ANSYS模拟预应力沿程损失的方法

在做ansys三维预应力钢筋混凝土结构的分析中，预应力损失是个不是很容易解决的问题。这里有两方面的考虑：

首先，模型建立起来、加载以后，由于发生了单元变形，预应力单元的空间位置也有所变化，这会导致在控制张拉力作用下，预应力钢筋单元中的实际应力达不到控制应力。且这部分不该损失的预应力，数值上是不好控制的。为了解决这个问题，一些文献中采用的方法，是逐步提高张拉力，直到计算结果显示钢筋中的预应力与控制应力基本一致。

另一个问题是，即便将钢筋中的应力调整到张拉控制应力也不对，因为实际结构中会有预应力损失的，而且对于曲线预应力钢筋来说，沿程的预应力损失是不一样的，这一段应该如何模拟呢？

其中预应力损失值由以下部分组成：
① 预应力钢筋与管道壁之间的摩擦产生的损失1 ；
② 锚具变形、钢筋会所和接缝产生的损失2 ；
③ 混凝土加热养护时，预应力钢筋与台座之间的温差产生的损失3 ；
④ 混凝土的弹性压缩产生的损失 4；
⑤ 预应力钢筋的应力松弛产生的损失5 ；
⑥ 混凝土的收缩徐变产生的损失6 。

根据实际工程情况，后张法预应力施工中的损失③不参与计算，考虑钢筋与混凝土单元共同作用的有限元分析中，已经通过混凝土单元的计算包含了弹性压缩与收缩徐变两种情况，故在预应力损失计算中略去损失④ 和⑥ 。于是，永存预应力可简化为下式：

其中，预应力损失根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)相关条款进行计算，对上进行折减。利用ANSYS进行空间预应力钢筋沿程变化应力的模拟，其主要步骤如下：
① 通过用户事先指定的选择集，选择需要施加预应力的钢筋线组。
② 对线组中，单根预应力钢筋中的每一个线段，记录其两端结点i和j的编号以及改结点在整个钢筋中的几何位置，保存到数组。
③ 通过结点的位置，根据《规范》中指定的预应力损失计算公式，得到结点i和j处的有效控制应力和，则i-j之间线段所属单元的永存预应力即为：

④ 采用线性差值公式，得到每个单元的永存预应力：
⑤ 将永存预应力换算成温度荷载，施加到预应力钢筋模型中。