如何用彈性模量等效鋼筋混凝土

① 鋼筋混凝土的彈性模量是多少如果是沒有鋼筋的素混凝土呢

計算公式：

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1、材料的抗彈性變形的一個量，材料剛度的一個指標。鋼材的彈性模量E=2.06e¹¹Pa=206GPa

彈性模量只與材料的化學成分有關，與溫度有關。與其組織變化無關，與熱處理狀態無關。

2、混凝土彈性變形：在單向壓縮（有側向變形）條件下，壓縮應力與應變之比。

3、彈性模量又稱楊氏模量，彈性材料的一種最重要、最具特徵的力學性質，是物體彈性變形難易程度的表徵，用E表示。定義為理想材料有小形變時應力與相應的應變之比。E以σ單位面積上承受的力表示，單位為N/m^2。

② 鋼筋混凝土等效剛度

指的是鋼筋混凝土結構在荷載作用下的整體剛度。鋼筋混凝土結構的等效剛度可以採用彈性模量、剪切模量、柔度等指標來進行描述。其中，彈性模量是最常用的指標之一，用於描述材料在彈性階段內應力與應變的關系，其計算公式為彈性模量=應力/應變。在鋼筋混凝土結構中，彈性模量可以分為剛度系數和變形系數兩種，用於描述結構在不同荷載作用下的整體剛度變化情況。

③ 鋼筋混凝土的彈性模量怎麼算

(1) 首先建立有限元模型，這里我們選用ANSYS軟體自帶的專門針對混凝土的單元類型Solid 65，進入ANSYS主菜單Preprocessor->Element Type->Add/Edit/Delete，選擇添加Solid 65號混凝土單元。

(2) 點擊Element types窗口中的Options，設定Stress relax after cracking為Include，即考慮混凝土開裂後的應力軟化行為，這樣在很多時候都可以提高計算的收斂效率。

(3) 下面我們要通過實參數來設置Solid 65單元中的配筋情況。進入ANSYS主菜單Preprocessor-> Real Constants->Add/Edit/Delete，添加實參數類型1與Solid 65單元相關，輸入鋼筋的材料屬性為2號材料，但不輸入鋼筋面積，即這類實參數是素混凝土的配筋情況。

(4) 再添加第二個實參數，輸入X方向配筋為0.05，即X方向的體積配筋率為5%。

(5) 下面輸入混凝土的材料屬性。混凝土的材料屬性比較復雜，其力學屬性部分一般由以下3部分組成：基本屬性，包括彈性模量和泊松比；本構關系，定義等效應力應變行為；破壞准則，定義開裂強度和壓碎強度。下面分別介紹如下。
(6) 首先進入ANSYS主菜單Preprocessor-> Material Props-> Material Models，在Define Material Model Behavior 窗口中選擇Structural-> Linear -> Elastic-> Isotropic，輸入彈性模量和泊松比分別為30e9和0.2

(7) 下面輸入混凝土的等效應力應變關系，這里我們選擇von Mises屈服面，該屈服面對於二維受力的混凝土而言精度還是可以接受的。在Define Material Model Behavior 窗口中選擇Structural-> Nonlinear-> Inelastic-> Rate Independent-> Isotropic Hardening Plasticity-> Mises Plasticity-> Multilinear，輸入混凝土的等效應力應變曲線如下圖所示。

(8) 最後輸入混凝土的破壞准則，在Define Material Model Behavior 窗口中選擇Structural-> Nonlinear-> Inelastic-> Non-metal Plasticity-> Concrete，設定混凝土的裂縫張開剪力傳遞系數為0.5，裂縫閉合剪力傳遞系數為0.9，混凝土的單軸抗拉強度為3e6，單軸抗壓強度為30e6，開裂軟化參數為1，其他空著使用默認值。其參數具體意義參見《混凝土結構有限元分析》一書。

