有限元怎麼計算鋼筋混凝土強度

『壹』 鋼筋混凝土立柱抗壓強度怎麼計算

Nu=0.9φ(fcA+f'yA's)；帶入公式就對了。
再幫你解析一下：fcA就是混泥土能承受的壓荷載再加縱向鋼筋能承受的壓荷載f′yA′s就是構件能承載總壓荷載。可為了更安全乘以系數0.9；φ跟長細比有關，長細比越大，φ越小，大概意思是越長的構件承載力越小。

『貳』 如何在ANSYS中模擬鋼筋混凝土的計算模型

ANSYS在鋼筋混凝土構件全過程分析中鋼筋混凝土材料的單元選擇、材料特性、破壞准則等方面。說明只要合理選擇單元類型、劃分網格等，就能夠得出比較准確的非線性特性曲線，從而達到減少設計成本、縮短設計和分析的循環周期、增加產品和工程的可靠性的目的。
【關鍵詞】ANSYS；鋼筋混凝土；單元類型；材料特性；破壞准則
一、前言
鋼筋混凝土結構是目前工業與民用建築中最主要的結構形式。由於鋼筋混凝土是由兩種性質不同的材料———混凝土和鋼筋組合而成，它的性能明顯地依賴於這兩種材料的性能，特別是非線性階段，對鋼筋混凝土結構進行非線性分析就顯得特別重要了。有限元方法作為一個強有力的數值分析工具，在鋼筋混凝土結構的非線性分析中起著非常重要的作用。在鋼筋混凝土結構有限元分析領域，對於混凝土結構分析應當考慮的因素包括混凝土的應力-應變特性曲線（非線性彈性，彈塑性等）的模型，混凝土的破壞面模型，裂縫的模擬，鋼筋的模擬，鋼筋的應力應變模型（如：雙線性彈性硬化塑性）及包括混凝土鋼筋接觸面的粘結滑移、拉伸硬化模型和裂縫接觸面模型。要模擬鋼筋混凝土結構的受力機理及破壞過程，關鍵要合理地選擇單元類型和混凝土的破壞准則。本文主要是從這個角度，介紹單元選取、定義材料特性的方法。
二、用ANSYS 進行有限元計算
有限元法是目前工程技術領域中實用性最強、應用最為廣泛的數值計算方法。它的基本思想是將問題的求解域劃分為一系列單元，單元之間靠節點連接。單元內部點的待求物理量可由單元節點物理量通過選定的函數關系插值求得。由於單元形狀簡單，易於由平衡關系或能量關系建立節點量之間的方程式，然後由單元方程再形成總體代數方程組，加入邊界條件後即可對方程組求解。
ANSYS 軟體是集結構、熱、流體、電磁、聲學於一體的大型通用有限元分析軟體,可廣泛地應用於土木工程、交通、水利、鐵道、石油化工、航空航天、機械製造、國防軍工、電子、造船、生物醫學、地礦、日用家電等一般工業及科學研究。AN?鄄SYS 有限元分析軟體具有以下優點：減少設計成本、縮短設計和分析的循環周期、增加產品和工程的可靠性。採用優化設計，降低材料的消耗和成本，在產品製造或工程施工前預先發現潛在的問題，可以進行模擬實驗分析，進行機械事故分析，查找事故原因。
（一）選取單元類型
ANSYS軟體本身帶有大量的單元類型，如BEAM、LINK、SOLID、PIPE、PLANE、SHELL、COMBIN、MASS等結構方面的單元類型。三維8結點實體等參單元，SOLID65單元（如圖1所示）通常用來模擬鋼筋混凝土材料，實體單元每個節點都有3個自由度，該單元可以產生塑性變形，在三個方向上開裂及可以被壓碎。

