水平地震作用下钢筋混凝土宽扁梁框架结构空间分析模型合理性探讨

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2007年9月第4卷第3期深圳土木与建筑VOL．4No．3SEP2007水平地震作用下钢筋混凝土宽扁梁框架结构空间分析模型合理性探讨黄志军(香港华艺设计顾问[深圳]有限公司)【摘要】应用钢筋混凝土弹塑性理论和钢筋混凝土非线性有限元分析方法，借助ANSYS软件，对比研究了不同宽扁梁柱节点在不同水平荷载条件下的作用反应。分析表明：进行宽扁梁框架结构空间分析时，可以考虑各方向的水平地震作用主要由该方向的抗侧力构件承担而不考虑另一方向抗侧力构件的影响。【关键词】宽扁梁框架结构弹塑性节点0、前言构关系，破坏准则选用w订]am—Warnke五参数强宽

2、扁梁框架结构与普通框架结构的最大区别主要度模型。在于梁柱节点区，由于正交双向宽扁梁于梁柱节点处计算模型单元划分：见图1．1示，在距离节点核相交并局部重叠，使得节点区受力复杂。普通钢筋混心区一定范围内细分单元，单元尺寸为0．05m×0．05m凝土框架结构抗震设计时，其地震作用的确定一般按×0．05m，其它区域单元尺寸为为0．05m×0．05m×0．这样的原则考虑：一般情况下，应在结构的两个主轴1Om。方向分别考虑水平地震作用并进行抗震验算，各方向加载制度：同文献l要求，本文计算模型的加载的水平地震作用主要由该方向的抗侧力构件承担而不制度是低周反复水平荷载作用在柱自由端，同时在柱考虑另一方

3、向抗侧力构件的影响。对于宽扁梁框架结自由端作用一个大小相等的竖向荷载，荷载按每一级构，进行抗震设计时，是否也遵循上述原则呢?这是6000N递增，时间周期为1秒，直至梁主筋拉断失效。摆在设计人员面前的客观问题。为此，本文利用ANSYS需要注意的是，为避免柱自由端出现应力集中，柱自软件，创建合理的力学模型，对梁柱节点实际工作状由端外荷载必须均匀分布在单元结点上。态进行仿真模拟，以期对该问题作深入的探讨。2、裂缝描述1、计算模型通过比较双向低周反复荷载作用下宽扁梁柱节点本文的研究工作是文华商住楼宽扁梁节点试验研裂缝开展过程(2JD22)与单向低周反复荷载作用究课题的延伸，因此，本文计算模型的

4、物理参数完全基于该课题的试件设计，其中选用节点2JD为研究对象，按宽扁梁设置及加载情况分为2JDl1、2JD2l、2JD22三种，见图1．1。(代号说明：2JDmn，m——取l表示单向宽扁梁柱节点，取2表示双向宽扁梁柱节点；n——取1表示单向低周反复加载作用，取2表卤蓝示双向低周反复加载作用)ANSYS分析时，钢筋混凝土有限元模型采用分离式，把钢筋和混凝土作为不同的单元来处理，见图1．1计算模型截面尺寸和混凝土及钢筋单元划分示意图1．2，其中钢筋选用PIPE20单元，混凝土选用SOLID65单元，认为两者之间粘结良好。这样选择的好处有二，一是真实地模拟了实际构件，二是容易得到钢筋和混凝

5、土各自的应力值，便于数据统计分析。混凝土裂缝模型采用分布裂缝模型，假定开裂混凝土还保持某种连续，按正交各向异性材料处理，这样有利于计算过程的顺利进行以及裂缝开展过程的观察和描述。混凝土本构关系选用弹塑性本黄志军，男，香港华艺设计顾问(深圳)有限公司地址：深圳市中航苑航都大厦14楼邮编：518031(a)AN8Y8力学模型30维普资讯http://www.cqvip.com2007年9月第4卷第3期深圳土木与建筑V0L．4No．3SEP2007(b)ANSYS钢筋模拟图2．2单向反复加载至72kN时节点2JD21的裂缝发展图图1．2a嘲ma∞，哪一一一一一一一一一^N!rTIglb．*l

6、4一～一田l1Ⅲ下宽扁梁柱节点裂缝开展过程(2JD21、2JD11)，m-36辐：O9：OI"ID~=I4一一一不难发现它们之间存在很多的相同点和相异处：(如图2．1～图2．3){a躺椭aw，哪l、蕾一一一1r1IIl：r【】：Z：Z：：I：：EX：：：：：．：：：：：：：：：：．：j：：XZ：C：1．1Ilf．．1lO2O幅IIl’：【】：’T：：：rXx：：：：：：：：：：：=：：：：：j：ZJ’：ZZ：rT‘r’l’lI1n_2‘l14：I，6lllI1．』L】：L^J【z：：：：：：：：：：：：：．】：IJ：3：{IlIlIIt辨-1II．．I．：L￡J：Z：ZZZZ：：：。：

7、：：：：：：：：’：：：：’XZj：cx_L．L．JIII}I。I：：Zzj：ZZT’C：：：：：：：’：：：：’：：：T1：ZZ：ET：rI{ll一■●●■日■^#■■●■IIB-¨＼h¨枷l，一一一一一一一一一I~lZlG^N册I'1k_‘口￡，雌嘲琢骶穗黜·。一!!_H，a躺maw，哪^N赫啪赫麓籀弱臻三}《．’lO∞懈14=l“52’■■■■■一■一哪I~BW,12嗽嘲誉穗l骶穗嘲■■，■II■落粥整强岛鞲斟．：；‘⋯簿；．●，I’。：