(9) 接著還要定義鋼筋材料性質。在Define Material Model Behavior窗口菜單中選擇Material-> New，加入新的材料。添加以下屬性：Structural->Linear->Elastic->Isotropic，設定材料的彈性模量為2×109，泊松比為0.27。。進入Structural-> Nonlinear->Inelastic-> Rate Independent->Isotropic Hardening Plasticity->Mises Plasticity->Bilinear，設定屈服強度為310e6, 屈服後的切線模量為2e9。
(10) 下面開始建立幾何模型，進入ANSYS主菜單Preprocessor-> Modeling-> Create-> Keypoints-> In Active CS，輸入以下兩個關鍵點坐標(0,0,0)和(3,0,0)
(11) 進入ANSYS主菜單Preprocessor-> Modeling-> Copy-> Keypoints，選擇剛才建立的兩個關鍵點，延Y軸方向復制0.05，然後再次選擇初次建立的關鍵點，延Y軸方向復制0.5。
(12) 進入ANSYS主菜單Preprocessor-> Modeling-> Create-> Area-> Arbitrary-> Through KPs，選擇關鍵點1,2,4,3，建立第一個面，選擇關鍵點3,4,6,5，建立第二個面
(13) 進入ANSYS主菜單Preprocessor-> Modeling-> Operate-> Extrude-> Areas-> By XYZ Offset，選擇剛才建立的兩個面，設定拉伸的高度為Z方向，距離為0.2，拉伸。完成幾何形體建模工作。得到的幾何體如圖所示。

(14) 完成幾何建模後下面要開始進行網格劃分。首先指定幾何體的物理屬性。進入ANSYS主菜單Preprocessor-> Meshing-> Mesh Attributes-> Picked Volumes，選擇Volume 1（相對小一些的那個），設定物理屬性如下，注意此時的實參數為配筋混凝土。

(15) 同樣選擇Volume 2，設定其物理屬性如圖，注意此時的實參數為素混凝土。

(16) 下面進入ANSYS主菜單Preprocessor-> Meshing-> Size Cntrls-> Manual Size-> Global-> Size，設定單元最大尺寸為0.2。
(17) 進入ANSYS主菜單Preprocessor-> Meshing-> Volumes-> Mapped-> 4 to 6 sided，選擇所有的實體，完成網格劃分。

(18) 完成建模後就可以進入求解步驟。進入ANSYS主菜單Solution-> Analysis Type-> New Analysis，設定分析類型為Static。進入ANSYS主菜單Solution-> Analysis Type-> Sol'n Controls，在Solution Controls的Basic頁面設置預期分析子步數為20步，最小步數為20步，每步都輸出結果。

(19) 在Solution Controls窗口的Nonlinear頁面設置Always iteration to 25 equilibrium iterations，避免不必要的荷載步長折減。點擊Set convergence criteria，設定收斂標准為力的二范數，誤差容限為0.02。

(20) 進入ANSYS主菜單Solution-> Define Loads-> Apply-> Structural-> Displacement-> On Nodes，選擇Node 3、35、16、48，添加Y方向位移約束。選擇Node 35，約束所有自由度，選擇Node 48，約束Z方向自由度。
(21) 下面輸入荷載。進入ANSYS主菜單Solution-> Define Loads-> Apply-> Structural-> Displacement-> On Nodes，選擇Node 75和123，添加Y方向位移荷載，大小為-0.01。

(22) 進入ANSYS主菜單Solution-> Solve-> Current LS，求解當前荷載工況。中間會出現兩次警告信息，點擊繼續執行（Proceed）
(23) 進入ANSYS主菜單TimeHist Postproc時程後處理器，添加時程變數節點75的Y方向位移和Y方向反力。選擇用節點75的Y方向位移為橫坐標，繪制Y方向反力。得到荷載位移曲線如圖。

(24) 選擇ANSYS頂部菜單PlotCtrls->Device Options，在Device Options窗口中設置Vector model (wireframe)為On。進入ANSYS主菜單General Postproc->Plot Results->Concrete Plot-> Crack Crush，得到結構最終混凝土裂縫分布如

