预制混凝土框架结构非线性分析

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1、636·建筑技术第43卷第7期2012年7月·ArchitectureTechnolozvVo1．43No．7Ju1．2012预制混凝土框架结构非线性分析薛伟辰，张斌，姜东升(同济大学建筑工程系，200092，上海)摘要：采用商用软件ANSYS，建立了考虑材料非线性、预制混凝土结构拼缝、预应力以及边界条件等的非线性有限元模型，对预制混凝土框架进行了非线性全过程分析。基于上海旗忠网球中心预制混凝土框架结构模型的单调静力试验，对上述有限元模型进行了验证，有限元计算值与试验结果吻合良好。关键词：预制混凝土框架结构；有限元分析；非线性；试验中图分类号：TU378．4文献标识码：A文章编

2、号：1000—4726(2012)07—0636—04NONLINEARFINITEELEMENTANALYSISOFPRECASTCONCRETEFRAMESTRUCTUICESXUEWei-chen，ZHANGBin，JIANGDong-sheng(DepartmentofBuildingEngineering，TongiiUniversity，200092，Shanghai，China)Abstract：ThenonlinearFEManalysisofprecastconcreteLamestructureswascarriedoutbycommercialsoftwa

3、reANSYS．Thenonlinearbehaviorofmaterials，assemblyofprecastconcretecomponent，prestressing，andboundaryconditionsweretakenintoaccountintheFEMmode1．TestoftheprecastconcreteframestructuresofShanghaiQizhongTenniswasconductedundermonotonicstaticloadstoverifytheabovemodel，andthecalculationswereconsis

4、tentwiththetestresults．Keywords：precastconcreteLamestructures；FEManalysis；nonlinearity；test预制混凝土框架结构的主要优点是整体性好，能的粘结滑移，故本文采用分离式有限元模型。够实现与现浇结构的“等同”设计，而且建筑立面丰富，混凝土采用三维8节点等参元SOUD65单元，其具室内空间大、布置灵活。预制混凝土框架结构的应用范有分析拉应力区开裂和压应力区压溃的能力。每个单围十分广泛，不仅适用于住宅，而且适用于公共建筑。元在8个积分点处进行开裂和压溃的检验，一旦混凝土ANSYS是工程结构领域常用的商

5、用有限元分析软单元的主应力超过了混凝土的抗拉或抗压强度，单元件，目前已在我国的高架预制混凝土桥梁、预应力混凝则被标记为开裂或压溃，且裂缝和压溃区的方向由相土梁、混凝土空心板等有限元分析计算中得到较广泛应的主应力方向确定。钢筋单元采用2节点的LINK8单的应用。本文基于有限元程序ANSYS，建立了考虑材料元，每个节点具有三个方向的自由度。LINK8单元只能非线性、预制混凝土结构拼缝、预应力以及边界条件的承受拉应力和压应力，不能承受弯矩和剪力，但具有塑预制混凝土框架结构有限元模型，开展了预制混凝土性、膨胀、大变形和大应变等功能。另外，为了避免在加框架结构的非线性有限元分析，并通过上

6、海旗忠网球载点与支座处混凝土单元应力集中而造成的计算不收中心预制混凝土框架结构模型试验，对上述有限元模敛现象．在加载点与支座处分别设置了刚性垫块，用型进行了试验验证。SOLID45单元模拟。混凝土材料采用多折线本构关系和随动强化准1有限元建模则，其中应力一应变本构关系按《混凝土结构设计规范》1．1单元和材料的选取(GB50010-2010)取用。SOLID65单元的破坏准则为：ANSYS软件中用于混凝土结构分析的有限元模型一S≥0(式中F为应力组合，S为破坏曲面)，采用主要有整体式、组合式和分离式三种。由于分离式模型Willam&Warnke五参数破坏准则。刚性垫块采用线弹能模

7、拟钢筋的实际分布，且可考虑钢筋与混凝土之间性材料。普通钢筋采用双折线型理想弹塑性模型和随动强化准则，其应力一应变关系为：收稿日期：2012—04—21当≤时，s=(1)基金项目：国家“十二五”科技支撑计划项目(2010BAK69B28)；国家自当s>，时，(2)然科学基金项目(50878167)；住房和城乡建设部研究开发项目(2011一K2—21)：上海市科学技术委员会科研计划项目式中：和分别为钢筋的应变和屈服应变，和(10dz1202200，10dz0583600，10dz0583700)