求助！如何在ansys中设置预应力？

boomsday

要给索加上预应力，用什么命令啊？

AaronSpark

　　在常用的软件系统中，预应力混凝土分析根据作用不妨分为两类：即分离式和整体式，所谓分离式就是将混凝土和力筋的作用分别考虑(脱离体)，以荷载的形式取代预应力钢筋的作用，典型的如等效荷载法;而整体式则是将二者的作用一起考虑，典型的如ANSYS中用LINK单元模拟力筋的方法。

　　1 线性或非线性的考虑

　　对于预应力混凝土结构，只要是开裂前阶段的应力分析，完全可以将混凝土视为弹性材料，当然钢筋也是弹性材料;这主要在使用荷载阶段(Ⅱ类预应力混凝土结构除外)的应力分析。假如要进行开裂和极限分析，则必须考虑二者的非线性特性。

　　2 分离式方法(等效荷载法)的特点

　　主要优点是建模简单，不必考虑力筋的位置而可直接建模，当然网格划分也简单;对结构的在预应力作用下的整体效应可比较快捷的掌握。

　　其缺点是比较明显的：

　　①不便模拟细部，例如力筋所在位置对结构的影响显然是不同的;假如一定要模拟，则荷载必须施加在力筋的位置上，故其建模的方便性就消失了;

　　②等效荷载法没有考虑力筋对混凝土的作用分布和方向，力筋对混凝土作用显然在各处是不同的，而等效荷载法则没有计及此点;

　　③对张拉过程无法模拟;

　　④在其它外荷载作用下的共同作用不便考虑，否则要加入力筋(其建模则同整体式)，不能确定力筋在外荷载作用下的应力增量;

　　⑤无法模拟应力损失引起的力筋各处应力不等的因素。

　　大凡不少专家学者认为可以采用等效荷载法，无非是对于按杆系结构分析时方便而言的。而对于考虑实体，反而不考虑上述的某些因素，显然不合理。

　　综上：对于只关注预应力混凝土结构的基本性能时，可以考虑采用等效荷载法。

　　3 整体式方法的特点

　　将混凝土和力筋划分为不同的单元一起考虑，而模拟预应力可以采用降温方法和初应变方法。降温方法比较简单，同时可以模拟力筋的损失，单元和实常数几种即可;而采用初应变又要模拟力筋各处不同的应力时，每个单元的实常数各不相等，工作量较大。所以比较而言，采用整体式时考虑降温方法为宜。

　　主要缺点是建模不便，尤其是当力筋较多且曲线布筋时(可以采用APDL解决);其优点也比较明显：

　　①力筋的具体位置一定，对结构的影响可尽情的考虑;

　　②力筋对混凝土的作用近似的得到考虑(在结点处);

　　③可以模拟张拉不同的力筋，以优化张拉顺序;

　　④不管何种荷载，都是力筋和混凝土共同承担的，可以得到力筋在任何荷载下的应力;⑤可以模拟应力损失的影响。

　　但在后张法中有几个问题是应该考虑的(当然可以不予理睬)：

　　①力筋的滑动问题：在张拉过程中，力筋与混凝土之间没有粘结，存在接触和滑动;而张拉完毕后，一般又都建立了粘结。这个问题可以这样考虑，因为分析总是张拉完毕(哪怕是某一束)，这时显然没有滑动问题了，即可以按有粘结处理;而在荷载作用下有了粘结，自然可以按有粘结处理。但是对于无粘结预应力混凝土和体外预应力混凝土另当别论，体外倒简单，无粘结的曲线力筋则麻烦了;(等效荷载法也存在该问题，但更没有办法考虑)

　　②基本上接着上述问题，大家知道，在张拉完毕后力筋的应力是已知的!(也就是确定的)，在分析时输入降温也是按张拉应力反算的，计算后力筋的应力显然不等于张拉应力!这里有弹性压缩的问题，即降温应该计入混凝土弹性压缩损失，这就比较麻烦(等效荷载法不存在该问题，施加多少是多少?你可以考虑增大一定的比例，然后降温计算，二者相符或差别合适时认可。

