ABAQUS喵星人教你学会钢筋混凝土壳单元的前处理与后处理
0.前提
0.前提
使用板壳单元的有限元模拟必须有两个前提：
1、板壳力学及壳单元通常应用于一个方向尺寸远小于另外两个方向（通常不超过1/5）的结构。
喵星人点评：大家总有一个误区，总觉得实体单元的精度最高，实则不然。对于板壳结构，由于其采用了Kirchhoff板假定，在此情况下相比实体单元，壳单元形函数更加逼近实际结构，其计算精度与计算代价均优于采用实体单元。
2、由于采用Kirchhoff板假定，即忽略混凝土板中钢筋的粘结滑移行为，因此在精细化的钢筋混凝土滞回模型中通常不再适用。
1、前处理
1、前处理
1.1 纵横方向与局部坐标系
配筋的板壳单元，尤其是两个平面方向差异配筋的板壳单元，必须指定坐标系，且喵星人建议使用局部坐标系。这是为了避免在装配件中因旋转导致整体坐标系的变换。本案例中的坐标系指派如图所示。需要注意的是，钢筋纵横方向与局部坐标系方向直接挂钩。
1.2 配筋面积/间距/方向
壳单元的配筋方法需在“编辑截面”中完成，不能直接建立线单元钢筋。采用“写入式”的建模方法，如下图所示。
其实这种方法很像设计软件中的操作，即通过加劲的方式考虑配筋混凝土。
在钢筋层中输入各层钢筋的参数：
层名：非常重要，不能小看，这是由于在后处理中需要通过层名来找到配筋层，以显示其场变量
材料：写入钢筋材料
单根面积：单根钢筋的面积
间距：等距配筋中钢筋的间距
方向角：与上一节给定坐标系1轴方向的夹角，可用于区分不同方向配筋的纵横向
位置：该层钢筋中心偏离壳单元中心层的距离。
例如下图中，代表了配置上下两层，且每层钢筋具有两个方向等间距配筋的钢筋网。具体操作可以点击“阅读原文”观看。
1.2 配筋面积/间距/方向
若是需要在后处理中查看钢筋的场变量情况，必须在场变量输出中勾选“钢筋的输出”，如下图，这点非常重要！
2.后处理 壳单元的后处理输出首先需要打开渲染壳厚度，同时选择场输出中的截面点。如下图。 2.1 厚度的两个方向结果查看 以上操作默认看的是混凝土的变量。若是仅看一个方向，在激活的位置中可以选择底和顶。具体哪个是底哪个是顶，可以结合局部坐标系的法向查看。 若是需要同时看两个方向的场变量，则需选“顶部与底部”，同时在下方底部位置选择SNEG，顶部位置选择SPOS。 例如下图显示了混凝土受拉与受压损伤的云图。可见开裂方式与压溃模式与概念十分相符。 注意，abaqus软件有点不智能，当你切换一下场变量，以上步骤还要再来一遍，喵星人实在难受。具体操作可以点击“阅读原文”观看。 2.1 厚度的两个方向结果查看 查看钢筋层必须结合层名查看。其中底部与顶部选择钢筋层层名的rebar layer。 例如下图显示了上层钢筋网X方向与下层钢筋网Y方向的钢筋应力。 3.特殊处理 部分同学表示，钢筋混凝土楼板可能在周围有加密区。遇到这种情况大家不要紧张，只需通过划分不同区域，然后分别赋予各自的区域钢筋情况即可。 结语 大家看完喵星人的操作是不是觉得自己又可以了呢？别着急，再看看本期案例的大前提：通常应用于一个方向尺寸远小于另外两个方向的结构，且必须忽略混凝土板中钢筋的粘结滑移行为。若是精细化的滞回模拟，这种情况下钢筋混凝土的粘结滑移行为不能忽略，因此板壳单元无法应用。总而言之，每种分析技术都有各自的应用场景，具体问题具体分析方是永恒的真理！ 有兴趣的同学可以点击下方“阅读原文”观看操作流程。希望喵星人的技巧对您所有帮助！
