在ABAQUS中砌体结构如何建模，砌块之间如何选择连接属性

huojindong

首先总结有关砌体结构的帖子：

1， 砌体和砂浆可以有tie连接。不足：tie连接，可能刚度过大，而且砂浆很薄，绑定接触从面和主面的连接在一起，自由度将完全一致，分析过程中不会发生改变，与实际有些不符合，实际沿着砌块之间的连接缝方向的剪力过大，砂浆与砌块之间产生过大切向位移，可判断材料（粘结）失效。另外，将砂浆单独定义实体，赋予材料特性，模拟工作量过大。如果完全不考虑砂浆的存在（因为砂浆的厚度很小），只定义砌块与砌块之间的相互作用，是不是可行呢？

2，采用类似粘结滑移单元的东西连接，如link单元，然后设置它的空间方向力学特性，比如弹簧一类。由于没用过link单元，不敢乱说。猜测，难道link单元是把一块砖当做一个Element,使得这些element相互之间具有某种接触特性，另外在设置法相的和切向的一些约束等

3,用弹簧单元，设定弹簧的刚度。在CAE中是可以定义弹簧单元，用spring2单元，建模时候认为砌块之间就像是弹簧在里面压着一样，就是砂浆成了弹簧，但是不易模拟出出砂浆的材料特性，（非线性应力应变关系，虽然可以在inp中添加关键词ELEMENT, TYPE=SPRINGA来模拟弹簧的非线性位移-力曲线，好像是折线不是光滑的曲线），迷惑的地方：相邻的砌块之间都定义弹簧连接，太麻烦了吧，选点会把人累死的，因为很难选中。
试了一下弹簧单元，感觉模拟砌体结构不靠谱，或许我处理的不好。
4,Cohesive单元，感觉是可以的，因为一般式胶泥材料的屈服或破坏在前，砌块破坏在后，刚好符合Cohesive单元Cohesive单元中的Continuum-based modeling。没用过，希望高手可以介绍一下。
本人的想法是砌体结构，至少应该把砖砌体和砂浆区分开，他们之间的接触也应该有限制的，可以合适的单元类型来处理两种材料之间的连接。
总问题：砌体结构怎样建模？不用二次开发，求最理想的模拟方法
小问题：
1，如图砌体结构应该选择什么样的单元类型？
2，砂浆和砌块之间怎么处理接触关系？
3，砂浆和砌块的本构关系如何考虑塑性阶段，按照混凝土损伤塑性模型concrete damaged plasticity处理吗？
4，cohensive单元是否可以解决砌体结构的模拟，该怎么处理呢？（没接触过cohensive）
望智者释怀若谷，不胜感激。若能帮助讨论解决，一定记住，将来有难题了，也一定帮助解决
亲，请不要灌水，也希望版主给回答并有助于解决问题的热心人加积分 （版主能否将本贴移到高级讨论区，这方面问题暂时还没找到有人总结过）

                    











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应lz要求，移动到高级区继续讨论
                          by zsq-w

caoxiaoluo

楼主我有一份实例操作过程是模拟一片砌体墙片的滞回实验，在附录2中有详细的砌体墙所采用的材料参数，如果对你有用分点仿真币用用吧，嘿嘿！

lq315623043

很有意思的问题，我也关注一下

huojindong

能分享一下自己对砌体建模的方法，也非常欢迎
感觉如果用绑定约束，处理砂浆和砌体的接触，不如直接创建整体实体，然后划分出砂浆和实体区域，在不同的区域赋予不同的材料属性，只不过砂浆所在的区域在划分为网格的时候要更加细化，不过也有高人为砂浆选择壳单元类型，没仔细研究过，不敢乱说。

huojindong

没有人发言，还是我自己总结一下最近自己的心得，可能只能作为砌体结构非线性模拟的一种思路。
一：砌体非线有限元在有限元模型、本构关系、破坏准则、裂缝的处理、刚度矩阵的变化、残余应力的释放等方面都和混凝土有很大不同，我想这些是建模时候应该考虑的。
二：砌体是由砌块和砂浆组成的二相复合材料, 对其进行有限元分析常有两类模型:分离模型和整体模型。
三：分离模型即是将砌块和砂浆分别建模, 可采用两种处理方式:一种是不考虑砖与砂浆之间的粘结滑移,将砌块与砂浆接触面的所有节点自由度耦合在一起; 另一种是考虑砖与砂浆之间的粘结滑移, 将砌块与砂浆通过接触单元或非线性弹簧单元联系在一起。对于这方面的例子很少，接触面的水平粘附强度常常难以得到,不易实现，还在探索中。
四：整体建模将砂浆和砌块作为整体考虑,连续体单元的材料参数可通过以下 3 种方式获得:一试验实测;二规范取值,规范无时则根据现有的砌体本构关系和材料性质的有关研究选用。
五：两种建模方法各有优缺，分离模型可模拟砌块与砂浆之间的作用和砌体破坏机理, 适于模拟小型砌体的破坏行为,但计算量大,建模繁琐。整体连续体模型适于分析大规模的墙体, 但对于详细的应力分析和理解砌体多样的失效机理却显得不足。
六：最后，砂浆，砌块，砌体（整体）各自的本构关系也是不易抉择的。砂浆研究的较多，而砌块，砌体由于种类繁杂，理论支持少，虽有研究但是提供的数据都不足，因此需要试验来帮助解决。提供几篇有价值的参考论文《砌体结构基本受力性能的研究》《水泥砂浆材料的静动态应力应变关系研究》《砌体受压本构关系模型的研究》
以上内容是参考ansys处理砌体结构的经验，和一些论文上的研究方法。对于具体的abaqus建模方法还在探索中，寻找最好，较精确的途径。也希望有经验的能够各抒己见，分享与大家。

