浅析有限元法在水运工程混凝土构件中的应用付新饪I,鞠鹏2,王伟I(1冲诚国际海洋工程勘察设计有限公司，山东青岛266100;2.中交一航局第二工程有限公司,山东青岛266100)摘要：我国《水运工程混凝土结构设计规范》对混凝土结构的钢筋及预埋件的计算进行了详细规定，实际工程中计算方法一般采用手算。基于有限元法，木文采用ANSYS软件计算混凝土结构的配筋及预埋件受力。该方法方便、快捷，对于捉高设计效率冇重要意义。关键词：有限元法；混凝土构件；配筋BriefanalysisofFiniteElementMethodforConcreteStructuresFuXinyu',JuPeng2,WangWei1(1.ChinaIntegrityInternationalOceaneeringCo.,Ltd,QingDao266071;2・NO.2EngneeringCompanyLTD.ofCcccFirstHarborEngneeringCompanyLTDAbstract:AccordingtoDesignCodeforConcreteStructuresofPortandWaterwayEngineering,thecalculationofSteelBarsandEmbeddedPartsisartificially・Inthispaper,FiniteElementMethodisintroduced・UsingANSYS,thecomputationisconvenientandquick,andthemethodisovercome・Keywords:FiniteElementMethod;concretestructure;reinforcement中图法分类号：文献标志码：文章编号：近年來，随着水运工程的迅速发展，混凝土构件的使川越來越广泛。《水运工程混凝土结构设计规范》⑴(JTS151-2011)中対混凝土结构的钢筋以及预制混凝土结构的吊孔、吊环与埋设件等进行了详细规定。冃前，这些计算方法往往由手工完成，得出的计算结果因人而异，存在一定的主观性。冇限元法是随电了计算机的使用而发展起来的一种比较新颖和冇效的数值计算方法⑵，针对有限元法而编制的软件也层岀不穷。ANSYS是美国ANSYS公司开发的计算机模拟工程的人型通用有限元软件。作为目前最流行的有限元软件之一，它具备功能强大、兼容性好、使用方便、计算速度快等优点，成为工程师们开发设计的首选Z—⑵。木文将探讨ANSYS软件在混凝土钢筋及预制混凝土埋设件计算中的适川性，为混凝土配筋及埋设件的计算口动化处理探索有益的途径。1ANSYS软件计算钢筋混凝土及预埋件方法简介钢筋混凝土结构配筋计算一般有两种方法⑶，即应力图形配筋和截而内力配筋。现行建筑结构规范是以截面内力配筋方法为主。将具有钢筋混凝土点的有限元应用于钢筋混凝十结构配筋计算将是一种新的趋势。目前常用的钢筋混凝土结构有限元计算模型有三种：笫一种是耦合式，即单独建立混凝土单元和钢筋单元，二者之间的粘结和滑移则用联结单元来模拟；第二种是弥散加筋法，即将混凝土和钢筋包含在一个单元Z中，这种模型统一考虑了钢筋和混凝土的作用；笫三种为切割式建模，此方法类似于笫一种的耦合式，是将钢筋和混凝土作为两种材料分别考虑计算的。该方法认为二者Z间无相对滑动，是一种理想连接。ANSYS中混凝土采用单元库中的混凝十单元solid65单元（见图1）进行模拟，该单元可以在受拉时达到一•定的强度后发牛开裂，而当单元承受的压力超过其抗压强度时单元会被压碎。solid65单元由8个节点组成,每个节点具有三个方向的自由度（UX、UY、UZ）,另外该单元可定义非线性的材料性能，混凝土可以在三个正交方向上开裂、压碎、塑性变形和徐变等，根据构件的实际特性以及ANSYS单元库中混凝土单元（solid65）的特点，选用该种形式的单元來模拟构件的混凝土部分。ANSYS单元库中的link180单元（见图2）可以模拟桁架、斜拉锁、连结及弹簧等。三维link180单元的两个节点具有三个方向的H由度（X、Y、Z）,单元可以承受轴向拉力和应力。Figure180.1:LINK180Geometry图1solid65单元模型示意图2工程算例卜-面使丿IJANSYS中的solid65单元和link180单元來模拟钢筋混凝土简支梁受均布荷载条件下的应力变形行为，对ANSYS程序的应用方法及模拟效果进行验证，梁的尺寸、荷载形式及配筋如图3所示。荷载为上表面作用均布荷载，人小为50kPa,预留保护层厚度为25mm。图2link180单元模型示意图q=50kPa]]][[]][,]][[]]II、'IJI1oJL___汶飞—2也20、068)150\\13*12图3梁的尺寸、荷载形式及配筋2.1材料性质(1)混凝土材料混凝土材料的输入参数见表lo表1混凝土材料的计算参数混凝土立方体抗压强度(MFa)弹性模量(MPa)...