1 基本原理

在Code_Aster中，如果钢筋是嵌入在3D或板壳（DKT）单元中的1D单元，使用DEFI_CABLE_BP/CALC_PRECONT/STAT_NON_LINE组合命令可以进行钢筋上预应力的施加和计算、使用独立于混凝土结构的钢筋结构网格、计算因为摩擦导致的钢筋上的预应力损失。此时钢筋需要使用BARRE（棒状）单元。

2 混凝土钢筋预应力施加

使用DEFI_CABLE_BP命令创建预应力载荷可创建钢筋与混凝土结构之间的连接关系，并根据BPEL或ETCC标准计算钢筋上的拉力载荷。

然后可使用CALC_PRECONT在指定的位置施加预拉力载荷，将前一步得到的预应力作用引入结构分析中，以模拟预应力钢筋对混凝土构件产生的压应力和整体受力影响。

3 材料设定

混凝土材料设定：

MBETON=DEFI_MATERIAU(ELAS=_F(E=30.E9,...),
                     BPEL_BETON= _F(PERT_FLUA = 0,
                                    PERT_RETR = 0),);

PERT_FLUA为蠕变参数，PERT_RETR为回缩参数。

钢筋材料设定：

MCABLE=DEFI_MATERIAU(ELAS=_F(E=200.E9),
                     BPEL_ACIER=_F(FROT_COURB = 3.0E-3,
                                   FROT_LINE  = 1.5E-3,
                                   F_PRG      = 1.94E11,
                                   RELAX_1000 = 0,
                                   MU0_RELAX  = 0),)

F_PRG为摩擦参数。

4 DEFI_CABLE_BP命令

5 两种预应力计算方式

方法一：利用STAT_NON_LINE非线性求解进行计算

chcab=AFFE_CHAR_MECA(...
           RELA_CINE_BP=_F(
                  CABLE_BP=cable,
                  SIGMA_BPEL='OUI',
                  RELA_CINE='OUI'))

RES1 = STAT_NON_LINE(...
           EXCIT=(_F(CHARGE = CLIM,),
                  _F(CHARGE = chcab)),
           ...,)

方法二：利用CALC_PRECONT命令进行计算

chcab=AFFE_CHAR_MECA(...
           RELA_CINE_BP=_F(
                  CABLE_BP=cable,
                  SIGMA_BPEL='NON',
                  RELA_CINE='OUI'))

RES1 = CALC_PRECONT(...
           EXCIT=(_F(CHARGE = CLIM,),),
                  CABLE_BP=cable,
           ...,)

两种方法优缺点对比：

（1）利用STAT_NON_LINE计算预应力

• 实现方式简单
• 无法分步施加预应力
• 施加开始和结束时可能会出现应力损失

（2）利用CALC_PRECONT计算预应力

• 实现较为繁琐
• 可以分步施加预应力
• 施加预应力数值准确