內部的鋼筋的模擬有兩種方法，一種是作為附加彌散鋼筋分布在一個指定方向，即整體式。鋼筋作為附加彌散鋼筋加入到SOLID65單元中，是通過輸入實常數，給定SOLID 65 單元在三維空間各個方向的鋼筋材料編號、位置、角度和配筋率。這種方法主要用於有大量鋼筋且鋼筋分布較均勻的構件中，譬如剪力牆或樓板結構；另一種把混凝土和鋼筋作為不同單元來處理即分離式，混凝土與構件各自被劃分成足夠小的單元，混凝土採用SOLID65D單元模擬，鋼筋通常用LINK8單元模擬。LINK8單元有兩個節點，每個節 點有3個自由度，見圖2。利用空間桿單元LINK8建立鋼筋模型和混凝土單元共用節點。這種方法建模比較方便，可以任意布置鋼筋並可直觀獲得鋼筋的內力。但是建模需要考慮共用節點的位置，且容易出現應力集中拉壞混凝土的問題。

梁單元允許鋼筋產生剪應變，但是因為在ANSYS中這些單元只有線性變形，所以鋼筋可能會沒有塑性變形。彌散鋼筋和LINK單元選項中已經包括了在模擬過程中當鋼筋剪切剛度損失時的彈塑性特性曲線。
（二）材料特性
混凝土材料是一種類似脆性的、受拉和受壓性能不同的材料，抗拉強度約為抗壓強度的8%～15%。圖3為混凝土的單軸受壓的應力－應變曲線。對於混凝土模型可以使Multilinear kinematic hardening plasticity 模型或者Drucker-Prager plas?鄄ticity 模型等，用來定義混凝土的應力應變關系和用SOLID 65 特有的Concrete單元數據用於定義如單軸和多軸拉壓強度等混凝土的強度准則。ANSYS 要求輸入混凝土彈性模量、單軸極限抗壓強度、單軸極限抗拉強度、泊松比、張開裂縫間的剪切傳遞系數（一般認為在0.1～0.5）、閉合裂縫間的剪切傳遞系數（一般認為在0.7～0.9）。



圖3 圖4
對於鋼筋，作為一種金屬材料，其力學模型相對容易把握，一般採用雙折線隨動強化模型（BKIN）等給定一個應力應變關系（圖4）的曲線，應用Von Mises屈服准則，即當鋼筋屈服，進入塑性階段。
混凝土和鋼筋組合方法假設鋼筋和混凝土之間位移完全協調，沒有考慮鋼筋和混凝土之間的滑移，而通過加入界面單元的方法，可以進一步提高分析的精度，同樣利用空間桿單元LINK8建立鋼筋模型。不同的是混凝土單元和鋼筋單元之間利用彈簧模型COMBIN單元來建立連接。不過，由於一般鋼筋混凝土結構中鋼筋和混凝土之間都有比較良好的錨固，一般不考慮混凝土與鋼筋之間的粘結滑移。


（三）破壞准則
迄今為止，國內外學者提出的混凝土破壞准則不下數幾十個，如Mohr－Coulomb理論、Von Mises平均剪應力理論（圖5）、Tresca最大剪應力理論（圖6）等古典強度理論，及Willam－Warnke五參數破壞准則（圖7）等基於試驗的混凝土破壞准則。各個准則的表達式和繁簡程度各異，適用范圍和計算精度差別大，因此，合理選擇混凝土破壞准則尤為重要。

ANSYS提供了以混凝土三軸性能的基本模型（William-Warnke見圖7）的用於模擬脆性材料的非線性特性曲線。單元包括受拉區裂縫的模擬和用來說明受壓區混凝土的壓碎概率的塑性演算法。每個單元有8個積分點，在這些點處完成裂縫和壓碎的檢查。在沒有達到混凝土受拉強度或者抗壓強度之前，單元表現為線性。一旦單元主應力之一在積分點超過了混凝土抗拉強度或者抗壓強度，單元裂縫或者壓碎開始出現。 隨著應力在局部的重分布，在垂直於相應主應力方向形成裂縫區或者壓碎區。這樣單元是非線性的，要求使用迭代求解器。在全部剪力傳遞和沒有剪力傳遞裂縫截面之間剪力沿著裂縫傳遞的數量是變化的。壓碎演算法和塑性法則類似，一旦截面壓碎 ，應力不變，沿著荷載進一步增加的方向應變增加。初始裂縫產生之後，相切於裂縫面的應力可能在積分點引起一條或者兩條裂縫的發展。

