利用ANSYS模拟钢筋混凝土梁的影响因素分析.pdfVIP

天津城市建设学院学报 第l4卷 第2期 2008年6月 Journal of Tianjin Institute of Urban Construction Vo1．14 No．2 Jun．2008 利用ANSYS模拟钢筋混凝土梁的影响因素分析 张前进，毛 毳，付守维，马 丽，毕永青 (天津城市建设学院 土木工程系，天津 300384) 摘要：在利用有限元数值分析软件ANSYS模拟钢筋混凝土梁的受力性能时，由于混凝土材料 的非线性，应引入更多的参数．为了保证模拟结果的可靠性，需要根据实际情况对每一个参数 进行调试．因此．模拟分析是一个十分繁琐的过程．文中通过单参数改变法，分析了强化模型、 压碎开关、加栽方式、本构关系和混凝土保护层竖向单元尺寸等参数对模拟结果的影响，从而 得到了一些规律，为类似的模拟分析提供了可靠的参数设置依据． 关 键 词：钢筋混凝土梁；非线性；有限元分析；ANSYS；影响参数 中图分类号：TU375 1 文献标识码：A 文章编号：1006—6853(2008)02—0085—04 钢筋混凝土梁是土木工程行业中应用最广泛的 工程构件之一Il J，它由钢筋和混凝土两种材料组 成．其力学性能的优劣直接影响到整个建筑物的安 全性．数值模拟是目前分析钢筋混凝土梁受力机理 和破坏过程的最好方法．由于钢筋混凝土梁在破坏 时，混凝土和钢筋都达到塑性状态，为了准确模拟钢 图1 几何尺寸 筋混凝土梁在各个受力过程中的受力机理，需要引入 依照 《混凝土结构设计规范》 J，强度等级为 多个参数．参数值的选择对模拟结果的可靠度有着 C25的混凝土，轴心抗压强度． =11．9MPa，轴心抗 至关重要的影响．文中通过单参数改变法，分析了参 拉强度 =1．27 MPa，弹性模量E=30GPa，泊松比 ． 数改变对模拟结果的影响． = 0．2．纵向受力钢筋采用HRB335级，其抗拉强度 ． = 300 MPa，弹性模量 E =200 GPa，泊松比 1 计算模型的建立 = 0_3；架力筋和箍筋采用HRB235级，其抗拉强度 = 210 MPa，弹性模量 E =210 GPa，泊松比 根据已有的实验数据『2J，选用矩形截面钢筋混凝 土简支梁作为研究对象．梁的截面尺寸为180 mmX = 0-3．梁采用两端简支的三等分点对称加载方式． 260 mn．1，跨度为2 800 nffn，净跨为2 700 nffn．纵向 将材料参数、荷载及约束加入几何模型部分后， 受力钢筋为HRB335级2012，架力筋为HRB235 进行网格划分，形成计算模型如图2所示． 级2郝 ，箍筋采用与架力筋相同材质的钢筋．在受剪 段的配筋为 8@100，在纯弯段配筋为 8@180，保 护层厚度取30mnl，混凝土等级为C25．具体尺寸如 图1所示． 采用分离式建模方式『3】，对上述结构进行模拟分 析，即对混凝土和钢筋分别选用不同类型的单元进行 图2 计算模型 模拟：混凝土材料选用 SOLID65三维实体单元；钢 文中假定各种材料之间具有足够的黏结度，不会 筋材料选用LINK8三维杆件单元『4】． 产生相对滑移．这样，钢筋单元与混凝土单