ABAQUS分層殼

2016-12-27 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

分層殼單元是基于復(fù)合材料力學(xué)原理,將一個(gè)殼單元分層,各層可以根據(jù)需要設(shè)置不同的厚度、材料性質(zhì)(混凝土、鋼筋等),每層可以設(shè)置適當(dāng)數(shù)目的截面點(diǎn)(section points)(積分點(diǎn))。在有限元計(jì)算時(shí),在沿厚度方向的每一個(gè)積分點(diǎn)上獨(dú)立地計(jì)算應(yīng)力和應(yīng)變值,這樣就允許了非線性的材料行為。分層殼單元考慮了面內(nèi)彎曲-面內(nèi)剪切-面外彎曲之間的耦合作用,比較全面地反映了殼體結(jié)構(gòu)的空間力學(xué)性能。對(duì)于樓板和墻體的縱向鋼筋和水平鋼筋采用分層殼單元進(jìn)行模擬分析,相比實(shí)體單元計(jì)算可大大減少計(jì)算時(shí)間。

分層殼的主要假設(shè)包括:

(1)混凝土層和鋼筋層之間無(wú)相對(duì)滑移;

(2)每個(gè)分層殼單元可以有不同的分層數(shù),并且每個(gè)分層可以厚度不同,但同一個(gè)分層厚度均勻。

圖1為分層殼示意圖

圖1 分層殼示意圖

在ABAQUS中,分層殼的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)在殼體單元厚度截面設(shè)置積分點(diǎn)數(shù)目,通過(guò)Rebar Layers配置鋼筋實(shí)現(xiàn),具體設(shè)置信息如圖2所示。

圖2 分層殼定義

在Rebar Layers中設(shè)置鋼筋的具體信息如圖3所示。

圖3 Rebar Layer定義

Layer Name: 鋼筋層名字,命名不區(qū)分大小寫,自己能識(shí)別就好。

Material: 在下拉選項(xiàng)中選中自己需要的材料即可。

Area per Bar: 單根鋼筋面積。

Spacing: 鋼筋間距。

Orientation Angle: 鋼筋與1軸平行時(shí)輸入0,否則輸入90。

【注:1軸的判別方法為:若空間x軸在殼平面內(nèi)有投影,則其投影所在的方向就是殼平面的1軸;若空間x軸與殼平面垂直時(shí),其在殼平面內(nèi)的投影是一個(gè)點(diǎn),則z軸在殼平面內(nèi)的投影就是殼單元的1軸。殼平面有正反面之分,可以通過(guò)查詢按鈕點(diǎn)擊"shell element normals"來(lái)查看殼體的正方向。殼體的1軸、2軸與法線正方向符合右手定則。四個(gè)手指頭指向1軸的方向,大拇指代表法線的方向,2軸的正方向是背離手心的方向?！?

Position: 該值為鋼筋離中心層的距離。如圖1所示:紅色代表中心層,藍(lán)色是鋼筋層。沿z軸正方向該值為正值,否則是負(fù)值。

對(duì)于樓板或者墻體,如果鋼筋間距不是一樣的,那么賦予材性前先根據(jù)鋼筋的密集程度將殼體切割,然后定義對(duì)應(yīng)的section,每個(gè)section中鋼筋相同就行,再把不同的section賦予已經(jīng)切割的殼體。

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