钢桁架连梁非线性有限元分析.pdf

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1、第38卷第4期四川建筑科学研究2012年8月SichuanBuildingSciencel9钢桁架连梁非线性有限元分析刘其舟，林倩，徐冬晓，邓志恒(广西大学土木建筑工程学院，广西南宁530004)摘要：考虑混凝土和韧性金属损伤塑性模型，对钢桁架连梁的受力性能进行了非线性有限元分析。通过试验研究与理论分析的对比，表明本文的非线性有限元分析方法具有较高的精度。通过本文的参数分析表明：只有在增强弦杆和腹杆的同时使两者相互匹配，才能保证结构承载力和延性的提升，单纯增强弦杆或腹杆可能导致结构受力的不协调，增加直腹

2、杆能有效的提高结构的极限承载力。关键词：钢桁架连梁；非线性有限元分析；极限承载力中图分类号：TU398文献标识码：A文章编号：1008—1933(20l2)04—019—04NonlinearfiniteelementanalysisonsteeltrusscouplingbeamLIUQizhou，LINQian，XUDongxiao，DENGZhiheng(CollegeofCivilandArchitecturalEngineering，GuanUniversity，Nanning530004，C

3、hina)Abstract：Inthispaper，concreteandductilemetalplasticdamagemodelwasconsidered，andnoHnearFEAmethodwascarriedontoana1)zethemechanicalpropertyofsteeltrusseouplingbeam．Throughtheeomparationofexperimentalandtheoreticalanalysisresults，thenonlinearfiniteelem

4、entanalysismethodshowshighprecision．Inthispaper，parameteranalysisshowsthatonlyinstrengtheningchordandwebmemberwhilemakebothmutualmatching，canassureincreasingthebearingcapacityandductilityofthestructure，onlyenhancingchordorwebnlembormaycauseinharmoniousst

5、ructurestress，butincreasinghorizontalwebmembersCanefectivelyimprovetheultimatebearingcapacityofthestructure．Keywords：steeltrusscouplingbeam；nonHnearfiniteelementanalysis；ultimatebeareapaei~0引言1有限单元模型传统的连梁一般采用混凝土结构。通常采用新1．1基本假定型的配筋和结构形式来改善连梁性能。为了从混凝土材料初期按

6、各向同性来考虑，开裂后则根本上克服钢筋混凝土连梁延性及耗能能力的不为各向异性，钢材宏观上可考虑为各向同性；由于剪足，至20世纪90年代起，研究人员开始转向钢结构力墙刚度较大，剪力墙内的钢筋受力较小，钢桁架连领域来寻求连梁解决方案。钢桁架连梁是一种新型梁锚人剪力墙内的长度符合要求，因此假定忽略钢的连梁结构形式，它由上、下弦水平型钢和交叉点不筋、型钢骨架与混凝土之间的粘结滑移影响。整个连接的斜腹杆组成，在地震发生时，斜腹杆进入塑性加载过程中钢筋、型钢骨架与混凝土均能较好的协状态，并呈现反对称反复压缩和拉伸变

7、形，相当于一同工作。被动抗震耗能装置，具有延性好、耗能强的特点引。1．2单元类型国内对钢桁架连梁已有一些研究J，但由于试验成钢筋采用空间桁架单元T3D2；混凝土、加载部本较高，试验数据有限，难以深入、详细的进行参数件和连梁均采用8节点六面体三维实体单元，其中分析。本文考虑混凝土和韧性金属塑性损伤模型，混凝土采用线性减缩积分单元C3D8R，加载部件及在试验的基础上，使用有限元分析软件ABAQUS对连梁采用线性非协调模式单元C3D8I。钢桁架连梁进行仿真分析，模拟了低周反复荷载作用下钢桁架连梁的受力性能，并

8、对影响参数进行了1．3材料本构模型分析，为钢桁架连梁的合理设计方法提供理论基础。混凝土采用损伤塑性模型，材料的本构关系可通过函数进行计算-8j，其损伤指标可反映混凝土在受压、受拉时损伤引起的弹性刚度退化。损伤塑性收稿日期：2011-03—10作者简介：刘其舟(1986一)，男，广西桂林人，硕士研究生，主要从事模型通过定义损伤因子d来反映材料初始(无损)结构工程设计方面的研究。弹性模量E0与损伤后弹性模量E之间的关系，即E基金项目：国家自然科