基于ABAQUS的钢-竹箱型组合梁抗弯性能研究.pdf

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1、李卓霖等：基于ABAQUS的钢一竹箱型组合梁抗弯性能研究91DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2015．09．034基于ABAQUS的钢一竹箱型组合梁抗弯性能研究李卓霖，胡雨村(北京林业大学土木工程系，北京100035)【摘要】本文采用ABAQUS对6个钢-竹箱型组合梁试件的受弯性能进行有限元数值分析，对组合梁的竹胶板和冷弯薄壁型钢材料模型定义、有限元建模、弹簧单元生成及后处理等关键技术进行系统研究。采用ABAQUS中的弹簧单元SPRING2组成三维连接单元模拟竹胶板与型钢之间的相互作用，并提出了生成弹簧单

2、元的实用方法。同时与采用ANSYS的GLUE来模拟型钢和竹板之间的相互作用对比，分析结果表明，ABAQUS的数值模拟结果与试验结果吻合更好，更能充分模拟型钢与竹板之间的粘结滑移。从而表明所建立的ABAQUS数值模拟技术更加合理、可行。【关键词】ABAQUS；钢．竹箱型组合梁；数值模拟；三维连接单元【中图分类号】TU398【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2015)09—0091—02钢．竹组合结构是一种新型组合结构，这种组合结构是利用人造竹胶板和各种冷弯薄壁型钢用结构粘接剂粘接，使竹胶板和型钢共同抵抗外力作用

3、，这种组合l方式能够方便地获得箱型、空心型、工字型等形式的组L2D80060o80o合截面，克服薄壁型钢的过早屈曲，能较充分地发挥钢、竹这两种高强材料的强度。近年来，宁波大学与东北林图1粱试件加载示意图业大学科研人员一直致力于各种钢．竹组合结构构件的竹胶板及冷弯薄壁型钢的材料参数均由试验得受力性能研究，先后进行了压型钢板一竹胶板组合墙抗出，各材料参数见表2和表3。震性能试验研究、薄壁型钢．竹胶板组合楼板的力学性能试验研究、冷弯薄壁型钢一竹胶板组合梁的受弯性能表1试件参数试验研究等。试验证明了钢．竹结构体系的可行性和独特的优

4、越性⋯。但是目前我国关于钢竹组合结构的研究尚不完善，因此，为较为准确、全面了解钢一竹箱型组B．119．51．353O．0×135．0×30．099．0×174．0220o合梁的受弯性能，本文将采用有限元数值模拟技术对其B-215．11．353O．0×135．0×30．090．0×165．022o0进行结构分析。B-3251．3530．0×135．0X30．0l1O．0×l85．0220oABAQUS是一套功能强大的基于有限元方法的工程B_417．61．3540．0×135．0×40．0115．0×170．0220o模拟软件

5、，它可以解决从相对简单的线性分析到极富挑B-517．61．7540．0×135．0×40．0ll5．0X170．0220o战的非线性模拟等各种问题。ABAQUS具备十分丰富的B-617．6I．3540．0X175．0×40．0ll5．0x210．02200单元库，可以模拟任意实际形状。其中的弹簧单元可以有效地模拟竹胶板与冷弯薄壁型钢之间的相互作用，目前关于钢一竹箱型组合结构的ABAQUS数值模拟技术还不完善，因此有必要对基于ABAQUS的钢．竹箱型组合结构数值模拟技术进行研究。1钢．竹箱型组合梁试件参数为对钢一竹箱型组合梁

6、的抗弯性能进行研究，文献[3]进行了6个组合梁试件的试验研究，试件的截面特征和主要参数详见图1、图2和表1。本文将结合编号规格／mm屈服强度／MP丑抗拉强度／MPa强屈比其试验研究结果，对钢一竹箱型组合梁ABAQUS数值模拟技术进行全面分析。2ABAQUS分析模型2．1材料参数2．2单元类型选择吉小萍：某框架核心筒结构的整体改造抗震加固101浇注1．5m高、C40+／嗵{枣4f越举稍图3新结构与原结构连接性地选择各自适用的加固方法。多种加固方法并存悯新驾增昙结构采用钢结构，可适应施工进度快瞎的要参敬一一献、求。钢结构与混凝

7、土结构的连接是关键，保留梁头包[1]GB50011-2010，建筑抗震设计规范[s]．钢套和钢柱脚外包混凝土的节点做法技术合理，施工[2]GB50o07—2011，建筑地基基础设计规范[s]可行。‘[收稿日期]2015—05—29施工中应合理安排施工顺序，本工程施工组织合【作者简介]吉小萍(1982一)，女，江苏泰兴人，工程师，一级理考虑了结构拆除的先后顺序，减少了解决对结构抗注册结构工程师，硕士研究生，从事结构设计浮的额外投入。工作。由图6和表4可见：计算曲线和试验结果吻合良好，说明本文建立的有限元模型、选用的材料参数及

8、参考文献弹簧单元模型可以更好地模拟钢竹组合梁的抗弯承载力和变形。[1]单炜．钢-竹组合结构体系设计方法[J]．建筑科学与工程学报，2012，29(1)：16．4结语[2]庄茁．基于ABAQUS的有限元分析和应用[M]．北京：清华(1)采用由弹簧单元SPRING2构置的三维连接大学出版社．单元及单元生成等