基于ABAQUS的鋼-竹箱型組合梁抗彎性能研究.pdf

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1、李卓霖等：基于ABAQUS的鋼一竹箱型組合梁抗彎性能研究91DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2015．09．034基于ABAQUS的鋼一竹箱型組合梁抗彎性能研究李卓霖，胡雨村(北京林業(yè)大學土木工程系，北京100035)【摘要】本文采用ABAQUS對6個鋼-竹箱型組合梁試件的受彎性能進行有限元數(shù)值分析，對組合梁的竹膠板和冷彎薄壁型鋼材料模型定義、有限元建模、彈簧單元生成及后處理等關鍵技術進行系統(tǒng)研究。采用ABAQUS中的彈簧單元SPRING2組成三維連接單元模擬竹膠板與型鋼之間的相互作用，并提出了生成彈簧單

2、元的實用方法。同時與采用ANSYS的GLUE來模擬型鋼和竹板之間的相互作用對比，分析結果表明，ABAQUS的數(shù)值模擬結果與試驗結果吻合更好，更能充分模擬型鋼與竹板之間的粘結滑移。從而表明所建立的ABAQUS數(shù)值模擬技術更加合理、可行?！娟P鍵詞】ABAQUS；鋼．竹箱型組合梁；數(shù)值模擬；三維連接單元【中圖分類號】TU398【文獻標識碼】B【文章編號】1001—6864(2015)09—0091—02鋼．竹組合結構是一種新型組合結構，這種組合結構是利用人造竹膠板和各種冷彎薄壁型鋼用結構粘接劑粘接，使竹膠板和型鋼共同抵抗外力作用

3、，這種組合l方式能夠方便地獲得箱型、空心型、工字型等形式的組L2D80060o80o合截面，克服薄壁型鋼的過早屈曲，能較充分地發(fā)揮鋼、竹這兩種高強材料的強度。近年來，寧波大學與東北林圖1粱試件加載示意圖業(yè)大學科研人員一直致力于各種鋼．竹組合結構構件的竹膠板及冷彎薄壁型鋼的材料參數(shù)均由試驗得受力性能研究，先后進行了壓型鋼板一竹膠板組合墻抗出，各材料參數(shù)見表2和表3。震性能試驗研究、薄壁型鋼．竹膠板組合樓板的力學性能試驗研究、冷彎薄壁型鋼一竹膠板組合梁的受彎性能表1試件參數(shù)試驗研究等。試驗證明了鋼．竹結構體系的可行性和獨特的優(yōu)

4、越性?。但是目前我國關于鋼竹組合結構的研究尚不完善，因此，為較為準確、全面了解鋼一竹箱型組B．119．51．353O．0×135．0×30．099．0×174．0220o合梁的受彎性能，本文將采用有限元數(shù)值模擬技術對其B-215．11．353O．0×135．0×30．090．0×165．022o0進行結構分析。B-3251．3530．0×135．0X30．0l1O．0×l85．0220oABAQUS是一套功能強大的基于有限元方法的工程B_417．61．3540．0×135．0×40．0115．0×170．0220o模擬軟件

5、，它可以解決從相對簡單的線性分析到極富挑B-517．61．7540．0×135．0×40．0ll5．0X170．0220o戰(zhàn)的非線性模擬等各種問題。ABAQUS具備十分豐富的B-617．6I．3540．0X175．0×40．0ll5．0x210．02200單元庫，可以模擬任意實際形狀。其中的彈簧單元可以有效地模擬竹膠板與冷彎薄壁型鋼之間的相互作用，目前關于鋼一竹箱型組合結構的ABAQUS數(shù)值模擬技術還不完善，因此有必要對基于ABAQUS的鋼．竹箱型組合結構數(shù)值模擬技術進行研究。1鋼．竹箱型組合梁試件參數(shù)為對鋼一竹箱型組合梁

6、的抗彎性能進行研究，文獻[3]進行了6個組合梁試件的試驗研究，試件的截面特征和主要參數(shù)詳見圖1、圖2和表1。本文將結合編號規(guī)格／mm屈服強度／MP丑抗拉強度／MPa強屈比其試驗研究結果，對鋼一竹箱型組合梁ABAQUS數(shù)值模擬技術進行全面分析。2ABAQUS分析模型2．1材料參數(shù)2．2單元類型選擇吉小萍：某框架核心筒結構的整體改造抗震加固101澆注1．5m高、C40+／嗵{棗4f越舉稍圖3新結構與原結構連接性地選擇各自適用的加固方法。多種加固方法并存憫新駕增曇結構采用鋼結構，可適應施工進度快瞎的要參敬一一獻、求。鋼結構與混凝

7、土結構的連接是關鍵，保留梁頭包[1]GB50011-2010，建筑抗震設計規(guī)范[s]．鋼套和鋼柱腳外包混凝土的節(jié)點做法技術合理，施工[2]GB50o07—2011，建筑地基基礎設計規(guī)范[s]可行?！甗收稿日期]2015—05—29施工中應合理安排施工順序，本工程施工組織合【作者簡介]吉小萍(1982一)，女，江蘇泰興人，工程師，一級理考慮了結構拆除的先后順序，減少了解決對結構抗注冊結構工程師，碩士研究生，從事結構設計浮的額外投入。工作。由圖6和表4可見：計算曲線和試驗結果吻合良好，說明本文建立的有限元模型、選用的材料參數(shù)及

8、參考文獻彈簧單元模型可以更好地模擬鋼竹組合梁的抗彎承載力和變形。[1]單煒．鋼-竹組合結構體系設計方法[J]．建筑科學與工程學報，2012，29(1)：16．4結語[2]莊茁．基于ABAQUS的有限元分析和應用[M]．北京：清華(1)采用由彈簧單元SPRING2構置的三維連接大學出版社．單元及單元生成等