基于ABAQUS的高强材料外包钢组合连续粱非线性有限元分析.pdf

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1、第40卷第4期建筑技术开发Vo1．40。No．42013年4月BuildingTechniqueDevelopmentApr．2013基于ABAQUS的高强材料外包钢组合连续粱非线性有限元分析王东林石启印(1．镇江城市干道建设办公室，江苏镇江212013；2．江苏大学土木工程与力学学院，江苏镇江212013)[摘要]在高强材料外包钢一混凝土组合连续梁试验的基础上，运用有限元分析软件ABAQUS对8根组合连续梁的极限受弯承载力进行计算机模拟分析。分析结果表明，通过运用有限元软件ABAQUS计算得到的荷载一挠度曲线与试验结果吻合较好，误差基本控制在8．5％以内，如

2、能恰当选择和运用高强钢材与高强混凝土循环本构模型、单元模型及破坏准则，则能较好地提高计算的精度。在实际工程运用时，需要对有限元计算出的结果进行折减，以提高结构设计的可靠度。[中图分类号]TU312．1[文献标志码]A[文章编号]1001-523X(2013)04—0012—04随着高层建筑的迅速发展，外包钢一混凝土理论分析提供一些依据，验证理论分析的正确性。结构作为一种新兴的建筑结构，由于其具有强度本文利用ABAQUS有限元软件对外包钢一高强混高、刚度大、施工方便等显著特点，已广泛应用于凝土组合梁的工作性能进行了非线性有限元分析，工程实践。于仁国¨等通过运用有

3、限元软件通过有限元分析结果更好地研究外包钢一高强混凝ANSYS对钢一混凝土简支组合梁进行非线性分土组合梁的性能。析，得出随着混凝土强度的提高，组合梁极限承载1单元模型及材料的本构模型力和跨中挠度均有所提高，并且因受荷载类型的2．1模型参数不同而改变的结论。而石启印等通过对普通外为研究高强外包钢一高强混凝土组合连续梁的极限受弯承载力，一共对8根试件进行了两跨跨中包钢一混凝土简支梁在施工状态下及在正常使用静力加载。试件的截面尺寸同于HSCB一1(图1)，(组合)状态下的有限元分析，发现在正常使用(组详细参数见表1。合)状态下，组合梁的抗剪承载力试验值大大超过有限元

4、软件的理论计算值。国内外对于组合连续梁的研究较少，而对U形外包钢和混凝土同时使用高强材料尚属首次。本课题研究的高强外包钢一高强混凝土组合梁的性能研究还处于理论分析阶段，试验资料有限，滑移分析理论研究比较复杂，而非线性有限元分析可以排除试验中各种随机因素的干扰，而且不受试件数量的影响，相对于试验研究节省了资图1HSCB一1组合连续梁截面源。为了进一步了解一种新型结构的工作性能，表1试件参数非线性有限元方法提供了一种可靠而又合理的分析方法，可以在一定程度上弥补试验方法和试验试件HSCB．1HSCB．2HSCB．3HSCB4HSCB．5HSCB．6HSCB-7HSC

5、B．8编号成果的不足，同时非线性有限元模拟结果可以为底钢板101010106666收稿日期：2013—01—15厚／ram作者简介：王东林(1967-)，男，镇江人，毕业于东南大学，本科学历侧钢板33336666高级工程师，现在从事土木工程技术与管理工作。厚／mm12第40卷王东林，等：基于ABAQUS的高强材料外包钢组合连续梁非线性有限元分析第4期续表劈裂段。李红给出了粘结一滑移曲线临界点的试件特征值以及能描述粘结应力与滑移关系沿锚固长度HSCB．1HSCB-2HSCB．3HSCB-4HSCB-5HSCB-6HSCB-7HSCB8编号变化规律的位移函数。根据

6、有关文献建议，采用弹负筋簧单元模拟栓钉连接件，抗剪刚度一滑移关系式为：8尘168空168垒168尘168空168空l68空l68空16型号K：18．288p．．eI4·／(1一eI4)混凝土组合梁在外荷载作用下钢梁和混凝土板之间会C60C6OC8OC80C60C60C80C80型号发生分离，即掀起趋势，同时在栓钉内会产生一定拉钢板力，但相对于栓钉的纵向滑移，这种掀起作用对组合型号Q42OQ460Q42OQ46OQ42oQ46oQ42OQ46O梁整体性能的影响较小，而且栓钉内的拉力也很小。又由于有限元分析基于小变形假定，因此建模时直1．2单元类型接将组合梁布置弹

7、簧单元的相邻节点横向与竖向自ABAQUS包括一个十分丰富的、可模拟任意实由度耦合，忽略掀起作用的影响。际形状的单元库，其解决问题的范围从简单的线性2试验概况分析到许多复杂的非线性问题。相应的，它拥有各为研究高强外包钢一高强混凝土组合连续梁的种类型的材料模型库，可以模拟大多数典型工程材极限受弯承载力，一共对8根试件进行了试验。试料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、钢筋混件的截面尺寸同于HSCB一1(图1)，详细参数见表凝土以及土和岩石等地质材料。作为通用的模拟计1。本次试验中的外包钢一混凝土组合梁是新型组算工具，ABAQUS能解决结构(应力～位移)的许多合

8、梁并采用高强材料，根据试验的需要，在试