ANSYS之DPC模型的钢筋混凝土周边简支板极限承载力分析
我国混凝土立方体标准试件尺寸为150mm×150mm×150mm，用于评定混凝土强度等级，如C40等。棱柱体标准试件尺寸为150mm×150mm×300mm，用于测定混凝土轴心抗压强度。立方体试件因顶面和底面受试验机压板摩擦力约束，使得混凝土处于多向应力状态，所测强度必然大于单轴受压（轴心受压）强度；棱柱体试件的长高比大于等于3时，使得棱柱体中间部分处于单轴受压状态（圣文南原理），从而可测得轴心受压强度。
为了简化和突出重点，模拟用150mm×150mm×450mm的棱柱体试件，上下钢压板与柱体采用共用节点方式（实为摩擦接触）,也可将与钢板接触的两层单元改性（弹性）。采用位移加载，以获得位移曲线的下降段。
1.C20、C40、C60三种材料
混凝土材料参数不同部分Rc，Rt，Rb，Kcm，Kcu，Gft分别如下：
C20 16.7E6 1.54E6 1.2*Rc 0.00147 0.00441 100
C40 26.8E6 2.39E6 1.2*Rc 0.00179 0.00358 120
C60 38.5E6 2.85E6 1.2*Rc 0.00203 0.003654 140
其余参数detc，dett，Oci，Ocu，Ocr，Otr分别为1.0，0.25，0.33，05，0.2，0.15
分别采用DPC HSD2和DPC Rankine HSD2计算，荷载(压力)-竖向位移曲线结果如图1a)所示，图1b)竖坐标为压力/Rc（归一）后的荷载-竖向位移曲线。
从图中可以看出，所有情况都得到了极限荷载，即曲线都出现了拐点并向下有一定的延伸，可以明确确定荷载的最大值。但是，下降段曲线长度不够长，即最终收敛位置不甚理想。
2. C40不同Ocu的计算结果
为了得到更长的下降段曲线，用C40混凝土考察材料参数的影响。
全部采用DPC Rankine HSD2模型，计算表明改变Ocu参数可以得到更长的下降段，当Ocu=0.85时如图2所示。其中两条完美的下降段曲线中(实际计算达到了4mm，可更大)，分别采用了不同的Kcm和Kcu参数，很显然，较小的Kcu参数会提前到达压力峰值；但因剩余强度相同，因此曲线后段基本重合。
命令流如下：
FINISH$/CLEAR$/PREP7
!材料参数(C40)==================
EC=2.55E10!混凝土弹性模量
BOS=0.2!泊松系数
MP,EX,1,EC$MP,PRXY,1,BOS
!混凝土强度参数--------------
!采用混凝土强度标准值FCK和FTK
RC=26.8E6!单轴抗压强度
RT=2.39E6!单轴抗拉强度
RB=1.2*RC!双轴抗压强度
!剪胀系数或剪胀角------------
DETC=1.0!压缩剪胀系数
DETT=0.25!拉伸剪胀系数
!HSD2定义混凝土本构关系------
OCI=0.33!开始硬化时相对应力
OCU=0.85!与KCU对应的相对应力
OCR=0.20!剩余受压相对应力
KCM=0.00179!强度峰值点应变
KCU=0.00358!变点应变
!KCM=0.002-RC/EC
!KCU=0.0035-OCU*RC/EC
OTR=0.15!剩余拉伸相对应力
GFT=120!拉伸比面积断裂能(N/M)
TB,CONCR,1,,,DP
TBDATA,1,RC,RT,RB
TB,CONCR,1,,,DILA
TBDATA,1,DETT,DETC
TB,CONCR,1,,,HSD2
TBDATA,1,KCM,KCU,OCI,OCU,OCR
TBDATA,6,GFT,OTR
TB,CONCR,1,,,RCUT
TBDATA,1,RT
MP,EX,2,2.1E11
MP,PRXY,2,0.3
ET,1,SOLID185,,3
!创建模型=========================
A=0.15$B=A/3
BLC4,,,A,3*A 2*B,A
WPROTA,,-90$WPOFF,,,B
VSBW,ALL$WPOFF,,,3*A
VSBW,ALL$WPCSYS,-1
ESIZE,0.025
VSEL,S,LOC,Y,A/3,3*A B
VATT,1,,1$VSEL,INVE
VATT,2,,1$VSEL,ALL$VMESH,ALL
!施加约束和荷载===================
D0=4/1000!加载位移量
ASEL,S,LOC,Y,0$DA,ALL,ALL
ASEL,S,LOC,Y,3*A 2*B
DA,ALL,UY,-D0$ALLSEL,ALL
/SOLU$ANTYPE,0$ERESX,NO
OUTRES,ALL,ALL$AUTOTS,ON
NSUBST,200,,50$SOLVE
!绘制荷载-位移曲线
/POST26$/GTHK,CURVE,1
/GMARKER,1,1,1
NODE1=NODE(A/2,3*A 2*B,A/2)
NSOL,2,NODE1,U,Y
NSEL,S,LOC,Y,0
*GET,NN,NODE,,COUNT
*GET,NI,NODE,,NUM,MIN
RFORCE,3,NI,F,Y
*DO,I,2,NN
RFORCE,4,NI,F,Y
ADD,3,3,4
NI=NDNEXT(NI)
*ENDDO
NSEL,ALL
PROD,5,2,,,,,,-1000
PROD,6,3,,,,,,1/(A*A)/1E6
XVAR,5$PLVAR,6
从上述计算分析可知，HSD2参数不仅对收敛有影响，对荷载-位移曲线的形态和下降段也有较大影响，工程实际应用时应采用一定的参数分析比较；并且不同受力类型结构（如柱、梁、板等），材料参数的影响程度会有所变化。
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