04 利用ANSYS Solid 65 单元分析复杂应力条件下的混凝土结构.pdf

节选段落一：
利用 ANSYS Solid 65单元分析复杂应力条件下的混凝土结构
陆新征，江见鲸
清华大学土木工程系，北京，100084
摘 要：在大型有限元软件 ANSYS中，为混凝土材料专门定义了一种单元：Solid 65。它不但可以模拟
混凝土材料特有的开裂，压碎等力学现象，而且预先定义好了混凝土的破坏准则,为使用者提供
了很多方便。在本文中，作者结合自己的科研工作，通过 4 个科研项目实例，介绍了 Solid 65
单元在框架、叠合梁、约束混凝土柱、组合结构节点等问题中的应用。详细讨论了 Solid 65单元
和钢筋、型钢、钢管、碳纤维等不同材料共同工作时建模的方法及相互连接的处理。


节选段落二：
Keywords: FEA, concrete, ANSYS;
1 引言
混凝土是目前应用最为广泛的建筑材料之一。它可以很方便地与钢筋、型钢、钢管以及
其他一些结构材料组合成多种多样的构件和节点，应用于各种结构形式中。为了了解混凝土
结构的详细受力机理和破坏过程，往往需要利用三维实体单元进行非线性有限元分析。而混
凝土本身同时具有开裂、压碎、塑性等诸多复杂力学行为，在三维条件下这些力学行为更加
难以确定，给实际应用带来了较大的困难。为了便于使用者应用，ANSYS软件内部设定了
专门面对混凝土材料的三维实体单元形式 SOLID 65。


节选段落三：
并建立了三维情况下混凝土的破坏准
则，提供了很多缺省参数，从而为使用者提供了很大的方便。此外，ANSYS软件本身所拥
有的大量单元形式，可以很方便的让使用者建立混凝土和其他材料之间的共同工作模型，因
此在很多实际问题中都取得了成功应用。本文将结合作者实际参加的一些研究项目来说明其
具体应用。
2 SOLID 65单元的使用方法
SOLID 65单元本身包含两部分。一是和一般的 8节点空间实体单元 SOLID 45相同的
实体单元模型，但是加入了混凝土的三维强度准则。二是由弥散钢筋单元组成的整体式钢筋
模型，它可以在三维空间的不同方向分别设定钢筋的位置，角度，配筋率等参数。