用ABAQUS做钢筋混凝土结构有限元建模要点

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混凝土用C3D8R八节点线性减缩积分实体单元，钢筋用T3D2两节点桁架单元，这个搭配基本是标准配置了，减缩积分在位移求解方面比完全积分精度高，代价是要注意沙漏控制。钢筋和混凝土之间的约束用Interaction模块里的Embedded Region，把钢筋设为embedded region，混凝土设为主区域（host region），程序自动耦合自由度，不需要节点重合。注意Embedded Region不约束转动自由度，如果做节点区精细分析要留意这一点。

Property → Material → Mechanical → Plasticity → Concrete Damaged Plasticity，下面挂Concrete Compression Hardening和Concrete Tension Stiffening。膨胀角取36°左右，黏性系数viscosity取0.001，这两个值我们组默认用，收敛性和精度基本能兼顾。fb0/fc0用默认1.16，Kc默认2/3就行，别乱改。拉伸硬化那个曲线如果不设，算出来的挠度和裂缝宽度会严重失真，简化做法是开裂后应力线性降到零，失效应变取初始开裂应变的10倍左右。

混凝土轴心抗压强度取0.76倍立方体抗压强度，抗拉强度按0.395乘以fcu的0.55次方估算，泊松比0.2，弹性模量按规范取值，受压应力在峰值应力0.4倍以内可以当线弹性处理。

网格尺寸缩尺模型一般20mm能收敛，足尺梁可以放到50mm，节点区要加密，钢筋网格长度和混凝土网格取一致，箍筋网格单独取10mm。另外斜钢筋和曲线钢筋做Embedded Region之前一定要检查方向，网格方向必须跟局部坐标系一致，不然钢筋等于没加。

那天下午在跑一个梁柱节点滞回分析，空调正好坏了，整个工位热得不行，旁边同事还在啃薯片，咔咔响。模型跑到第23个增量步突然卡住，msg文件刷出一屏红的，System matrix has 1 negative eigenvalues，plasticity algorithm did not converge at 1 points，convergence judged unlikely。第一反应是网格太粗，把混凝土网格从30mm改到15mm重新划，还是不行。又怀疑CDP参数输入有问题，把黏性系数从0.0005调到0.001，膨胀角从30°调到36°，重新提交，还是停在同一位置。最后发现是箍筋的Embedded Region选错了host region，把箍筋嵌到箍筋自己里面了，改过来之后一遍过，一共折腾了三个多小时。

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收敛困难的时候优先调viscosity，范围0.0001到0.005，太小收不住太大损伤被低估。也可以把分析步的初始增量步调小，或者打开自动稳定。如果模型一开始就不收敛，检查边界条件和接触定义；算到中途才崩的，一般跟材料软化段参数有关。Standard和Explicit的选择也要想清楚，单调加载用Standard就行，冲击和倒塌用Explicit效率高很多。

*Static, General
0.01, 1.0, 1e-08, 0.1

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