三、算例
簡支靜定鋼筋混凝土梁，截面尺寸為22.86×55.25cm，長365.76cm，受拉區3根鋼筋總面積為25.8cm2，混凝土彈性模量為Ec＝3E4N/mm2，軸心抗壓強度fc＝24.5MPa，抗力強度ft＝0.1fc＝2.45MPa，鋼筋彈性模量Es＝191.4Gpa，梁破壞時應力不超過662N/mm2。
採用跨中施加集中荷載，直到破壞。模擬此梁採用鋼筋離散的方法即採用SOLID65單元模擬混凝土，LINK8單元來模擬鋼筋，把體分割，把SOLID65單元屬性賦給體，把LINK8單元屬性賦給其交線，見圖8。然後進行網格劃分，見圖9。在跨中施加集中荷載，見圖10。

用ANSYS有限元分析得到的荷載撓度曲線結果繪制在圖11中，分析得到的破壞荷載約為260KN,位移為8.80972mm，試驗得到的破壞荷載為258.1KN，位移為7.5mm，說明與試驗值吻合較好。得的破壞的非線性荷載撓度曲線比較好。梁第一條裂縫出現後，剛度有一定的退化。
四、結論
通過鋼筋混凝土梁這個算例，可以得出，ANSYS在鋼筋混凝土構件受力全過程分析中，只要合理選擇單元類型、材料特性、破壞准則等，就能夠比較准確地獲得這些構件直到破壞的非線性特性曲線。

『叄』 鋼筋混凝土的抗壓強度怎麼算謝謝

鋼筋混凝土的抗壓強度（MPa）＝試件上施加的壓力（牛頓）÷試件的受力面積（平方毫米）； 多組試件的抗壓強度怎麼折算出一個標准值，內容太多，你找一本《混凝土強度檢驗評定標准》學習一哈就全都明白啦。

『肆』 怎麼確定鋼筋混凝土的抗壓和抗拉強度值

1、軸心抗壓強度標准抄值按fck＝0.88αc1αc2fcu,k計算；
2、軸心抗壓強度設計值fc=fck/1.4；
3、軸心抗拉強度標准值按ftk=0.88×0.395fcu,k0.55（1-1.645δ）0.45×α2計算
4、fcu,k為混凝土試驗塊抗壓強度；

『伍』 怎麼計算鋼筋混凝土荷載

1、現澆混凝土樓板的模板，區別模板不同材質，按混凝土與模板的接觸面積，以平方米計算。

2、板的支模高度（即室外地坪至板底或板面至板底之間的高度）以3.6米以內為准，超過3.6米以上部分，另按超過部分計算增加支撐工程量。

3、板上單孔面積在0.3平方米以內的孔洞，不予扣除，洞側壁模板亦不增加，單孔面積在0.3平方米以外時，應予扣除，洞側壁模板面積並入板模板工程量之內計算。

鋼筋混凝土（英文：Reinforced Concrete或Ferroconcrete），工程上常被簡稱為鋼筋砼（tong）。是指通過在混凝土中加入鋼筋網、鋼板或纖維而構成的一種組合材料與之共同工作來改善混凝土力學性質的一種組合材料。為加勁混凝土最常見的一種形式。

特性

混凝土是水泥（通常硅酸鹽水泥）與骨料的混合物。當加入一定量水分的時候，水泥水化形成微觀不透明晶格結構從而包裹和結合骨料成為整體結構。通常混凝土結構擁有較強的抗壓強度（大約 3,000 磅/平方英寸, 35 MPa）。但是混凝土的抗拉強度較低，通常只有抗壓強度的十分之一左右，任何顯著的拉彎作用都會使其微觀晶格結構開裂和分離從而導致結構的破壞。而絕大多數結構構件內部都有受拉應力作用的需求，故未加鋼筋的混凝土極少被單獨使用於工程。

