2025年钢筋混凝土梁受弯分析.pdf

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好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。——《中庸》

钢筋混凝土梁受弯分析











姓名
学号
班级


2025 年 11 月


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天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。——《周易》
目录
一、问题描述 ...................................................................................... 2
二、实体建模 ...................................................................................... 2
..................................................................................... 2
..................................................................................... 2
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..................................................................................... 3
5 约束施加 ..................................................................................... 4
三、结果分析 ...................................................................................... 4
四、附录 ............................................................................................. 5












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天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。——《周易》
一、问题描述
钢筋混凝土梁承受弯曲荷载，分析其变形和应力。梁长 1350mm，宽
150mm，高 300mm,左端对称约束，距离右侧 75mm 约束 X和 Y，距离右
侧 600mm 处施加 Y向位移 -5mm，求解并观察其应力和裂纹分布。
二、实体建模

Mat 1 拉筋 E=2e5 V=，屈服应力 350MPa，TM=0
Mat 2 压筋 E=2e5 V=，屈服应力 200MPa，TM=0
Mat 3 混凝土 E= V=, 型号 C20
Mat 4 箍筋 E=2e5 V=，屈服应力 200MPa，TM=0

1） beam 188 截面为圆截面，尺寸如下
ID1 ，d=18mm
ID2 ，d=8mm
ID4 ，d=4mm
2） Solid 65
3） Plane 182

采用三维实体建模，混凝土选用solid65单元，钢筋选用 beam188 单元，
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为天地立心，为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平。——张载
模型如图 1 所示


对拉筋划分合适的网格，在划分网格时候选择对应的材料Mat1，然后用同
样的方法对压筋划分网格，拉压筋划分网格必须每隔 75mm 划分一个，因为箍
筋的排列间距为 75mm，这样能够保证箍筋和拉压筋在同一个位置能够完全吻合。
划分混凝土网格时，先对其中的一个面划分网格，然后将面沿着 Z轴的一
条直线进行拖拽，拖拽中选择 solid65 单元，完成混凝土网格的划分。
划分箍筋网格，宽度方向划分 6 份，高度方向划分 8 份，选择材料 Mat4 ，
完成后将箍筋连同网格沿 Z轴方向复制 19 次，间距为 75mm。网格如图 2 所示，
（a） （b）
（c） （d）
图 2 钢筋混凝土有限元模型：（a）混凝土；（b）拉筋；（c）压筋；（d）箍筋
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博观而约取，厚积而薄发。——苏轼

5 约束施加
距离右侧75mm 约束 X和 Y，距离右侧600mm 处施加 Y向位移-5mm，左
边施加对称约束。
三、结果分析
对求解选项进行设置，步长设置为40，混凝土问题有可能不收敛，为了能
够尽可能使其收敛， 或者更大，选择 everything, 进行
求解。
结果如下图 3 所示：
（a） （b）
图 3 混凝土梁mises 应力云图 （a）混凝土 mises 应力；（b）拉筋 mises 应力
对结果进行分析和校核，如表 1 所示
表一：钢筋混凝土梁计算结果
结构名称 屈服强度 /MPa 最大 mises 应力 /MPa 分析结果
拉筋 350 341 满足设计
压筋 200 200 满足设计
箍筋 200 200 满足设计
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先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。——范仲淹
混凝土 20 30 不满足设计
最终结果显示，拉筋和压筋的最大应力都没有超过屈服强度， 在线弹性范围
内工作，这符合设计要求，但是混凝土实际最大应力为30Mpa ，而理论设计应
力为 20Mpa，超过了其能够承受的最大荷载，在工程中是不允许的，所以为了
整体结构的可用性，需要提高混凝土强度，可选用C40型号的混凝土。
四、附录
钢筋mises 应力云图







压筋 mises应力 箍筋 mises应力
裂纹分布图
一
级
裂
纹
分
布
图



5
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古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。——苏轼
二级裂纹分布 三级裂纹分布

Y轴方向位移图
命令流
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/COM,ANSYS RELEASE UP20120918 19:17:00 11/03/2014
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