　　综上：研究类计算分析，建议采用整体式之降温模拟方法。

　　加个小例子：

　　!简支梁实体与预应力钢筋分析

　　/COM, Structural

　　/PREP7

　　egjx=2e5 !Ey

　　agjx=140 !单根钢绞线面积

　　ehnt=4e4 !Eh

　　xzxs=1.0e-5 !线胀系数

　　yjl=200000 !定义预加力

　　et,1,link8 !定义link8单元

　　et,2,solid95 !定义solid95单元

　　r,1,agjx !定义link8单元的面积

　　r,2 !定义第2种实常数

　　mp,ex,1,egjx !定义link8单元的弹性模量

　　mp,prxy,1,0.3 !定义link8单元的泊松系数

　　mp,alpx,1,xzxs !定义线膨胀系数

　　mp,ex,2,ehnt !定义solid95单元的弹性模量

　　mp,prxy,2,0.3 !定义solid95单元的泊松系数

　　blc4, , ,100,200,3000 !定义梁体

　　/view,1,1,1,1 !定义ISO查看

　　/ang,1

　　vplot !绘制梁体

　　kwpave,6 !工作平面移动到关键点6

　　wpoff,-30 !工作平面移动-30mm

　　wprot,0,0,90 !工作平面旋转

　　v***w,1 !分割梁体

　　wpoff,0,0,-40 !工作平面移动-40mm

　　v***w,2 !分割梁体

　　wpoff,0,40 !工作平面移动40mm

　　wprot,0,90 !工作平面旋转

　　v***w,all !分割梁体

　　wpstyl !关闭工作平面显示

　　nummrg,all,,,,low !整理

　　numcmp,all !压缩编号

　　esize,30 !定义网分时边长控制

　　lsel,s,,,28,38,10 !定义line28和38为新的选择集

　　latt,1,1,1 !定义选择集的属性

　　lmesh,all !对线划分单元

　　allsel,all !新的选择集为所有的实体

　　gplot !绘制所有的实体

　　vsel,s,,,all !定义所有体为选择集

　　vatt,2,2,2 !定义选择集的属性

　　mshape,0,3d !将体划分单元的形状定位HEX

　　mshkey,1 !采用MAPPED划分器

　　vmesh,all !对体进行划分单元

　　finish

　　/solu

　　dl,3,,all !对线line7施加约束(UX,UY,UZ)

　　dl,16,,all !对线line31施加约束(UX,UY,UZ)

　　dl,23,,all !对线line23施加约束(UX,UY,UZ)

　　dl,2,,uy !对线line4施加约束(UY)

　　dl,15,,uy !对线line30施加约束(UY)

　　dl,22,,uy !对线line23施加约束(UY)

　　dk,2,,,,,ux,uy !对关键点2约束(UX,UY)

　　bfl,28,temp,-yjl/(xzxs*egjx*agjx) !对钢绞线施加温度

　　bfl,38,temp,-yjl/(xzxs*egjx*agjx) !对钢绞线施加温度

　　solve !求解

　　finish

　　/post1

　　plnsol,s,z,0,1 !绘制Z方向的应力

　　etable,sigi,ls,1 !定义钢筋单元数据表

　　plls,sigi,sigi,1 !绘制上述应力

　　!finish

　　!/exit,nosav

boomsday

先谢谢你啦。我现在做的不是混凝土结构，而是索网结构，怎么给索加到想要得预应力了？

kkkttt

索预应力的施加可以通过设置初应变或者用降温的方法实现

boomsday

大哥，能否给一个具体的算例？

AaronSpark

　　考虑索预应力的方法有：

　　1，可在real constant定义初应变。但是你必须考虑到预应力损失。对于预应力损失小的结构可能比较合适，但是对于损失比较大的结构，可能与你设想的相差极大。

　　2，采用降温法。其原理和上面的方法本质上是一样的。就是先确定一个处应变，根据热膨胀系数反算出温度差，然后施加相应的温度。同样存在上述的问题。

　　3，采用等效力，先将索用一对拉力代替(拉力值等于索的设计拉力)，算出索两端的变形，然后再确定初应变，可以避免很大的预应力损失。但是，由于结构变形的过程中，索力的角度会发生变化，因此，也有一定误差，但是不大。

　　4，利用apdl语言编写一段程序进行叠带，得到的结果相当的精确。

　　利用4来进行施加索的预应力的，能很好的达到设计拉力，精度在1%之内。(我做的工程总共120根索，单索体系，不是索网)。

　　论坛中也有高手对前面1到3中方法，进行修正的，据说都能达到非常高的精度，但是语焉不详。希望大家能够交流一下具体的做法。使后面作索的兄弟少一点困惑。也是我可以学习大家的先进经验。越具体越好。

　　第三种方法中，先加上一对力可以大致估计出索的预应力损失的应变，在加上索设计应力的应变，就是索的初始应变的取值了。

　　但是这种方法(包括其他方法)的不足之处在与，预先加的力的方向在计算过程中方向是不便的，但是索的方向却是有改变的。这就导致索的拉力方向与你施加的力的方向就有一定的夹角，误差就来自这里。就看与索相连的结构的刚度了。刚度大的话，估计的会比较准。如果刚度很小的话，差距比较大。我做的一个工程，由于刚度比较小，差距在百分之五十左右。不太适用。但是有人用这种方法做的，稍加调整，能达到比较好的效果