相較混凝土而言，鋼筋抗拉強度非常高，一般在200MPa以上，故通常人們在混凝土中加入鋼筋等加勁材料與之共同工作，由鋼筋承擔其中的拉力，混凝土承擔壓應力部分。當施加荷載P時，梁截面上部受壓，下部收拉。此時配置在梁底部的鋼筋承擔拉力承受壓力，在一些小截面構件里，除了承受拉力之外，鋼筋同樣可用於承受壓力，這通常發生在柱子之中。鋼筋混凝土構件截面可以根據工程需要製成不同的形狀和大小。

同普通混凝土一樣，鋼筋混凝土在28天後達到設計強度。

『陸』 鋼筋混凝土梁承載力的計算公式是什麼

鋼筋混凝土配箍筋梁的受剪承載力設計公式為

(6)有限元怎麼計算鋼筋混凝土強度擴展閱讀

當結構或構件達到最大承載能力或發生不適於繼續承載的變形時，即為承載能力極限狀態。當出現下列狀態之一時，即認為超過了承載能力極限狀態。

1、整個結構或其一部分作為剛體失去平衡，如雨篷的傾覆，擋土牆的滑移等；

2、結構構件或其連接因應力超過材料強度而破壞，或因過度塑性變形而不適於繼續承載；

3、結構轉變為機動體系而喪失承載能力；

4、結構或構件因達到臨界荷載而喪失穩定，如柱被壓屈。承載能力極限狀態關繫到結構整體或局部破壞，會導致生命、財產的重大損失。因此，要嚴格控制出現這種狀態，所有的結構和構件都必須按承載能力極限狀態進行計算，並保證具有足夠的可靠度。

