3. 建立模型 – 建立钢筋单元
桥梁裂缝分析
通过，“自动网格线”功能，自动划分钢束曲线的1维网格，并指定前面定义的钢束特性。
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建立钢筋单元或预应力钢筋单元时，需勾选“强化”选项。
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3. 建立模型 – 划分实体网格
桥梁裂缝分析
使用FEA 中的，自动网格划分功能，将主梁实体划分3维网格单元。FEA350版本开始支持自动划 分六面体主导的网格。
3. 建立模型 – 建立钢筋单元
利用建立连接单元功能，将支座位置上的主节点与从属节点用刚性连接相连。
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3. 建立模型 – 定义边界条件
3. 裂缝模拟模型
桥梁裂缝分析
离散模型(Discrete model)
假定整个断裂过程区位于一个离散裂缝上（Hillerborg et at. 1976）。位于该裂缝的断裂过程用应力裂缝宽度关系模拟。
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桥梁裂缝分析
Part 1：裂缝分析理论
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1. 钢筋混凝土的模拟
混凝土受拉行为(Tensile behavior) 混凝土受压行为(Compressive behavior) 混凝土剪切行为(Shear behavior)
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2. 分析步骤
桥梁裂缝分析
混凝土发生开裂时，结构已不再处于弹性状态，而是按非线性发挥其性能。所以，裂缝分析需要 考虑材料的非线性特性进行非线性分析。midas FEA 进行裂缝分析的步骤如下。
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2. 混凝土的受拉行为
• 混凝土产生的微观裂缝（micro-cracking）
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混凝土的受拉行为主要受微观裂缝（micro-cracks）形成的控制(Evans and Marathe 1968; Reinhard
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3. 建立模型 – 印刻支座形状
桥梁裂缝分析
印刻支座形状到底板上，以便划分网格时，考虑支座形状生成网格。支座形状图形是CAD中画好， 导入进来的。
断裂能
为材料的特性，定义为单位面积上产生一个裂缝需要的能量(Hillerborg 1985)。
- 最小无应力(Stress-free)裂缝宽度
假定裂缝带宽度（Crack band width）h内具有相同的裂缝应变
MIDAS-I>T离散裂缝模型的受拉软化曲线可以转换为可用于弥散裂缝的应力-应变曲线。 - 最小无应力(Stress-free)裂缝应变
3. 裂缝模拟模型
桥梁裂缝分析
弥散模型(Smeared model)
假定断裂过程区的非弹性变形分布于裂缝带宽度(Crack band width) h中(Bažant and Oh 1983, Rots et al.1985)。
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3. 裂缝模拟模型
CEB-FIP 规范断裂能公式
最大骨料粒径为 8、16、32时，
分别为4、6、10。
裂缝带宽度
。
- 有限元单元的面积
裂缝带宽度在最大骨料粒径的2~5倍之间（Bažant and Oh 1983)。 MIDAS IT
3. 建立模型 – 特性及材料定义
定义混凝土及预应力钢筋的特性及材料。
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3. 建立模型 – 特性及材料定义
桥梁裂缝分析
定义支座从属节点与主节点相连的刚性连接特性。在FEA中连接及弹簧是按照单元去定义。所以， 需要给连接定义特性。
1. 裂缝分析必要性
桥梁裂缝分析
周边环境变化可能对桥梁 安全产生影响时，需要对既有桥梁 进行承载能力检测评定。桥梁结构承 载能力应按承载能力极限状态及正常使用极限状态进行检算评定。评定的内容应根据桥梁结构的实 际情况。其中一项是正常使用极限状态时，结构构件的变形、混凝土构件的开裂情况。
在荷载作用下，为了准确模拟裂缝扩展情况，需要使用有限元仿真程序进行有限元分析。
MIDAS tIT1984; Rots et al. 1985)。
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2. 混凝土的受拉行为
• 拉伸软化（Tension softening）
拉应力到达一定受拉极限，附加变形发生在局部区域， 该区域为断裂过程区（Fracture Process Zone）。
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内容
桥梁裂缝分析
Part2：检测裂缝分析案例 1. 裂缝分析必要性 2. 分析步骤 3. 建立模型 4. 定义材料非线性本构 5. 定义分析工况 6. 定义输出控制 7. 定义分析控制 8. 查看分析结果
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利用约束功能，定义主梁的边界条件。
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3. 建立模型 – 定义荷载
定义结构的自重及预应力钢筋的预应力。
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桥梁裂缝分析
混凝土能够通过骨料间咬合作用与粗糙裂缝面呈垂直方向传递剪力。该特性叫做剪力滞留（Shear r etention）。固定裂缝就是可以考虑该剪力滞留特性的模型，并且曾被广泛地接受。但是，也有该 模型在断裂过程中过大评价混凝土强度及刚度的观点。
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Part 2：检测裂缝分析案例
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MIDAS IT 自动划分网格时，建议勾选“自适应播种”选项。在选择
的面的边界上单元的分割不是很准确时将不能正确模拟几 何体，此时如果满足自适应播种条件，则程序将忽略原来 的播种设置而按自适应播种条件分割单元。
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定义完任意荷载后，需 要在荷载目录树上，选
中 荷 载 后 ， 右20键07点.0击2
“将荷载转换到节点”， 这样荷载才能够以节点 荷载真正施加在模型上。
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到达受拉极限后，断裂过程区应力减小伴随应变增大。
应力为0时，宏观裂缝出现在断裂过程区。
该现象叫做拉伸软化。
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2. 混凝土的受拉行为
• 剪力滞留（Shear retention）
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3. 建立模型 – 定义荷载
利用压力功能及任意线荷载功能定义铺装及护栏的均布荷载。