　　第四种方法中，至于利用公式叠带的方法，中心思路就是：a=(n1-n2)/e/A+a

　　a是每一步叠带前的初应变，n1是目标力)(设计索拉力)，n2是某次叠带后索的拉力。

　　这中方法精度非常的高，几乎可以达到百分之一百(对于单索体系而言，索网没有试过)。

　　有兴趣的可以用apdl语言编写一段小程序段，非常有用。

　　以下是我做的一个工程用apdl语言编程来调整索的预应力的

　　中间索的编号比较乱，这是因为我是从cad中倒入的模型，没有办法

　　还望谅解。如果索的编号比较有规则的话几行字就能搞定。原理很简单，大家不要见笑。非常实用，精度很高。

　　大家可以交流一下

　　FINISH

　　/POST26

　　!修改稳定索的预应力

　　GOALF=30000 !稳定索的设计预应力f30KN

　　E=160000 !弹性模量1.6e5Mpa

　　*GET,F18601,ELEM,18601,SMISC,1

　　*GET,F19311,ELEM,19311,SMISC,1

　　*GET,F21051,ELEM,21051,SMISC,1

　　*GET,F21053,ELEM,21053,SMISC,1

　　*GET,F21055,ELEM,21055,SMISC,1

　　*GET,R18601_5,RCON,5,CONST,2

　　*GET,R19311_8,RCON,8,CONST,2

　　*GET,R21051_9,RCON,9,CONST,2

　　*GET,R21053_10,RCON,10,CONST,2

　　*GET,R21055_11,RCON,11,CONST,2

　　*GET,A18601_5,RCON,5,CONST,1

　　*GET,A19311_8,RCON,8,CONST,1

　　*GET,A21051_9,RCON,9,CONST,1

　　*GET,A21053_10,RCON,10,CONST,1

　　*GET,A21055_11,RCON,11,CONST,1

　　R18601_5=(GOALF-F18601)/E/A18601_5/1+R18601_5

　　R19311_8=(GOALF-F19311)/E/A19311_8/1+R19311_8

　　R21051_9=(GOALF-F21051)/E/A21051_9/1+R21051_9

　　R21053_10=(GOALF-F21053)/E/A21053_10/1+R21053_10

　　R21055_11=(GOALF-F21055)/E/A21055_11/1+R21055_11

　　FINISH

　　/PREP7

　　R,5,A18601_5,R18601_5

　　R,8,A19311_8,R19311_8

　　R,9,A21051_9,R21051_9

　　R,10,A21053_10,R21053_10

　　R,11,A21055_11,R21055_11

　　FINISH

　　/POST26

　　!修改飞杆索的预应力(element 19309)

　　GOALFFG=40000 !飞杆索的预应力f40KN

　　!弹性模量1.6e5Mpa

　　*GET,F19309,ELEM,19309,SMISC,1

　　*GET,R19309_12,RCON,12,CONST,2

　　*GET,A19309_12,RCON,12,CONST,1

　　R19309_12=(GOALFFG-F19309)/E/A19309_12/1+R19309_12

　　FINISH

　　/PREP7

　　R,12,A19309_12,R19309_12

　　FINISH

　　*do,ii,18486,18532,1

　　/POST26

　　!修改飞杆索的预应力(remainder cable)

　　*GET,FTemp,ELEM,ii,SMISC,1

　　*GET,RTemp,RCON,ii-18473,CONST,2

　　*GET,ATemp,RCON,ii-18473,CONST,1

　　RTemp=(GOALFFG-FTemp)/E/ATemp/1+RTemp

　　FINISH

　　/PREP7

　　R,ii-18473,ATemp,RTemp

　　FINISH

　　*enddo

　　总体上误差控制在3%以内。

　　但是，利用了对称，只对一半的得索进行了调整。

　　调整的索的误差控制在0.1%以内。

AaronSpark

　　以下是关于处理预应力的损失

　　ANSYS如何"张拉"一根索?

　　此问题确实是存在的，因为刚张拉后的索力是已知的，即结构变形后该索的内力是已知的(张拉力)，而如果直接施加该张拉力，则是在结构未变形的基础上施加的，故结构变形后，索力发生了变化(不是张拉的数值了)。注意失去的内力不是普通意义上的“应力损失”，一般解决方法有两种：

　　1.采用扩大系数提高初应变的数值，直到所求得的索内力为你张拉的数值;该法需要不断调正初应变，最后得到正确的结果，一般扩大系数为：初施加的力(初应变)/计算后的内力。

　　2.采用生死单元。杀死索单元，直接用荷载P(张拉力为P)施加到节点上，计算;然后激活索单元(初应变=P/E/A,不需增大系数)，去掉所施加的节点荷载，计算。这样你的张拉力可正好施加上，即相当于张拉该索。

　　Q：1. “采用生死单元。杀死索单元，直接用荷载P(张拉力为P)施加到节点上，计算;然后激活索单元(初应变=P/E/A,不需增大系数)，去掉所施加的节点荷载，计算。这样你的张拉力可正好施加上，即相当于张拉该索。"

　　我想问如何将P施加到结点上，索是倾斜的，有两个节点。是在这两个节点沿索的轴向施加吗?这样便涉及到力与两个坐标方向有夹角，请问如何施加。

　　2.施加的力的方向好象不会在结构变形时也发生变化,那这个力的方向是取变形前的还是变形后的呢?

