[发明专利]一种钢筋混凝土细观三维模型建模方法

权利要求书

1.一种钢筋混凝土细观三维模型建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，分别建立混凝土的空间多相细观模型和带肋钢筋三维模型；

所述混凝土的空间多相细观模型为包含骨料、砂浆体以及ITZ区三个部分的混凝土细观模型，其建立方法为：

步骤11，确定混凝土细观模型尺寸和球形骨料的投放区域范围；

步骤12，随机生成分散的骨料空间位置及半径参数，再据此推算出各个骨料球体对应的内、外过渡区及ITZ区域球体半径参数，绘制出骨料核心部分、ITZ区域部件、ITZ外围网格过渡区部件及ITZ内部网格过渡区部件；

步骤13，按骨料投放区域生成砂浆部件的原始区域，切除砂浆部件中预留给钢筋部分的区域，并挖去ITZ外围网格过渡区部件、得到砂浆部件；

步骤14，将骨料核心部分、ITZ区域部件、ITZ外围网格过渡区部件、ITZ内部网格过渡区部件及砂浆部件五个部分按对应的空间位置进行组合，得到混凝土空间多相细观模型；

步骤2，将带肋钢筋与混凝土的粘结界面定义为钢筋平滑表面与混凝土接触面以及钢筋肋部与混凝土接触面两部分，其中，钢筋平滑表面与混凝土接触面设置粘结单元、用于模拟钢筋与混凝土之间的化学粘结力及摩擦力，钢筋肋部与混凝土接触面设置接触对、用于模拟机械咬合力，通过粘结单元和接触对将混凝土的空间多相细观模型和带肋钢筋模型连接形成钢筋混凝土细观三维模型。

2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土细观三维模型建模方法，其特征在于，步骤12中，确定各骨料球体的半径参数、对应的内、外过渡区及ITZ区域球体半径参数后，在每个骨料所在的空间位置对应生成四个共用球心位置半径不同的球体，四个球体采取大球中挖去小球体的方式，得到最内的骨料核心区球体、ITZ内部过渡区球壳、中层的ITZ区域球壳及外围的ITZ外围过渡区球壳；然后将骨料投放区域内所有有效部件对应归并在四个统一的集合中，分别为骨料核心部分、ITZ区域部件、ITZ外围网格过渡区部件及ITZ内部网格过渡区部件。

3.根据权利要求1所述的钢筋混凝土细观三维模型建模方法，其特征在于，步骤12中，在骨料投放区域范围内随机生成各个骨料位置及半径后，判断各个骨料之间及骨料与投放区域边界是否相离。