在土木工程結構中，最為常用的一種結構形式就是鋼筋混凝土結構，在各類房屋、水壩、橋梁、道路中都有廣泛應用。ANSYS軟件提供了專門的鋼筋混凝土單元和材料模型。本算例將介紹ANSYS軟件分析混凝土一些基本應用。

　　(1) 首先建立有限元模型，這里我們選用ANSYS軟件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，即考慮混凝土開裂后的應力軟化行為，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;破壞準則，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，該屈服面對于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) 最后輸入混凝土的破壞準則，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, 屈服后的切線模量為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，然后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。

　　(14) 完成幾何建模后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) 完成建模后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，設定收斂標準為力的二范數，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時程后處理器，添加時程變量節點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