『柒』 現澆混凝土空心樓板的幾種計算方法

現澆混凝土空心樓板的幾種計算方法具體包括哪些內容呢，下面中達咨詢招投標老師為你解答以供參考。
目前現澆混凝土空心樓蓋的計算方法主要有擬梁法、直接設計法、等代框架法和有限元計演算法。
1、擬梁法
擬梁法是將現澆混凝土空心樓蓋按剛度等效的原則等代成雙向交叉梁系進行內力分析的一種簡化方法，在分析中忽略了擬梁之間的剪切和扭轉影響。一般地，區格板內的擬梁數量在各方向上不宜少於5個。
1）邊梁等效：將邊梁等效為倒「L」型梁，邊梁的翼緣寬度為明梁寬度加上明梁邊留有的實心板帶寬度。
2）內框架梁的等效：取暗襪攜梁的實際尺。
3）交叉梁等效：將筒芯板沿跨度方向等效為5根梁。
2、直接設計法
2.1 直接設計法適用條件：
1）在結構的每個方向至少有三跨連續板。
2） 所有區格板均為矩形，各區格的長寬比不大於2（ /≤2）。
3）兩個方向相鄰兩跨的跨度差均不大於長跨的1/3。
4）柱子離相鄰柱中心線的最大偏移在兩個方向均不大於偏心方向告肢伏跨度的10% 。
5）可變荷載標准值不大於永久荷載標准值的2倍（/≤2）。
2.2 直接設計法設計分析
採用直接設計法進行內力分析，應按縱、橫兩個方向分別計算，且均應考慮全部豎向均布荷載的作用。計算板帶為支座中心線兩側以區格板中心線為界的板帶。
以上計算得到的縱、橫兩向的截面總彎矩，再將其按各自的分配系數分配便得到各自控制截面的設計值。
計算板帶內跨彎矩設計值的分配系數。
計算板帶端跨彎矩設計值的分配系數。
柱上板帶承受計算板帶內彎矩設計值的分配系數
3、等代框架法
等代框架法是將整個結構分別按縱、橫方向，劃分為由若干縱向與橫向梁組成的交叉梁系，與柱子形成空間框架，利用現行的空間分析程序，進行結構的設計計算。
1）等代梁的寬度：
在豎向均布荷載作用下，等代梁的寬度為柱軸線兩側區格板中心線之間的距離（或）。
在水平荷載作用下，等代梁的寬度為計算方向軸線跨度的3/4（或）及柱軸線兩側區格板中心線之間的距離（或）與垂直於計算方向柱冒寬度之和的1/2兩者中的較小值。
2）等代梁的高度：一般取板厚。
在豎向均布荷載作用下，當可變荷載標准值不大於永久荷載標准值的3/4時，可不考慮可變荷載的不利布置。
4、有限元法
有限元法是根據現澆混凝土空心樓蓋的平面尺寸，將澆混凝土空心樓蓋劃分成若干細小的單元，從而建立有限元模型，完成單元網格劃分。用殼單元有限元程序進行處理分析，最終得到分析結果。有限元法計算時將樓板分割成較多的有限元單元，並以各單元之間的變形協調為前提，計算結果真實可信，應為工程設計的主要依據。
二、工程實例
尚城花園住宅小區是由中山市鄂爾多斯房地產開發有限公司開發的住宅樓盤，位於廣東中山市火炬區，由23個街區35棟多層和45棟高層組成。地下室車庫柱網分布均勻，多為7800mmX6000mm柱網。現對7800mmX6000mm柱網區域採用普通梁板方案與採用現澆混凝土空心板方案進行了經濟性對比。
對比如下：（比較條件：恆載取14kN/，活載取16 kN/。板鋼筋採用HRB335鋼筋。樓面混凝土強度等級為 C35。採用防水混凝土，迎水面保護層為50mm，抗滲等級為S6。）
從上比較可得，地下室頂板採用現澆空心板樓蓋綜合費造價比普通梁板方案便宜。還有一些附帶的優點，如地下室的層高降低了，可以減少開挖量和水浮力的深度等。
經過上面的比較，最後建設方採用現澆混凝土空心板方案：地下室頂板板厚取400mm，柱截面500mm×500mm，柱帽採用有矩形頂板的型式。
三、實際工程中使用PKPM計算軟體計算現澆混凝土空心樓蓋的注意事項。
1，PM模型輸入，現澆混凝土空心樓蓋除樓板周邊和局部高差處布置結構梁外，其餘的一般布置虛梁。
2， SLABCAD前處理
「生成數據」中的「布筋方向」往往容易被忽略，「布筋方向」的作用有兩個：一是在單元劃分的單元形狀優化過程中，考慮布筋方向約束條件，使盡可能多的單元邊界平行（或垂直）於布筋方向，以利於預應力等效荷載的導算飢明；二是在配筋計算時按平行（或垂直）於布筋方向計算板的配筋。實際配筋方向最好能和模型的「布筋方向」一致，否則，實際配筋需根據配筋計算結果按模型「布筋方向」與實際配筋方向的角度進行換算。
3，計算結果分析
1）通過「繪等值線」來初步判斷計算結果的合理性：
顯示板面支座配配筋時，等值線應在柱間板帶處比較集中；
顯示板底筋時，等值線應在跨中集中；
2）通過「標注極值」查看每個房間內板的撓度或內力的最大、最小值，了解最大擾度是否超限，鋼筋是否過大。
3）通過「標注點值」查看每個房間內的各個節點的撓度、內力值、配筋，進一步判斷計算結果的合理性，是否存在應力集中，板厚是否經濟合理。
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『捌』 鋼筋混凝土梁的設計計算

