浅谈宽肢l形截面柱的ansys有限元分析

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1、天津大学硕士学位论文宽肢L形截面柱的ANSYS有限元分析姓名：赵明申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：王晖20070501摘要随着城市化的不断推进，异形柱框架结构体系因其良好的建筑使用功能在住宅建设中得到了广泛的应用，但是由于受到轴压比和隔墙厚度的限制，需要加大柱截面的宽度以提高结构的承载能力及抵抗变形的能力。当截面的肢宽与肢厚之比，即肢厚比>4时，超出了规范的界定，即为宽肢异形柱。目前，对于宽肢异形柱构件和结构，国内外研究成果较少，多数研究还处于探索阶段。本文采用ANSYS有限元软件，选取合适的本构关系和数

2、值模型，首先对等肢及不等肢的L形截面柱构件进行弹性有限元分析，根据不同的肢厚比、高宽比等因素下各构件截面的正应变等值线图形变化，分析宽肢异形柱构件变形特性的影响因素，并简要讨论了等肢及不等肢的宽肢异形柱构件的受力变形特性。其次对等肢及不等肢的宽肢L形截面异形柱构件进行非线性有限元分析，根据各异形截面柱的裂缝扩展过程以及破坏前的裂缝分布图形，研究不同尺寸的宽肢异形柱构件的破坏形态。最后对柱肢截面肢厚比为4．5的宽肢L形截面异形柱框架结构进行静力分析，根据结构中的宽肢异形柱的正应变等值线的图形，研究其变形特性，并对整体

3、结构的位移、自振周期、振型等进行了简要分析。研究表明，高宽比是宽肢异形柱构件变形特性的主要影响因素。对于层高为2．8"-'3．2m的小高层宽肢异性柱结构，其框架柱的变形特性主要以弯剪变形或剪切变形为主。关键词：宽肢L形截面柱，肢厚比，高宽比，ANSYS有限元分析‘ABSTRACTWiththedevelopmentoftheurbanization，framestructureswithspecial—shapedcolumnsareusedinresidentialbuildingsfortheiradvanta

4、ges．Duetotherestrictionofaxialcompressionratioandpartitionwallthickness，thedesignershavetoenlargethewidthofthespecial-shapedcolumncrosssectiontoimprovethestructureresistance．ItiSdefmedaswidelimbspecial．shapedcolumnwhenthewidth-thicknessratioofthecrosssectionex

5、ceeds4．whichexceedstherestrictionoftheTechnicalCode．Thereareafewresearchresultsathomeandabroadwithwidelimbspecial-shapedcolumnsandthemajorityisatthestageofexploration．Inthispaper,firstly,L-shapedsectioncolumnswithequiaxialandinequiaxialsectionsarecalculatedwit

6、llelasticfiniteelementmethodinANSYSundersuitablestress．straincurveandnumericalmodel．Accordingtothenormalstraincontourlinesunderthedifferentwidth．thicknessratioandheight-widthratioetc．，theinfluencefactorsofthedeformationfeatureofwidelimbspecial—shapedcolumnsare

7、studied．Thedeformationcharacteristicsofthecolumnwithequiaxialandinequiaxialsectionsarecompared．‘Secondly,L·shapedsectioncolumnswithequiaxialandinequiaxialsectionsarecalculatedwithnonlinearanalysisinANSYS．Thefailurefeatureisdiscussedonthebasisofthecrackpropagat

8、ionanddistribution．Finally,aframestructurewithL·shapedwidthlimbcolumns，whichwidth．thicknessratioiS4．5．i8calculated．。’n呛deformationfeatureiSstudiedaccordingtothenormalstraincontourl