型钢高强高性能混凝土简支梁ANSYS数值模拟分析.pdf

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1、装饰装修天地型钢高强高性能混凝土简支梁ANSYS数值模拟分析陈星河南五建建设集团有限公司河南省450002摘要:对6榀承受相同集中荷载的不同混凝土强度等级和剪跨元需要同时考虑开裂和压碎时，需要缓慢施加荷载。型钢和支座比的实腹式型钢高强高性能混凝土简支梁进行试验，以受力性能垫板采用内置的Solid40单元模拟，该单元不仅可进行弹性、塑性等试验为依据，通过通用有限元程序ANSYS对构件进行相应的非线方面的模拟分析，还可以进行徐变、应力硬化以及大变形等各种的形有限元数值模拟分析，将分析结果与试验结果进行对比分析

2、，用相关分析；纵向钢筋和横向钢筋采用Pipe25单元，不仅可以承受来佐证通用有限元分析程序ANSYS对型钢混凝土试验构件加载拉、压荷载，而且能够同时承受弯曲和扭转等多种荷载，最方便的过程的数值模拟结果是否真实有效，并在此对比基础上进一步分是还能够直接绘制钢筋主应力和等效应力云图。混凝土单轴受压析型钢高强高性能混凝土简支梁的受力机理和力学性能。下的应力应变采用Sargin和Saenz模型。关键词:型钢高强高性能混凝土梁；数值模拟；粘结滑移；非线2.材料模型形有限元分析在进行型钢高强高性能混凝土梁的数值模拟时

3、，型钢以及支座垫板的材料模型可采用多折线性随动强化模型，模拟计算时，单型钢高强高性能混凝土结构是一种优越的新型抗震结构体轴应力-应变关系采用多折线型；纵筋和横向箍筋可采用双线形等系，集合了钢结构与混凝土结构的各自不同的受力优点，不仅能够向强化模型，双线形等向强化模型，顾名思义，双线形和多线形的满足现代结构对使用功能与受力性能以及空间布局等多方面的要区别就是应力应变曲线是两段还是很多段；随动强化和等向强化求，而且具有显著的经济效益和社会效益；但其计算理论尚不够健的区别就是考不考虑包辛格效应。全，通过实验研究

4、来掌握构件性能，不仅耗资巨大且试验数据有时三、ANSYS建模和求解存在很大的离散性。为了能够更准确全面的掌握和了解型钢高强本算例中的型钢混凝土简支梁形状很规则，因此在ANSYS程高性能混凝土结构构件的各种受力性能以及加载特性，可借助非序中采用了映射划分，所有实体单元都是正六面体单元。在加载线性有限元方法进行分析。大型通用有限元分析软件ANSYS在不点和支座处均加设钢垫板，以避免出现局压破坏。另外，在加载点仅在前后处理、模型建立方面能够给使用至提供多种选择外，还在和支座处的网格进行了细分，以考虑应力集中。根

5、据试件几何形运算功能和操作界面方面具有强大的功能，其内含的多种单元类状以及施加荷载的对称性，可取试件梁的一半进行建模分析。在型以及相应的材料模型为型钢混凝土结构有限元数值模拟提供了ANSYS程序中，对于非线性分析，求解步的设置很关键，对计算是理论基础。梁是结构中最重要的横向承重构件，以6榀不同剪跨比否收敛关系很大，对于混凝土非线性有限元分析，在计算时间容许和混凝土强度等级的型钢高强高性能混凝土梁试验为基础，借助的情况下，较多的求解子步或较小的荷载步和一个非常大的最大ANSYS对其受力性能进行深入研究。子步

6、数更容易导致收敛。最后通过可以形成能够反映粘结滑移弹一、型钢高强高性能混凝土梁试件参数簧单元对应面积大小的非线性弹簧单元。该法可实现对构件每个试验中型钢混凝土梁截面尺寸为160mm×280mm，在工字钢下节点和单元的完全控制。翼缘处贴焊截面尺寸为60mm×10mm的钢板，试件配箍率为0.48%，四、计算结果分析在梁端部设置少量抗剪件，抗剪件全部采用φ14钢筋焊接件。试件最终的计算结果表明：ANSYS程序计算的跨中最大弯矩值与截面尺寸以及参数见图1和表1。理论计算值比较接近，即纵筋屈服决定梁的承载能力，压区

7、混凝土表1梁构件参数表的剪断决定梁的最大变形能力，梁的强度仍然由跨中垂直截面弯试件混凝土强度曲强度决定，所以，梁的极限承载能力由梁的斜截面抗剪能力决编号f/MPa型钢剪跨比荷载类型含钢率定，但从实验结果中也可以看出，极限状态下的最大弯矩计算值与cu理论计算值比较接近，模拟结果均比试验的结果偏低，究其原因可181.8Ⅰ14+60×101.01个集中荷载6.14%能是有限元计算模型和试验本身就存在着一些偏差；但与试验值281.8Ⅰ14+60×101.51个集中荷载6.14%比较接近，绝对误差在8%以内，效果比

8、较理想，表明ANSYS分析过381.8Ⅰ14+60×102.02个集中荷载6.14%程中，构件的整体刚度比试验的实际构件要大。481.8Ⅰ14+60×102.52个集中荷载6.14%五、结论581.8Ⅰ14+60×103.02个集中荷载6.14%由试验与有限元分析的对比结果可知，曲线形状能基本反映681.8Ⅰ14+60×101.51个集中荷载6.14%型钢混凝土梁剪切破坏的受力特点，而且荷载-跨中挠度曲线与钢筋混凝土梁的弯剪破