sdf802

     结合本人使用abaqus的经历，个人认为建立整体模型，然后通过划分砌块和砂浆部分，分别赋予相应的材料属性，如此模拟砌体结构比较接近实际，也更容易收敛，但前提是需要通过实验取得砂浆和砌块的弹性模量、泊松比以及摩擦系数。

niantansuxing

砂浆类似于混凝土的方向性，砌体则是脆性断裂材料，局部的砌体结构分析，可以分别采用类似于混凝土的断裂材料模型和弹性断裂材料模拟。

chenmiinggao

abcdzhaoshuqin

以上各位到底有没有人用ABAQUS建成砌体结构房屋模型的啊，我现在也在建砌体结构模型用ABA，希望交流一下啊

申深

哪位有详细的砌体本构模型啊？急求~~！我采用的是整体式建模。

0903303017

我也要 谁有发上来哈

dourianmi520

我现在做的是砌体的离散模型，直接做的接触分析，效果很不理想，我打算改做粘结单元，不知道可不可行啊？还有就是塑性损伤模型，我研究了好久，参数很难确定。有没有什么高见？不胜感激。

dourianmi520

我的论文主要是做砌体的理论分析，现把我的心得体会写下来，以供参考，虽然当今搞砌体的人越来越少了，但是还是不能忽视。
砌体是由砖和砂浆组成的复合材料，虽然砖的种类繁多，但是通过简单的基本力学性能试验还是可以知道它的各项力学指标，但是难点就在于砂浆，砂浆的本构关系研究较少，而且试验的下降段难以获得。在对砌体建立离散模型时，砂浆非线性的处理是难点。关于ABAQUS建模我一直在研究，没有进展。
砂浆一般可以作为接触单元或非线性弹簧，国外很多学者建立interface单元代替砂浆，有有厚度的，有没有厚度的，将粘结滑移本构赋予到interface单元，一般考虑使用摩尔库伦准则及最大拉应力准则来分析砖和砂浆的粘结滑移。有兴趣的可以看lourenco的论文，他对这方面研究的很深入，还有国内的王述红，把砌体看做由砖和砂浆以及他们之间的粘结带这种三项复合材料，引入损伤来研究砌体的裂缝扩展，可惜是他自己编程得出的开裂图，我们也只能欣赏他的结论，没办法自己操作，毕竟自己编程难度较大，真的希望现有软件能够满足那就好了。

水瓶盖

caoxiaoluo 发表于 2012-3-20 09:25
楼主我有一份实例操作过程是模拟一片砌体墙片的滞回实验，在附录2中有详细的砌体墙所采用的材料参数，如果 ...

下载了。。。打不开。。。。  一打就死机。。。

水瓶盖

水瓶盖 发表于 2012-3-20 09:48
下载了。。。打不开。。。。  一打就死机。。。

饿。。。重新下载了下 打开了。。。。

dourianmi520

看过您的帖子，发现您考虑问题好全面，思考的也有深度，佩服佩服。还是关于砌体建模的问题，请教下，砖和砂浆采用通用接触分析，设置正向和切向的接触属性。您觉得可行么？我调试了很久了，结果都不太满意，我不知道是自己能力有限还是这个方法根本行不通。

米兹ON

学习学习

huojindong

caoxiaoluo 发表于 2012-3-20 09:25
楼主我有一份实例操作过程是模拟一片砌体墙片的滞回实验，在附录2中有详细的砌体墙所采用的材料参数，如果 ...

谢谢，不过你还是没有解决问题，再等等，也许会有更好的答案

jiuquan

本人也在做一个关于砖混建筑的课题，由于要做整个建筑的模型，细分到砂浆和砌块的程度应该有些过了吧？然而若是将二者均匀化，选用什么样的力学模型比较好呢？（目前使用的是混凝土塑性破坏，还未提交分析进行计算）

zhongnanxian

小弟建了一个abaqus群：235795382，希望大家来交流，最好结构方面的，搞砌体，混凝土的！也希望大家一起学习交流