钢骨混凝土梁抗剪性能非线性有限元分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com江苏建筑2012年第5期(总第150期)钢骨混凝土梁抗剪性能非线性有限元分析陈梁，张南，何露，吴世清(南京工业大学土木工程学院。江苏南京210009；南京润华市政建设有限公司。江苏南京210009)【摘要】文章在试验的基础上，采用有限元软件ANSYS对空腹式钢骨混凝土粱抗剪性能进行了非线性有限元分析。经对比验证，计算结果与试验吻合较好．并从混凝土强度、剪跨比、配箍率及斜向角钢规格角度进行了钢骨混凝土粱抗剪性能的影响因素分析。[关键词】钢骨混凝土梁；非线性有限元；抗剪性能；影响因素[中图分类号】TU375．1[文献标识码

2、】A【文章~']1005—6270(2012)05—0030—04NonlinearFiniteElementAnalysisonShearCapacityofSteelReinforcedConcreteBeamCHENLiang’ZHANGNanHELuWUShi-qing~(1．CollegeofCivilEngineering，NanjingUniversityofTechnology，NanjingJiangsu210009China；2．NanjingRunhuaMunicipalConstructionCo．，Ltd，NanjingJian

3、gsu210009China)Abstract：Basedonthetestresults，nonlinearfiniteelementanalysisonshearcapacityofthesteelreinforcedconcretebeamswerefinishedbyusingthefiniteelementsoftwareANSYSinthepaper．Comparedwiththetest，thecalculationresultsandthetestresultsmatchwel1．Theconcretestrength，ratioofsh

4、earspantodepth，transversalreinforcementratioandsomeotherfactorsaffectingtheshearcapacityofsteelreinforcedconcretebeamwereanalyzedKeywords：steelreinforcedconcretebeam；nonlinearfiniteelement；shearcapacity；affectfactor0前言采用有限元软件ANSYS对其抗剪性能进行了非线性有限钢骨混凝土(SteelReinforcedConefete．简称SRC)

5、结元分析通过选用合理的材料本构关系和材料参数．考虑混构是以钢骨为骨架并在钢骨周围配置钢筋和浇筑混凝土的凝土单元的开裂与压碎．进行精细的映射网格划分．以及设组合结构体系因其充分利用钢与混凝土两种材料性能优置合理的求解控制等．建立可靠的有限元模型并在此基础势．应用日益广泛。钢骨混凝土结构根据内部配钢形式不同上进行了钢骨混凝土粱抗剪性能的影响因素分析(图1)。可分为实腹式和空腹式两大类实腹式钢骨通常采用由钢1钢骨混凝土梁试件参数板焊接拼制成或直接轧制而成的工字型、H型、口字型、十为便于有限元与试验结果的对比分析．现将钢骨混凝字型截面等：空腹式钢骨一般由缀板或缀

6、条连接角钢或槽土梁的试件参数．列入下文的图表中。加载方式为单点集中钢构成空间桁架式骨架与实腹式相比．空腹式钢骨较节省荷载f图21。钢材．该结构形式的配钢率和普通钢筋混凝土结构相比稍2有限元模型建立大甚至基本相当．但其强度、剐度和延性却有较大提高。同2．1单元类型时．空腹式钢骨混凝土结构可以解决粱与柱交叉穿筋的问混凝土采用SOLID65单元．纵筋和箍筋采用LINK8题。目前．对于实腹式钢骨混凝土结构的研究较多，而有关单元．纵向角钢和钢支座垫板均采用SOLID45单元．斜向空腹式钢骨混凝土结构的研究和资料相对较少。采用有限角钢采用可自定义截面的BEAM188

7、单元。元分析钢筋混凝土梁的资料较多_l-21．但采用有限元对空腹2．2材料性质式钢骨混凝土梁进行分析的资料较少．所以开展相关方面[收稿日~]2012．05．15的研究工作具有重要意义[作者简介】陈梁，男，南京工业大学土木工程学院，硕士研究生。本文在2根空腹式钢骨混凝土粱的试验研究基础上，学兔兔www.xuetutu.com江苏建筑2012年第5期(总第150期)当≤时，=肪(2)当8>时，o---f,(3)式中：E为钢材的弹性模量为钢材的屈服应力。2-3建模与网格划分为减少ANSYS的计算量．本文的钢骨混凝土梁模型采用1／2对称模型。建模过程采用“由上至

8、下”的方法，这种建模方法简便直观不易出错。为确保所生成的钢骨单元和混凝土单元均为