④ 鋼筋混凝土的彈性模量E是多少

鋼筋混凝土的彈性模量E，即其在受力時的彈性變形能力，根據《混凝土結構設計規范》GB50010-2002給出的數值有所不同。對於混凝土部分，其彈性模量在C15等級為約5×10^4N/mm^2，隨著強度等級的提高，逐漸增至3.80×10^4N/mm^2，如C70和C80。鋼筋彈性模量則因類型而異，如HPB235級鋼筋為2.1×10^5N/mm^2，HRB335、HRB400、RRB400和熱處理鋼筋均為2.0×10^5N/mm^2。計算彈性模量的方法有兩種，一是通過規范公式（BS/I），另一種是利用等效模量公式（EA=E1A1+E2A2），其中E1代表鋼筋模量，E2代表混凝土模量。

在實際結構中，鋼筋混凝土和純混凝土的彈性模量相近，差別通常在10%以內，且與配筋率相關。而素混凝土的彈性模量主要取決於混凝土的強度等級，從C20到C60，彈性模量范圍在2.0×10^4～3.5×10^4MPa。簡而言之，鋼筋混凝土的彈性模量取決於混凝土和鋼筋的各自特性以及整體配合，強度等級越高，模量也相應增大。

⑤ 鋼筋混凝土的彈性模量e是多少

鋼筋混凝土的彈性模量e一般為20到22MPa之間。關於彈性的詳細情況如下所示：

首先，混凝土的彈性模量會隨著混凝土材料的改變、強度和硬度的提升而變化。在彈性階段，其應力與應變之間是線性關系，可以通過彈性模量這一物理量來衡量其變形能力。鋼筋混凝土中的鋼筋和混凝土是兩種性質不同的材料，因此其彈性模量的確定是一個相對復雜的過程。鋼筋的彈性模量通常為約每秒平方米對應千米級單位數的高數值，遠高於混凝土的彈性模量。

當二者結合形成鋼筋混凝土時，其彈性模量並不是簡單相加的結果，而是受到多種因素的影響。不同強度的混凝土和不同類型的鋼筋組合會影響最終的彈性模量值。此外，環境條件如溫度、濕度等也會對彈性模量產生影響。因此在實際工程中，通常需要通過試驗或查閱資料來選取適宜的彈性模量值作為設計和計算的依據。

實際操作中要考慮多方面因素結合項目的實際使用要求和材料進行科學決策以保證建築的安全和性能達標。需要注意的是該答案只是一個大致范圍在實際工程中應綜合考慮各種因素以獲得准確的彈性模量值。如需准確數值請結合工程實際並參考相關文獻資料進行判斷和操作以保障工程的准確性及安全性。更多相關信息可以進一步咨詢專業材料力學研究人員以獲得更多專業解答。

⑥ 鋼筋混凝土的彈性模量

由於鋼筋混凝土來中鋼筋含量較自少（一般配筋率僅百分之零點幾至百分之幾），因此，一般情況下可近似用混凝土的彈性模量來代替鋼筋混凝土的彈性模量。若需要用到精確的鋼筋混凝土彈性模量的話，可按鋼筋與混凝土各自截面積的權重進行計算。

根據《混凝土結構設計規范》GB50010-2002的規定：
混凝土的彈性模量（×10^4N/mm^2）為：
C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80
2.20 2.55 2.80 3.00 3.15 3.25 3.35 3.45 3.55 3.60 3.65 3.70 3.75 3.80
鋼筋的彈性模量（×10^5N/mm^2）為：
HPB235級鋼筋：2.1
HRB335級鋼筋、HRB400級鋼筋、RRB400級鋼筋、熱處理鋼筋：2.0
消除預應力鋼絲（光面鋼絲、螺旋肋鋼線、刻痕鋼絲）：2.05
鋼鉸線：1.95