拱脚嵌固度对钢-混凝土混合排架分析的影响.pdf免费

tⅫi，}：*女＆目＆”qAt±*}**9*目g自 拱脚嵌固度对钢一混凝土混合排架分析的影响 巍潮文： 郑莲琼1 洪方奔2 5 福州大学土木工程学院30002：2福建省机电建筑设计研究院 摘要：刊月有№元分析转件^B^0us65进行7考虐几何非践性后∞a凝i柱Ⅲj采m钢日铳直域拱的 混夸排皋^力和变彤分析计算，计算结果表明，*脚与柱自理想镀接的两杖直线拱考虐n何非拽#后， 拱∞自^$变$均m或*分析的镕￡高1p20％，本i目时女杆T考虐女#拱脚构造的实俸捶_模拟分析， 镕￡表明。时于混＆±＆Ⅱ±采月自自棱直践拱的穗合排策^力和位移，考虑拱脚嵌目度e目非践H舟 析站果R{考虐拱脚嵌目度影响的蹲＆分析结果《要十，目此，摇{考虑拱脚嵌目度影响的拽性分析结 ^进行计走偏安奎的 关键自自妊直巍拱^何非线性嵌目《应【＆目度) 引言 对于混凝土柱顶上采用钢两铰直线拱的捧架(以下简称为混合捧架)，由于结构的位移，特别是 柱顶侧向位移及拱顶竖向位移，在静力分析中其非线性效应(内力和位移的加大)是相当可观的： 但是实际上对于拱脚底板与混凝十|柱预平接的情况，其实际约束介于铰接与刚接之间．这就是所谓 嵌固效应或嵌固度。考虑这一影响，即使按非线性分析，其拱肋内力、拱顶竖向位移和拱肋挠度也 远比不考虑嵌固度时的线性分析结果小．柱顶位移和柱底弯矩也比不考虑拱脚嵌固度时的线性分析 结果小：因此，按不考虑拱脚嵌固度影响的线性分析结果进行设计是偏安全的。 1计算模型简介 图1培出了本文按理想铰接模拟拱脚节点来分析混合排架受力的有限元模型。混凝土柱和拱肋 均采用三节点粱单元(B22)，在满足计算精度的条件下．整个模型共划分为6000个单元。拱脚与混 凝土柱镀接采用连接单元Join模拟，即约束a、b两点的两个方向平动自由度，使其不发生相对平 移，Join连接单元特性如图2所示。 A。妊 ri五翮 围I撤脚枝接檀拟所采用的有限元攮型 舶2“山in”连接单元特性 图3给出了本文考虑拱脚嵌固度影响的混台{{E架有限元分析模型。其中拱脚构造模拟中包括以 F接触问题：(1)锚栓与混凝土柱的接触；(2)拱脚底板与混凝土柱顶的接触；(3)锚栓与拱脚底板的 凝土柱中：(2)拱脚底板与混凝土柱顶接触面采用硬接触“hard”模拟．即当接触面之问的接触压力 为零或负值时，接触面分离．而当两个接触面的单元间隙为零时，接触压力可以无限增长；(3)锚栓 与拱脚底板的界面包括锚杆以及螺帽与拱脚底板的接触，采甩ContactPair项．定义各自接触面， 采用库伦摩擦模型来模拟接触面切向行为，界面摩擦系数取04。(4)钢拱助拱脚与底板采用绑定 约束“Tie”建立二者之间的联系。以上接触设置详见图4示意(本文惜在讨论拱脚嵌固度，图中未 SteclCOnstruct|0n Suppl…，2009 表示抗剪键 ”二t盒避≯6 一 固3考虑擞脚嵌圊度模拟所采用的有限i模型 田4拱辫构遗强接触模拟 模型中所有组件均采用实体单元(C3DSR)，结构的碍格划分如图5所示，其中圈5(b)给出了拱 脚喇格细化示意。阿格划分进行了嘲格收敛性分析，在辅足计算精度要求的基础上，考虑节约计算 C3DSR单元。 (a)整体叫格示意 (b)拱脚月格示意 Ⅱ工Ⅱ工ⅡI凹坐＆IⅡI口§喜 l| 驯 严p啊 2计算结果与分析 采用上述模型对混凝土柱上钢两铰直线拱进行了竖向均布荷载作用下的静力计算，计算简图如 H550x200x5xlO，C30混凝土柱截面400800．柱高华6m。 2 1拱脚与柱硕理想