1 引言
由于钢筋混凝上材料性质复杂，使其表现出明显的非线性行为。长期以来采用线弹性理论的设计方法来研究钢筋混凝上结构的应力或内力，显然不太合理，尽管有此理论是基于人量试验数据上的经验公式，还是不能准确反映混凝上的力学性能，特别是受力复杂的重要结构，必须采用三维钢筋混凝上非线性有限元方法才能很好地掌握其力学性能。利用ANSYS对钢筋混凝上结构弹塑性的仿真分析，可以对结构自开始受荷载直到破坏的全过程进行分析，获得不同阶段的受力性能。
2 模型的建立
2.1 单元类型的选取
2.1.1 混凝土单元
混凝上选用SOLID65单元。SOLID65单元在普通8节点三维等参元SOLID45单元的基础上增加了针对混凝上材料参数和整体式钢筋模型，常被用来模拟钢筋混凝上和岩石等抗拉能力远大于抗拉能力的非均匀材料，可以模拟混凝土材料的开裂和压碎力学行为。
2.1.2 钢筋单元
可采用杆元来模拟纵筋，一般利用空间单元LINK8单元或空间管单元PIPE20建立钢筋模型，与混凝上SOLID65单元共用节点。用COMBINE39来模拟钢筋和混凝上之间的粘结。
2.2 材料本构关系模型
2.2.1 混凝土本构模型
弹塑性本构关系把服而和破坏而分开来处理。根据弹塑性理论建立混凝上的本构关系时，必须对屈服，条件流动法则、硬化法则即塑性模型三要素做出基本假定。ANSYS弹塑性本构关系主要使用Mises屈服准则或Drucker-Prager屈服准则。
2.2.2 混凝土破坏准则
一般强度准则的参数越多，对混凝土强度性能的描述就越准确，多参数模型大多基于强度试验的统计而进行曲线拟合。ANSYS中的混凝上材料特性用改进的William Wamke五参数破坏破坏准则和拉应力的组合模式，其破坏而子午线和偏平而见相关文献。
2.2.3 钢筋本构模型
一般采用双线形理想弹塑性模型，在ANSYS中,钢筋可以选择经典双线性随动强化模型(BKIN)和双线性等向强化模型(BISO)。
2.2.4 本构关系和破坏准则在ANSYS中的实现
在SOLID65单元中实现上式的本构关系需通过定义数据表。对于钢筋材料，定义一个应力应变关系的数据表;而对于混凝土模型，则要定义两个数据表，一个是本构关系的数据表，另一个用于定义混凝上的破坏准则。通过混凝上单元材料特性表定义混凝上的裂缝张开剪力传递系数闭合剪力传递系数、单轴和多轴抗压强度等9个参数，定义混凝上的W illian Wamke强度准则。
2.3 钢筋混凝土结构有限元模型的建立
钢筋混凝上结构的有限元模型可采用分离式、组合式和整体式，各种模式的优缺点见文献。其中整体式是将钢筋分布于整个单元中，并把单元视为连续均匀材料，这类模型假定联结较好，不考虑钢筋和混凝上之间的滑移，通过钢筋和混凝上之间公用节点来实现位移协调。
