耗能支撑危险截面的有限元分析.pdf

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1、王永贵：耗能支撑危险截面的有限元分析耗能支撑危险截面的有限元分析*王永贵(河南理工大学土木工程学院，河南焦作454000)摘要：应用ANSYS分析软件对T型截面防屈曲支撑进行单调荷载作用下三维有限元模拟，在模型中钢芯和混凝土之间采用接触单元，混凝土与钢套筒之间完全粘结。通过有限元模拟分析可知：当T型截面防屈曲支撑一端施加的面荷栽增加到一定值时，构件应力最大值位于防屈曲支撑钢芯反面截面削弱处，此处是该构件的薄弱位置；构件应力最小值位于防屈曲支撑钢芯连接段反面处，此处是构件最安全位置。模拟分析与试验结果

2、表明：T型截面防屈曲支撑最危险截面出现在加栽端过渡段与工作段的连接处，该处可作为设计防屈曲支撑的控制截面。关键词：防屈曲支撑；结构；模型；荷载STUDYoNTHEKEYSECTIoNoFBRBWITHANSYSSoFTWAREWangYonggui(SchoolofCivilEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，China)ABSTRACT：ThepapersimulatestheworkingprocessofTsectionbu

3、ckling—restrainedbrace(BRB)undermonotonic1oadingwithfiniteelementsoftwareANSYS，AcontactelementiSusedbetweenthecoresteelmemberandconcreteinthemodel，andafullbondiSformedbetweentheconcreteandthestee1sleeve．OnthebasisoftheanalysisofANSYS，itisknownthatthewe

4、akestsectioniSonthereversesideofTsectionBRBsteelcore：thesafesectioniSonthereversesideoftheconnectionsectionofTsectionBRBsteelcorewhenthearealoadiSincreasedtOacertainvalue．TheresultsbvANSYSandtestshowthattheweakestsectionofTsectionBRBiSontheiunctionofth

5、etransitionsectionandtheworkingsection，whichiStheweakestonetOdesigntheBRB．KEYWORDS：buckling—restrainedbrace；structure；model；load由于防屈曲支撑技术成熟较晚，我国(特别是大liam—Warnke五参数强度破坏准则_3；单轴峰值压陆)使用这种构件的结构技术也处在消化吸收阶应力fc一30MPa，峰值压应变￡。一0．002，初始弹段_1]。在我国的国家标准、行业标准中，虽然结构减性

6、模量E一3．0X10MPa，泊松比0．2。震技术已纳入其中，但是对使用防屈曲支撑的结构1．1混凝土材料的本构关系设计方法、构造技术等方面需要补充和完善，许多问混凝土材料的本构关系采用现行国家标准GB题需要深入研究。尝试使用国产量大面广的热轧角50010—2002(混凝土结构设计规范》中兼顾低、中、钢研制组合热轧双角钢T型截面防屈曲支撑的可高强度混凝土特性的抛物线一矩形状应力一应变曲能性。本文以通用有限元软件ANSYS为平台，采线，如图1所示，其表达式为：用APDL语言进行二次开发，编制模型生成、加载

7、—Jc[一(一)]和后处理的各个程序模块，在分析过程中采用单调加载的方式对构件进行加载，对构件进行静力分析l厂ceo≤e≤e并发现构件的薄弱环节，为试验设计提供一些参考。1．2钢筋材料的本构关系钢筋的应力一应变关系如图2，其表达式为：1材料的定义(2)本文的研究涉及钢材和混凝土两种材料。钢材取用Q235，为理想的弹塑性材料，采用VonMises屈服准则和随动强化准则【2]，弹性模量E。一2．O6×*2006年度国家自然科学基金资助项目(50678013)。1OMPa，泊松比0．3。混凝土采用VonM

8、ises屈服作者：王永贵，男，1977年出生，硕士。Email：wangyonggui@hpu．edu．cn准则、相关流动法则、多线性随动强化准则和wi1一收稿日期：2009—11—2OStee1Construction．2010(4)，Vo1．25，No．13237科研开发混凝土单元，该单元可以综合考虑包括塑性和徐变引起的材料非线性、大位移引起的几何非线性、混凝土开裂和压碎引起的非线性等多种混凝土的材料特性。它是在三维空间八结点实体单元Solid45的基础上，增加了