ABAQUS分層殼

2016-12-27 by:CAE仿真在線來源:互聯網

分層殼單元是基于復合材料力學原理,將一個殼單元分層,各層可以根據需要設置不同的厚度、材料性質(混凝土、鋼筋等),每層可以設置適當數目的截面點(section points)(積分點)。在有限元計算時,在沿厚度方向的每一個積分點上獨立地計算應力和應變值,這樣就允許了非線性的材料行為。分層殼單元考慮了面內彎曲-面內剪切-面外彎曲之間的耦合作用,比較全面地反映了殼體結構的空間力學性能。對于樓板和墻體的縱向鋼筋和水平鋼筋采用分層殼單元進行模擬分析,相比實體單元計算可大大減少計算時間。

分層殼的主要假設包括:

(1)混凝土層和鋼筋層之間無相對滑移;

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

圖1為分層殼示意圖

圖1 分層殼示意圖

在ABAQUS中,分層殼的實現是通過在殼體單元厚度截面設置積分點數目,通過Rebar Layers配置鋼筋實現,具體設置信息如圖2所示。

圖2 分層殼定義

在Rebar Layers中設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,命名不區分大小寫,自己能識別就好。

Material: 在下拉選項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,其在殼平面內的投影是一個點,則z軸在殼平面內的投影就是殼單元的1軸。殼平面有正反面之分,可以通過查詢按鈕點擊"shell element normals"來查看殼體的正方向。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,藍色是鋼筋層。沿z軸正方向該值為正值,否則是負值。

對于樓板或者墻體,如果鋼筋間距不是一樣的,那么賦予材性前先根據鋼筋的密集程度將殼體切割,然后定義對應的section,每個section中鋼筋相同就行,再把不同的section賦予已經切割的殼體。

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