　　3.将索单元杀死,这时候结构的变形还会考虑该索的贡献吗,由于要张拉很多根而且是一根根的拉,单元可以被多次杀死吗?

　　A：楼上两位先生：

　　1.将P施加到结点上，在索端的两个节点沿索的轴向施加。施加方法可以将力分解后施加，也可以旋转节点坐标系施加(可搜索以前的帖子)。

　　2.施加的力(集中)的方向是在变形前，而变形后此力的方向不会改变。这有点误差，但实际结构的变形应该很小，不会影响到你所担心的问题(张拉弦结构没有搞过，是否变形很大?)

　　3.杀死单元，该单元将不提供刚度，但一旦激活该单元，自然也就有贡献了。

　　4.张拉很多索时，既然是一根一根进行的，则可全部杀死索单元，然后通过上述方法逐步张拉全部的索。但为什么会有多次杀死呢?一旦一根索张拉完毕，就是结构的一部分了，而张拉第二根时，就应该对第一根有影响啊(除非你同时张拉所有的索)，或者说张拉第二根后，第一根的索力就不是P1了，这是正确的。

　　为方便理解，上述问题可参看如下命令流文件。

　　!试算扩大系数法，有点愚昧，但数量较少时可。

　　finish

　　/clear

　　/prep7

　　d0=500

　　d1=10

　　p=200000 !N

　　!------------

　　mja=acos(-1)*0.25*d0*d0

　　mja1=acos(-1)*0.25*d1*d1

　　gxji=acos(-1)*d0*d0*d0*d0/64

　　eg=2.1e5

　　et,1,beam3

　　et,2,link1

　　mp,ex,1,eg

　　mp,prxy,1,0.3

　　r,1,mja,gxji,d0

　　r,2,mja1,p/mja1/eg*1.6037

　　k,1

　　k,2,,2000

　　k,3,,12000

　　k,4,-10000,2000

　　l,1,2

　　l,2,3

　　l,2,4

　　latt,1,1,1

　　lesize,all,,,10

　　lsel,none

　　l,4,3

　　latt,1,2,2

　　lesize,all,,,1

　　lsel,all

　　lmesh,all

　　dk,1,all

　　/solu

　　solve

　　/post1

　　pldisp,1

　　etable,ni,smisc,1

　　plls,ni,ni

　　!dmax=73.169

　　!===============================

　　!采用生死单元法

　　finish

　　/clear

　　/prep7

　　d0=500

　　d1=10

　　p=200000 !N

　　!------------

　　mja=acos(-1)*0.25*d0*d0

　　mja1=acos(-1)*0.25*d1*d1

　　gxji=acos(-1)*d0*d0*d0*d0/64

　　eg=2.1e5

　　et,1,beam3

　　et,2,link1

　　mp,ex,1,eg

　　mp,prxy,1,0.3

　　r,1,mja,gxji,d0

　　r,2,mja1,p/mja1/eg

　　k,1

　　k,2,,2000

　　k,3,,12000

　　k,4,-10000,2000

　　l,1,2

　　l,2,3

　　l,2,4

　　latt,1,1,1

　　lesize,all,,,10

　　lsel,none

　　l,4,3

　　latt,1,2,2

　　lesize,all,,,1

　　allsel,all

　　lmesh,all

　　dk,1,all

　　/solu

　　antype,0

　　nropt,full

　　time,1

　　nsubst,10

　　pi=acos(-1)

　　p1=p*cos(45/180*pi)

　　f,12,fx,-p1 !用的分解力方法

　　f,12,fy,-p1

　　f,22,fx,p1

　　f,22,fy,p1

　　ekill,31

　　solve

　　/solu

　　time,2

　　nsubst,10

　　ealive,31

　　fdele,all,all

　　solve

　　finish

　　/post1

　　etable,ni,smisc,1

　　plls,ni,ni

　　!dmx=73.169

boomsday

谢谢，我回去试试看，不懂的话还要请教阿，

boomsday

　　小弟现在要分析一个弦支穹顶(索承网壳)结构，跨度有100米左右，模型差不多建好了，就是索的预应力还是不会加，看了你的回帖，试了几遍还是不会，惭愧。大哥你能不能再指点指点。如果需要的话，我可以把模型文件发给你。