钢筋混凝土纯扭构件的非线性有限元分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com2014年第1期混凝土与水泥制品2014No．11月CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTSJanuary钢筋混凝土纯扭构件的非线性有限元分析刘宝兴，邵永健，杨文成(苏州科技学院，215011)摘要：为研究钢筋混凝土构件在扭矩作用下的受力性能，利用有限元软件ABAQUS建立了3个钢筋混凝土纯扭构件的有F~-,-L模型，分别以截面尺寸和配箍率为研究参数，对其受力全过程进行非线性数值模拟。有限元计算结果表明：截面尺寸和配箍率是影响钢筋混凝土构件抗扭承载力的重要因素，增大截面尺寸可提高构

2、件的开裂扭矩和极限扭矩，增加配箍率可延缓裂缝的发展，提高构件的极限扭矩；模拟得到的开裂扭矩、极限扭矩与GB50O10—2010(~凝土结构设计规范》的计算公式得出的计算值吻合较好。关键词：钢筋混凝土；纯扭；有限元；非线性分析Abstract：Inordertostudythetorsionalbehaviorofreinforcedconcretemembers．threekindsoffiniteelementrood—elswithdifferentparame~rs(includingthesectionaldimensionan

3、dstirrupreinforcementratio、areestablishedtosimulatethepuretorsionofthereinforcedconcretemembersbynonlinearfiniteelementanalysissoftwareofABAQUS．Theresultsshowthatthesectiondimensionandstirrupreinforcementratioarethekey~ctorsforthetorsionalcapacityofreinforcedconcretememb

4、ers．Thecrackingtorqueandultimatetorqueofthememberscanbeimprovedwiththeincreasingofsectiondimension．Thedevelopmentofcrackscanbedelayedandtheultimatetorqueofthemembe~canbeimprovedwiththeincreasingofstirrupreinforcementratio．rfhecrackingtorqueandultimatetorqueofsimulationar

5、eingoodagreementwiththecalculationvaluesgotbytheformulaeofGB50010--2010“codefordesignofconcretestructures”．Keywords：Reinforcedconcrete；Puretorsion；Finiteelement；Nonlinearanalysis中图分类号：TU375文献标识码：A文章编号：1000-4637(2014)01—70—040前言凝土纯扭构件的有限元模型，对其进行非线性有限钢筋混凝土结构的抗扭研究是一个发展相对元分析

6、。较晚的课题，在国外的研究历史并不长，我国也只1钢筋混凝土纯扭构件的试件参数是从20世纪七八十年代才开始进行较为系统的研本文共建立了3个编号为RCB⋯1RCB3的钢究工作。在过去的结构设计工作中，由于钢筋混凝筋混凝土纯扭构件的有限元模型，分别以截面尺寸土结构多采用传统的结构形式，结构的平面及竖向和配箍率为研究参数，对其进行非线性有限元分较规则，相对于结构中的轴力、弯矩和剪力而言，扭析。混凝土强度设计等级为C30，纵向钢筋采用转只是一个次要因素，往往可忽略其对结构的影响HRB400．箍筋采用HPB300．混凝土和钢筋的材料或采用保守的构造

7、措施来处理【。近些年，随着社性能指标均按照GB50010--2010((混凝土结构设计会经济和科技的发展，建筑用的各种材料强度也不规范》网取值，各构件的主要设计参数见表1。断提高，建筑结构向高层、超高层、大跨度方向发展表1构件主要设计参数迅猛，结构的类型和形式也千变万化，各种奇特造型不时涌现，结构的不规则现象愈来愈严重，以及伴随着抗震要求的提高，都使得扭转的作用日益凸显出来。已成为一个不可忽略的重要因素，结构设计人员必须对其予以高度重视，采用合理的设计方法来确保结构的安全。因此，对钢筋混凝土构件的2有限元分析模型的建立和求解受扭性能进行

8、分析和研究有着重要的现实紧迫性．2．1单元类型选择和网格划分同时研究构件纯扭作用下的受力性能，是深入研根据钢筋混凝土结构的特点，对钢筋和混凝土究其复合受扭性能和强度计算的基础。本文利用分别选用不同的单元类型