鋼筋混凝土梁截面的計算理論有彈性理論和破壞強度理論兩種。
① 彈性理論。以工作階段Ⅱ的應力狀態為基礎,假設:構件正截面在受力後仍保持平面並與縱軸垂直;混凝土不承擔拉應力，全部拉力由鋼筋承擔；無論混凝土和鋼筋的應力-應變關系都服從胡克定律;鋼筋彈性模量Es與混凝土彈性模量Ec的為一常數。
為了利用勻質彈性體材料力學的公式，需把鋼筋和混凝土兩種材料組成的截面折算成為單一材料的截面。由於鋼筋和混凝土之間的粘結力很好，故認為它們之間的應變保持一致,鋼筋的應力等於混凝土應力乘以αE,從而鋼筋面積AS可以折算成為混凝土面積αEAS，由折算截面積對中和軸的靜矩等於零的條件，可得出中和軸至混凝土受壓區邊緣的距離，梁截面內任意點的應力可由下式算得:σ=Mr/I0,式中M為作用彎矩;r為從中和軸到計算纖維水平的距離；I0為折算截面面積對中和軸的慣性矩。
② 破壞強度理論。以工作階段Ⅲ的應力狀態為基礎，假設,混凝土開裂後,不承擔拉應力，全部拉力由鋼筋承擔,鋼筋達到屈服極限fy；受壓區混凝土的應力-應變關系不服從胡克定律，其應力分布圖形為曲線形，但為了計算的簡化，壓區混凝土的應力圖形取為矩形，其彎曲抗壓強度等於fcm（圖3）。 鋼筋混凝土梁
由水平力平衡條件得中和軸至混凝土受壓邊緣的距離x=Asfy/bfcm,截面極限抵抗矩的內力臂為z=h0-x/2，於是由受拉鋼筋控制的極限抵抗矩為 式中h0為受拉鋼筋中心至混凝土受壓邊緣的距離。
試驗結果表明，只有當混凝土的受壓區高度x≤δh0時,上列公式才能成立。式中δ值主要取決於鋼筋品種和混凝土標號，約為0.35～0.55。
設計鋼筋混凝土梁時，除了計算其正截面的強度外，還要計算剪力作用下的斜截面強度，以保證其安全。此外，還需要計算梁的抗裂度、裂縫開展寬度和撓度都不能超過容許的限值，以滿足正常使用的要求。對於承受多次反復荷載作用的梁，如鐵路橋梁、吊車梁，還須計算其疲勞強度。

『玖』 混凝土強度計算公式

混凝土強度計算公式為：抗壓強度=破壞荷載/承壓面積。

在標准條件下，混凝土的試件是用邊長為15cm的立方體，而抗拉強度小，對防止裂紋很重要，影響混凝土強度的因素是在混凝土中的骨料、水泥石強度、水灰比及骨料性質有密切關系。

易塑性強，具備很好的工作性，幾乎可以隨心所欲的通過設計和模板形成形態各異的建築物及構件；還有經濟型好，同其他材料相比，混凝土價格較低，結構建成後的維護費用也較低；

還有就是安全性好，硬化混凝土具有較高的力學強度，使結構安全性得到保證；同時耐火性好，不會像鋼結構建築那樣在高溫下很快軟化造成坍塌。

(9)有限元怎麼計算鋼筋混凝土強度擴展閱讀：

混凝土的缺點

雖然混凝土具有很多優點，但同時也有不少的缺點，同樣缺點也不容忽視，混凝土抗拉強度較低，是鋼筋抗拉強度的百分之一，並且延展性不高，變形能力差，屬於脆性材料，只能承受少量的張力變形，材料的自重大，高層、大跨度建築物要求材料在保證力學性質的前提下，以清為宜。

『拾』 鋼筋混凝土梁的承載力計算公式

雙筋截面混凝土梁的承載力表達式如下：

(10)有限元怎麼計算鋼筋混凝土強度擴展閱讀

相對受壓區高度不大於界限受壓區高度是混凝土梁設計中的一條重要原則。在梁截面尺寸和混凝土強度等級不變的情況下，增大受壓區鋼筋，是改善相對受壓區高度的唯一方法。式1即可表明這一點。

最大配筋率的本質，就是要滿足相對受壓區高度小於界限受壓區高度。以C30，HRB400為例，界限受壓區高度為0.518。

令ξ=0.518，根據式2，ρ=2.1%/(1-μ)，如果不考慮壓區鋼筋（μ=0），最大配筋率為：ρ=2.1%，在相對受壓區高度不大於0.518的情況下，最大配筋率為2.5%，則相當於μ=0.16，受壓鋼筋面積/受拉鋼筋面積不小於0.16。