ANSYS在组合扁梁承载力性能研讨中的应用34.ppt

ANSYS在组合扁梁承载力性能研讨中的应用; 1 前言 钢—水泥组合梁的水泥楼板闲置在钢梁的上翼缘上，经过栓钉剪力连署件将钢梁和水泥焖面板连成群体而并肩办公，水泥楼板既承担竖向荷载，又作为组合梁的翼缘参加梁的受力，使梁由纯钢梁受弯状况变更为水泥受压和钢梁受拉状况，因此达到达充分利用材料的目标。近年来，为了减低结构的高度，又充分思索问题楼盖对梁刚度的增强效用，显露出来了将水泥楼板安放在钢梁的下翼缘上的组合扁梁，如图1 所示。 组合扁梁楼盖由钢梁和预制钢筋水泥空心楼板组成，那里面预制钢筋水泥楼板搭在钢梁的下翼缘上。加配横向钢筋和钢丝网是为了保障在扁梁达到强度极限状况之前不发生水泥板纵向剪切毁伤，剪力连署件是保障剪力管用地传交及重叠板并肩办公。组合扁梁受力比较复杂，很难用解析办法求其非常准确解。本文认为合适而使用有限元剖析软件ANSYS对简支组合扁梁、;悬臂组合扁梁和框架组合扁梁的承载力、刚度和延性等特点标志施行了研讨，并与足尺尝试最后结果施行了比较，吻合令人满意。 2 组合扁梁承载力剖析办法 ANSYS 以比较完备的有限元理论为根据，有坚强雄厚的非线性剖析功能，可以处置水泥梁中配备布置钢筋、水泥的出现裂缝和压溃等复杂问题，用于施行尝试仿真剖析十分便捷。本文的有限元剖析，主要用到ANSYS 供给的线单元和块单元两品类型：LINK8，SOLID45 和SOLID65。LINK8 单元摹拟钢筋的受力事情状况；SOLID45 单元摹拟钢梁的受力事情状况；SOLID65单元用于摹拟水泥板型。额外，对于组合扁梁，尝试表明钢梁与水泥之间的滑移可以疏忽，所以钢梁与水泥之间连署可以认为合适而使用共用节点以使其并肩协调。 水泥的抗拉强度十分低，在加载开始的一段时间就要出现裂缝;，能否准确地摹拟水泥的出现裂缝是计算最后结果是否非常准确的关键。本文认为合适而使用单元死活来摹拟水泥的出现裂缝，其基本思想：假如水泥出现裂缝，就如果其对结构的刚度和承载力的贡献可以疏忽，在建模计算时，可以疏忽这些个单元。结构剖析的有限元板型的单元是不确认的，是动态的，受其受力状况而变更的。在计算剖析中，依据ANSYS 计算出来的应力和应变，把满意出现裂缝条件的单元杀害，让其退出办公，而后按新的板型从新计算，这么反反复复迭代，一直到相邻两次迭代最后结果相差在可接纳的范围内即可休止计算。剖析中，需求注意的是：对于节点，与其连署的全部活单元被杀害往后，该节点成为一个漂移的节点，具备浮动的自由度数字。在一点事情状况下，需求约束住这些个不被拿获的自由度以减损要求解方程的数量，并避免显露出来位置不正确。不过，在从新拿获与其衔接的单元时要依;据事情状况删去这些个人为给予的约束。额外，在检查最后结果时，尽管其对刚度矩阵的贡献被疏忽了，但因为杀害的单元仍在板型中，其最后结果仍里面含有在单元显露和最后结果输出列表中，在单元显露和其他的后处置操作之前，需用挑选功能摈除这些个没有被拿获的单元以便捷查问处置。 3 计算参变量及计算板型 简支、悬臂和两端固支三种不一样边界条件的组合扁梁跨度作别为4000mm、4000mm 和1500mm，对其作别树立了ANSYS 有限元板型，并施行了计算剖析。在有限元剖析中，假定钢材各向同性，弹性模量取.3MPa，泊松比取0.3，品质疏密程度取7850kg/m3。在材料非线性剖析中，认为合适而使用到现在为止非线性剖析中等用的Von Mises 等向巩固准则，钢材本构关系取双直线板型，即起初弹性模量取.3MPa，进入了范性巩固阶段切线;模量取750MPa，钢材屈挠强度取397.75MPa；钢筋取理想弹范性板型，起初弹性模量取2E5，进入了范性巩固阶段切线模量取0；BL1、BL2 和BL3 梁的水泥的压溃强度作别为37.7、47.2 和41.3MPa。以上数值均与尝试的标准试样的测得数值相吻合。 全部的实体单元均为8 节点的长方块，主要处于以下两个端由：（1）单元的式样过于奇异（如存在太大或太小的内角等）会影响计算最后结果的非常准确度，认为合适而使用照射网格，各个单元均为长方块可以增长计算精密度，以较少的单元取得比较满足的最后结果。（2）每个单元均为长方块，易于分层，这么摹拟水泥出现裂缝的效果比较自由网格的三边形单元要好的多，也更近实际事情状况。区分清楚好往后，认为合适而使用“Merge”或“Glue”等指示把板型各局部连成空间的一个群体，保障单元之间的位移协;调。对于尝试研讨的组合扁梁在高度方向共分17 层，上下翼缘各分2 层，长度方向每100mm 分1 段。剖面的单元区分清楚见图3，建好的板型如图4～图6。加载认为合适而使用位移加载形式，即在加载穴施加足够大的位移，一直到构件绝对毁伤，其约束条件的设置和尝试绝对相同。计