軸壓比對寬扁梁柱節(jié)點(diǎn)受力性能影響的分析.pdf

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1、2014年9月太原大學(xué)學(xué)報Sept．2014第15卷第3期總第59期JournalofTaiyuanUnive~ityVo1．15No．3SumNo．59文章編號：1671—5977(2014)03—0l35—03軸壓比對寬扁梁柱節(jié)點(diǎn)受力性能影響的分析王曉林(太原學(xué)院基建處，山西太原030032)摘要：運(yùn)用ANSYS軟件，對寬扁梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有限元分析，重點(diǎn)研究了軸壓比對模型的承載力、梁端位移及荷載位移曲線的影響，認(rèn)為合理控制軸壓比在0．2～0．7的范圍內(nèi)，能使結(jié)構(gòu)具有較高的承載力及較大的剛度，這就為寬扁梁在實(shí)際工程中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：寬扁梁節(jié)點(diǎn)；有限元；裂縫發(fā)

2、展；軸壓比中圖分類號：TU375文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A0前言頂豎向荷載的大小，使模型中框架柱的軸壓比不同。降低結(jié)構(gòu)層高和增加室內(nèi)凈高這對矛盾的問題運(yùn)用有限元軟件Ansys分析在不同軸壓比下，模型可以通過合理改變樓板結(jié)構(gòu)形式來解決。設(shè)計人員受反對稱荷載作用時，寬扁梁柱節(jié)點(diǎn)的受力性能。經(jīng)過不懈的努力探索和研究，發(fā)現(xiàn)寬扁梁結(jié)構(gòu)?的運(yùn)用可以適當(dāng)降低結(jié)構(gòu)層所占的高度，以達(dá)到降低結(jié)構(gòu)層高或增加室內(nèi)凈高的目的?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中采用寬扁梁與普通梁，其節(jié)點(diǎn)的受力性能有明顯的區(qū)別?，F(xiàn)行的規(guī)范僅從概念上給出了節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的設(shè)計措施，且對梁柱截面的限制條件兒較嚴(yán)，使其在實(shí)際工程中的應(yīng)用受到一定的局限。因此研究

3、寬扁梁圖1模型網(wǎng)格劃分圖柱節(jié)點(diǎn)，具有一定的理論意義和實(shí)用價值。所選寬扁梁柱節(jié)點(diǎn)基本模型的數(shù)據(jù)：梁截面尺寸b×h：800mm×300mm，柱截面尺寸b×h=400mm×400mm；混凝土強(qiáng)度等級C30，鋼筋強(qiáng)度等級HRB400；如圖1所示柱內(nèi)配縱筋左右兩側(cè)各320，對稱布置，配箍筋6@100(2)；梁內(nèi)配縱筋上下各822，均勻布置，配箍筋@100(4)。為了能更加真實(shí)準(zhǔn)確的模擬結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)際工作狀態(tài)，圖2鋼筋骨架圖模型上下柱端均取到框架柱的反彎點(diǎn)位置，認(rèn)為是鉸約束，在柱頂施加軸向壓力保持不變；左右梁端均取到框架梁的反彎點(diǎn)位置，認(rèn)為是無約束的自由端，在梁端施加豎向集中力，均

4、勻加載到模型破壞為止，如圖3所示。1軸壓比對寬扁梁柱節(jié)點(diǎn)受力性能的影響在節(jié)點(diǎn)基本模型的基礎(chǔ)上，通過改變施加在柱圖3模型受力簡圖收稿日期：2014~6—16作者簡介：王曉林(1988一)，女，山西太原人，太原學(xué)院基建處干事?！35·選取十一個不同的模型使柱的軸壓比取值從0．0間表2位移對比(單位：mm)隔0．1一直到1．0，相應(yīng)的十一個模型分別命名為：模型名稱軸壓比初裂階段通裂階段破壞階段MX一0．OOO．8516．22517．918MX-0．0、MX-0．1一直到MX一1．0。MX一0．10．11．015．82916．6181．1對比分析模型中的柱在不同軸壓比下，梁兩

5、端MX一0．20．21．0o76．64611．034受反對稱荷載作用達(dá)到破壞狀態(tài)的過程中，各階段MX一0．30．31．0237．90713．543梁端荷載大小的變化。MX一0．4O．41．1778．22413．675表1荷載對比(單位：kN)MX一0．5O．51．1879．407l8．205模型名稱軸壓比初裂階段通裂階段破壞階段MX一0．60．61．2399．5817．376MX—O．001O．1222．4439．16MX一0．70．71．38410．5523．179MX一0．10．111．8825．9644MX一0．8O．81．90410．25321．962MX一0．

6、20．2l1．8829．4838．72MX一0．90．92．2439．58218．149MX一0．30．3l1．883344MX一1．01．O2．5l210．O2818．9MX一0．4O．413．o732．4344．53MX—O．50．512．1433．2649．1MX一0．60．613．1636．0452．05MX一0．70．713．6637．4259．4MX一0．80．814．2635．3852．O1MX一0．90．914．2633．2648．o5MX一1．01．014．2633．2645．947060—50至403O圖5位移對比曲線稼2o1O由表中的數(shù)據(jù)和圖中的曲

7、線變化趨勢可得，隨00Ulu2uj0．4u50．67(181著軸壓比的增加，各模型的初裂階段時的梁端位移軸壓比有逐漸增大的趨勢，其余各階段中梁端位移隨著軸圖4荷載對比曲線壓比的增大有先減小后增大最后又減小的趨勢，這由表中的數(shù)據(jù)和圖中的曲線變化趨勢可得，隨主要是由于模型中柱的截面特性及配筋與寬扁梁相著軸壓比的增加，各模型的初裂荷載值有逐漸增大比較小，當(dāng)軸壓比較小時，豎向軸力對柱的約束較的趨勢，各模型的在其它階段時承受的梁端反對稱小，梁端位移較大；隨著軸壓比的逐漸增大，豎向軸荷載值均出現(xiàn)處先增大后下降的變化趨勢，在軸壓力對柱的約束增大，隨著節(jié)