SRC组合梁剪切裂缝发展的有限元分析.pdf

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1、第38卷第8期建筑技术开发Vo1．38，No．82011年8月BuildingTechniqueDevelopmentAug．2011SRC组合梁剪切裂缝发展的有限元分析木谢剑学丁葆民潘春富周鹏王明志(1．苏州科技大学土木工程学院，江苏苏州；215000；2．苏州市天和工程管理咨询有限公司，江苏苏州；215000)[摘要]采用自行编制的针对组合梁构件的非线性有限元分析程序SRCBNP，模拟了系列试验构件，得到相应的荷载位移曲线和试件裂缝开展过程。与试验结果对比，表明有限元分析结果与试验实测结果吻合较好。[关键词]SRC组合梁；剪切；有限元；非线性；裂缝[中

2、图分类号]TU398．9[文献标志码]A[文章编号]1001·523X(2011)08—0008—03ANALYSiS0lFFEMoNCRACKFoRTIoNANDDEVELoP]ⅥENToFSTEELREINFoRCEDCoNCRETECoMPoSITEBEAMWITHSHEARXieJian-xueDingBao—-minPanChun—fuZhouPengWangMing—zhi[Abstract]Toinvestigatethebehaviorofsteel—reinforcedconcretecompositebeamwithshearsyste

3、matically，thenonlinearfi—niteelementprogramnamedSRCBNPwasadopted．Thespecimensfromthetestwereselectedasthesubjectstobeanalyzed，forminganddevelopmentofcrackandcrushingofconcreteinB1一t．5pweresimulated，theirload—de—flectionbehaviorswasderived．Theresultsshowedthemagreewellwiththetest．[

4、Keywords]SRCcompositebeam；shear；FEM；nonlinear；crackSRC组合梁¨全称(Steel—ReinforcedCon．表明，数值模拟结果与试验结果基本吻合。并进creteCompositeBeam)是由型钢和RC组合而成的一步分析相关参数对构件性能的影响，丰富了一种组合结构构件，由于其具有施工方便、高强、SRC组合梁的研究成果。较优的刚度／重度比和较好的防火性能等优点，使1有限元计算模型其在实际工程中被广泛采用，具有良好的发展1．1计算模型的建立前景。有限元数值模拟过程中，首先提取实际结构的SRC组合梁的试验研究

5、成果较多，由于数值模力学计算模型，这一过程中采用的处理措施关系到拟涉及到钢结构、混凝土等复杂的力学问题，特别是力学模型能否与原型结构基本吻合，以致提取的力混凝土的特性，导致现有商业软件ANSYS，SAP和学模型能否较好反映真实结构的受力性能，必须考ADINA等对SRC组合梁的数值模拟难以取得满意虑实际条件结合理论分析，提出合理、切实可行的力的结果，以致这方面的研究成果数量有限，需要进一学模型。图1为试件结构的有限元计算模型中单元步的研究加以完善。的划分，其中试件加载方式根据试验情况简化；同时本文结合有限元理论和SRC组合梁的相关研考虑试验中组合梁的真实约束

6、情况。究成果¨一，采用作者针对单调荷载作用下SRC组合梁编制的有限元程序SRCBNP，对剪切性能试验一1组试件进行模拟计算，与试验结果对比分析基金项目：江苏省建设系统科技计划项目(JS20042)收稿日期：2011—05一l5作者简介：谢剑学(1972一)，男，湖南郴州人，讲师，国家注册监理工程师，毕业于兰州理工大学，工学硕士，现从事建筑结构方图1有限元计算模型中单元的划分面的科研与教学工作。8第38卷谢剑学，等：SRC组合梁剪切裂缝发展的有限元分析第8期1．2模型相关参数的选取1．0x10／(2．2+34．7)；轻骨料混凝土：=一根据试件设计具体情况，试

7、验研究混凝土分为0．76fo，=0．395f~：，E=2．02P(f~)；试件模．普通和轻骨料混凝土两种材料，其相关材性参数分型其他参数见表1。藕稼别为普通混凝土：=一0．67fo，=0．23y：~’，E=表1试件有限元模型相关参数，铺稼，H挺，H卷研稼2有限元模拟分析求。通过对本文试验所有斜截面试件进行模拟，计由于SRC组合梁结构，其中涉及到钢材、混凝算结果与试验对比如下。土、连接销钉等问题，在程序编制过程中查阅大量的2．1构件荷载位移曲线，秣档数值模拟资料，并结合现有的相关结构材料本构理荷载位移曲线有限元模拟结果与试验测试结果论，在综合分析的基础上提出

8、了合理的简化处理措如图2所示。施，使得程序得以顺利完成，计算结果也