN结E4朱2!!赶!!翻!!墙肢蜡单元KE衡YO科PT忍,1豪,3鱼,3ET营,宜2,僚PL观AN芦E4黎2!!控!!主!!连梁茅单元KE灾YO旦PT薄,2化,3脾,3ET量,装3,乘PL雁AN颂E4块2!!机!!箩!!刚性疑区单驱元KE牌YO擦PT环,3见,3嫩,3!!静!!芽!!定义耳材料算属性mp众,e陕x,淋1,岗0.只32鼻3E跳+9!!沃!!叔!!墙肢俯混凝描土M0铅1mp桂,d赠en酒s,瓜1,匹25粱70mp宴,p案rx裙y,猜1,弹0.放2mp开,e功x,滨2,公0.苏33垒6E壳+9!!疲!!怀!!连梁混凝巧土M0柜2mp密,d援en洒s,蛇2,骑26捡10mp兽,p诸rx妙y,惊2,航0.肯3mp湖,e兼x,什3,所0.榴30欲E+亩12!!生!!贡!!刚性搁区混闯凝土M0例3mp慰,d叹en盲s,剪3,晶25誉00mp仔,p稿rx核y,始3,晕0.俭214盯A管pr补il晚2夜00从8通用轻有限铁元程亩序AN予SY圆S及应睡用L8班-24双肢车剪力白墙计帝算过顾程实辫例—命令竞流（旧模态铲分析迎）!!惨!!崖!!称计胶算墙局肢预诞应力/SO淡LU!*AN争TY歪PE澡,0PS死TR没ES娘,O倾NSO撕LV跌EFI蚁NI托SH!!巷!!住!!智无铃预应手力模略态分缴析/S师OL驱U!*AN蚊TY拘PE悠,2MO描DO划PT兆,L拼AN熄B,钳40!!停!!Bl似oc慨k悉La虚nc巧zo沾s法计禽算前幻玉4陷0烧阶模狸态FI错NI纸SH!!宜!!纠!!馅施男加预城应力短后的测模态冰分析/S瓦OL竿U!*AN恐TY跌PE牵,2MO竞DO缸PT翠,L测AN钥B,梨40!!昨!!Bl绣oc违k天La觉nc凉zo洒s法计畜算前剧4汤0千阶模削态PS菊TR作ES饺,O位NFI甩NI隶SH14燃A慈pr满il载2岩00疮8通用孕有限甩元程益序AN形SY板S及应蹈用L8膊-25双肢市剪力践墙计城算过冷程实叼例—命令锄流（砖时程铸分析防）!!对!!子!!时程锈分析嘴命令零流!!系!*s听et临,s负t,省0.园01*s假et饼,e缝nd抖po砍in营t,李10喂0*d蒸im额,x黄fo死rc崖e,无ar猪ra问y,细en罩dp赌oi卧nt*v麻re晕ad船,x突fo袖rc抚e(萄1)蠢,S雕ei罚sm兔ic吨_x享,t定xt(7览F1筋0.裤5)*V坚OP朽ER趴,x陶fo歼rc乓