基于ansys不等肢l形截面柱正截面承载力分析

《基于ansys不等肢l形截面柱正截面承载力分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万方数据第19卷第3期广西工学院学报2008年09月JOI瓜NAI．0FGUANGXIUNIVEILSITY0F1rI妇卧1010GYVd．19No．3Sep．2008文章编号1004．6410(2008)03-0058．04基于ANSYS不等肢L形截面柱正截面承载力分析黄肯1，一，郑文静2(1．广西大学土木建筑工程学院，广西南宁540001；2．广西T学院基建处，广西柳州545006)摘要：在现有实验的基础上，利用ANSYS软件，对钢筋混凝土不等肢L形截面柱正截面受力全过程进行了分析。分析结果与实验结果吻合较好。应用ANSYS软件能较为准确地模拟混凝土结构受力的全

2、过程，在实验条件有限的情况下，利用ANSYS软件进行有限元分析，是一种较好的完善实验分析的手段。关键词：钢筋混凝土；L形截面柱；正截面承载力；AN&偈有限元分析中图分类号：nJ392．5文献标识码：A0引言异形柱结构体系，因其具备了柱肢与填充墙同厚，室内不露出柱楞，增加了使用面积等建筑功能而得到越来越广泛的应用。同时，国内外学者对钢筋混凝土异形柱结构体系的设计理论及计算方法开展了广泛的实验与理论研究，取得了许多研究成果。由于异形柱受力性能的复杂性，计算过程也较为繁琐，国家行业标准《混凝土异形柱结构技术规程)(JGJl49—2006)给出的异形柱正截面承载力计算方法。

3、采用有限单元法。但单元划分较复杂，运算量相对较大，一般需自行编制程序采用电算法进行计算，而编程电算在计算功能以及适用性上难免有其局限性。因此，采用通用的数值模拟软件进行异形柱结构的分析仍然值得研究。本文以文献[1]中的承压实验为原型，利用AYSYS有限元分析程序模拟实验过程，对钢筋混凝土不等肢L形截面柱正截面受力全过程进行了分析。l实验简介文献[1]的实验以实际工程设计图中设计的构件为原型，对三种截面共9根不等肢的L形截面柱构件进行了极限荷载承压实验，通过构件两端施加偏心轴向力实现双向偏压荷载效应，同时考查了不同加载角度对承载力的影响。选取3根截面相同但加载角度不同

4、的试件进行分析，图1为试件配筋示意图，试件尺寸、配筋、加载位置及材料实测力学指标见表1．表2．表1试件尺寸及配筋(单位-'rtlm)图1试件配筋示意图y收稿日期：2007—11—28作者简介：黄肯(1972一)。男，广西贺州人．广西工学院基建处工程师．广西大学在职研究生。万方数据第3期黄肯等：基于ANSYS的不等肢L形截面柱正截面承载力分析592材料本构模型和破坏准则钢筋混凝土结构材料的本构模型对钢筋混凝土结构的非线性分析有重大影响。如果所选用的本构模型不能很好的反映材料的各项力学性能，那么，其他计算再精确也无法反映结构的实际受力特征⋯2。2．1钢筋的本构关系表2混

5、凝土实测力学指标本文采用的是理想弹塑性模型，其钢筋的应力与应变关系采用如图2所示的应力与应变关系，其关系式为：以=EX￡，(e，≤勺)012{，其中：e。为钢筋达到屈服强度的应变；以为钢筋的应力；e，为钢筋的应变。2．2混凝土的本构关系(1)混凝土受压本构模型采用文献[3]推荐的表达式，混凝土的应力应变关系如图3所示，这种本构关系在较多的异形柱构件和结构分析的文献中被采用，且取得了良好的分析效果。Z(2)混凝土轴向受拉应力一应变的关系式可采用两折线、三段斜直线和曲线型等。本文对于在单调加载过程中单向受拉的截面区域暂不考虑受拉。即正=0．(3)就ANSYS而言，对于混

6、凝土有限单元，当任何一个方向的主应力超出破坏包络面对开裂就发生，开裂之后，单元平行于该主应力方向的弹一J{。、I毛，／7￡ysl7{。图2钢筋的应力应变关系性模量被设定为零，当所有主应力都超出破坏面o．000o·002o舶330‘0075占。时，破坏发生，单元弹性模量在所有方向都设为零，该单元对结构不再有任何影响。图3混凝土应力与应变关系2．3混凝土的破坏准则钢筋混凝土的破坏准则是在实验的基础上，考虑到混凝上的特点而求出来的。多参数模型大多基于强度实验的统计而进行的曲线拟合，来自于对实验结果的回归分析，通常包含3～5个参数，能够比较准确地描述复杂状态下的破坏曲面，在

7、计算多轴强度方面有足够的准确性，因此可以满足工程应用中的需要。本文分析采用Willam．Warnke五参数破坏准则L4J。3ANSYS分析过程3．1材料模型3．1．1模拟L形柱的单元选择L形柱利用SOLID65单元来模拟，ANSYS的SoLID65单元是专为混凝土、岩石等抗压能力远大于抗拉能力的非均匀材料开发的单元。它可以模拟混凝土中的加强钢筋(或玻璃纤维、型钢等)，以及材料的拉裂和压溃现象。每个节点都具有X．y和Z三个方向的自由度，它具有开裂、压碎、塑万方数据广西工学院学报第19卷性变形和蠕变的能力。3．1．2模拟钢筋的单元选择钢筋利用Link8单元来模拟，L