基于ANSYS的SP板极限承载力的非线性有限元分析.pdf

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1、第6卷第2期Vo1．6No．22014年4月Apr．2014基于ANSYS的SP板极限承载力的非线性有限元分析王月邓思华李晨光2(1．北京建筑大学，北京100044；2．北京市建筑工程研究院有限责任公司，北京100039)【摘要】本文运用ANSYS对sP板进行模拟，研究了极限荷载作用下SP板的裂缝、应力和应变，数值计算结果表明运用ANSYS对sP板进行数值模拟是可行的。为以后进行类似相关方面的研究积累了经验，对实际工程中的SP板受力分析有一定的指导意义。【关键词】SP板；非线性；有限元分析【中图分类号]TU312=TU378．5【文献标识码】A【文章编号】1674—7461(2014)0

2、2—0033—上06SP板以其跨度大、受力高、质量保证、安装快捷等优点加之标准化程度高的特性被大量使用于社0．P会各领域的工民建结构中。本文以有限元法为分KL析手段，ANSYS为计算工具，对SP板基本构件进行非线性分析，对其在均布荷载下的受力及承载能力状况进行研究，为异形板、特殊荷载作用下的SP板有限元分析奠定一定基础。：1钢筋混凝土结构模型处理本文采用钢筋混凝土分离式模型对sP板进行图2SOLID65单元模拟：预应力钢绞线材料采用3D杆单元LINK8模钢筋混凝土结构中钢筋与混凝土的滑移及混拟(如图1所示)，混凝土材料采用3D加筋混凝土凝土的徐变和收缩等性质都是由材料本身的非线实体单元S

3、OLID65模拟(如图2所示)。假设两种性性能决定的材料非线性问题。本文以现有的理材料具有良好的附着力，将这两种材料分开考虑求论框架为基础，调整混凝土力学性能参数，从众多解刚度矩阵，使仿真计算结果达到精度高、收敛快理论模型中归纳总结出适合预制预应力sP板结构的良好结果。计算的弹塑性本构关系增量理论来进行ANSYS模拟仿真工作。2有限元模型的建立工程实例：北京某大型家居城跨度9．6m，采用图1LINK8单元大跨预应力sP空心板用作屋面板。工程地处8度【基金项目】北京建筑工程学院“学科与研究生教育一研究生教育一产学研联合培养研究生基地(2012)”经费资助【作者简介】王月(1988一)，男，

4、在读硕士。主要从事建筑工业化方面研究。38-．一l／__一—／

5、{100150位移／ram图21SP板力-位移图图20第一主应力图4结论由图2l中可以看出，当均布荷载值较小时本文以有限元法为分析手段，ANSYS为计算工sP板构件的力-位移曲线基本呈线性增长，各种具，研究了SP板基本构件的承载能力极限状态非材料处于弹性工作{为阶《辐段颦，跨中截面在预应力作用线性问题。对其在均布荷载作用下的挠度、应力、642O8642O下板底边缘处混凝土处于受压状态未出现裂缝，预应力分布及开裂情况进行分析。可以得出使用sP板整体表现出良好的性能。力．位移曲线中ANSYS可以有效对sP板进行仿真模拟分析，为板

6、SP板构件弹性阶段的斜率较大，说明在预应力作面开洞和特殊荷载作用下的sP板有限元分析计算用下sP板的刚度值较大，可以有效抵抗外部荷奠定了基础，为进一步分析提供了有效的手段。载作用，减小构件挠度。随着荷载的增加SP板底部预压应力逐渐被参考文献外部荷载抵消并开始承受拉应力，跨中截面受拉[1]混凝土结构设计规范(GB50010-2010)．中国建筑工业区边缘开始出现裂缝，混凝土开裂，sP板构件拉出版社．2010应力由预应力钢绞线承担，SP板刚度减小，力．位[2]中国建筑标准设计研究院．sP预应力空心板．中国建移曲线斜率变小，挠度值增加速度随着荷载的增筑标准设计研究院．2005加而加快。[3]中

7、国建筑标准设计研究所．sP预应力空心板技术手随着荷载继续增加，低松弛预应力钢绞线继续册．中国建筑标准设计研究院．2005发挥作用承担拉应力，直到构件达到承载能力极限[4]江见鲸．钢筋混凝土结构非线性有限元分析．陕西科状态规定的lo／50(190mm)挠度值而破坏。学技术出版社．1994ANSYS-basedNonlinearFiniteElementAnalysisofUltimateStrengthSPPlatesWangYue，DengSihua，LiChenguang(1．BeijingUniversityofCivilEngineeringandArchitecture，Be~i

8、ing100044，China；2．BeijingBuildingConstructionResearchInstituteCO．，Ltd．，Beijing100039，China)Abstract：ThispaperusesANSYStosimulatetheSPplates，studiesthecrackunderextremeloadsSPplates，thestressandstrain．NumeficMresultssho