钢筋混凝土特种楼梯非线性有限元分析

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1、第!+卷!第+期长安大学学报!自然科学版"D-2*!+!?-*+!""+年%%月!,-./012-345106710809:;/<9=>!?1=./12@A9;0A;BC9=9-0"?-:*!""+文章编号!%+)%$’’)(!!""+""+$""#!$"&钢筋混凝土特种楼梯非线性有限元分析赵均海#翟慧娟#计!琳#黄!华!长安大学建筑工程学院#陕西西安)%""+%"摘!要!应用有限元分析软件G?@J@对静力荷载作用下的1型悬挑楼梯进行了结构非线性分析$在竖向荷载作用下#当平台板的荷载值增大到"*"")!?%VV!时#结构的变形发生

2、在平台板端部#最大变形值为&*"+#%VV&楼梯跑之间的相互作用使得楼梯在FQT平面F方向有较大的变形#结构的塑性区分布集中表现在结构裂缝出现的位置$关键词!建筑工程&悬挑楼梯&钢筋混凝土&材料非线性&有限元分析中图分类号!U8&#%!!!文献标识码!G!X#)*+)%-3’+)+$%%*%.%)$-)-*/&+&#)&"%(+-*3%+)’#3(%(#)(3%$%&$-+3_QGb,.0$519#_QGIQ.9$L.10#,IH90#Q8G?‘Q.1!@A5--2-349:92B0690;;/906#45106$10809:;/

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6、法主要有空间构架某大学中庭式#层阶梯教学楼#钢筋混凝土悬法和板的相互作用法两种)这两种计算方法将平台挑楼梯是中庭内兼观景的疏散楼梯)该结构是在对板与上(下楼梯段的交接处假设为不动铰支座或固称荷载作用下#上下梯段相等且为变截面厚度平台定支座!即为交线梁"#这种假设并不能完全模拟真板的1型悬挑楼梯#楼梯结构如图%所示)收稿日期!!""#$%%$%)基金项目!陕西省自然科学基金项目!!""&B!%#"作者简介!赵均海!%(+"$"#男#陕西西安人#教授#博士后#博士研究生导师[第+期!!!!!!!!!赵均海!等"钢筋混凝土特种楼梯非线性

7、有限元分析#&%$-f!!Df;%KLK来定义应力应变关系!作为混凝土的本构关系!如图!所示$对混凝土单元采用D-0S9<;<屈服准则和aa破坏准则定义#钢筋的本构关系采用双线性各向同性强化模型$材料参数定义如下)混凝土的弹性模量为&g%"E!#泊松比为"*!#密度为?*VV#&#钢筋的弹性模量为!g%"#!*#g%"=*VV!#泊松比为"*&#密度为)*’g%"#&$?*VV=*VV图%!悬挑楼梯示意图模型网格划分采用自由格式划分!共划分网格的单7*8!悬挑楼梯受力分析元数为)!E"!节点数为!’+!$网格划分及节点如%)&1型

8、钢筋混凝土悬挑楼梯的受力简图在平面投图&"图E所示’其中!!%"和&(!均为节点($影中!可以简化为一个支撑在不同的高度并连接在一起的悬挑板!在剖面图中可认为是上下楼梯板组成的三角形刚接桁架!上楼梯段是承受以拉为主的拉弯"剪扭构件!属于双向偏心受拉