钢筋混凝土梁受压区温度裂缝分析与 ANSYS 仿真模拟钢筋混凝土梁受压区温度裂缝分析与 ANSYS 仿真模拟 摘要： 利用大型有限元分析软件 ANSYS 中的三维实体单元Solid65 对钢筋混凝土梁进行热―结构耦合分析，模拟高温环境中预埋地脚螺栓对混凝土受热膨胀产生的约束作用。计算结果显示，混凝土构件自身由于温度变化而产生的变形在受到外来阻力约束时，会导致混凝土裂缝的出现。 关键词：钢筋混凝土； 温度应力；裂缝；非线性有限元；仿真 中图分类：TU378 文献标识码：A 文章编号： 一般来说，不同季节和不同时间环境温度改变都会给材料带来“热胀冷缩”现象。这种因为温度变化使材料产生的应力为温度应力。对于室内环境温度较高或室外需要露天工作的混凝土构件，其温度变化较大所以产生的温度应力也较大，而这种温度应力对构件带来影响往往也是不可忽视的。由于钢筋混凝土结构的性质复杂，材料非线性与几何非线性常同时存在，所以用传统的方法来分析和描述这种温度应力产生的变形则难度非常大[1]。 随着计算机处理能力的不断增强以及非线性有限元方法的日臻完善，有限元作为一个强有力的数值分析工具，在钢筋混凝土结构非线性分析中正显示着越来越大的有用性和方便性[2]。目前，可以利用比较完善的特种单元来近似模拟混凝土或钢筋混凝土材料，在大型通用有限元软件 ANSYS 中，Solid65 单元常被用来模拟钢筋混凝土等抗压能力远大于抗拉能力的非均匀材料。另外 ANSYS 提供的热―结构耦合分析，可以将温度影响施加到建立的模型中进行分析，从而得出温度对结构产生的应力。 1 工程描述 由于水泥在煅烧过程将产生大量的粉尘和一定的热量,所以造成厂房内温度很高,环境恶劣。电收尘器作为水泥工厂中常用的除尘设备，一般都是在烧成车间的梁上预埋钢板焊接或预埋高标号的地脚螺栓安装。2025 年，某水泥厂窑尾车间用于承受电收尘器的大梁，在使用一年后受压区靠近预埋螺栓的部位产生细小裂缝（见图1）。为此建设单位邀请设计、施工、监理和部分专家对裂缝产生的原因和其对厂房的安全性，耐久性进行分析： 1.1 出现裂缝的梁承受荷载、截面尺寸、配筋等均按国家法律规范和工艺要求设计，梁裂缝宽度及挠度均控制在法律规范允许范围内。 1.2 施工过程由监理人员现场进行质量控制，施工单位按设计要求及施工法律规范进行施工，并对混凝土试块强度抽样试验，平均抗压强度为 34.69Mpa,钢材检验结果等均符合设计及法律规范要求。 1.3 ...
