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(xué)土木工程系，北京100035)【摘要】本文采用ABAQUS對(duì)6個(gè)鋼-竹箱型組合梁試件的受彎性能進(jìn)行有限元數(shù)值分析，對(duì)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(guān)鍵技術(shù)進(jìn)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(shí)用方法。同時(shí)與采用ANSYS的GLUE來(lái)模擬型鋼和竹板之間的相互作用對(duì)比，分析結(jié)果表明，ABAQUS的數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合更好，更能充分模擬型鋼與竹板之間的粘結(jié)滑移。從而表明所建立的ABAQUS數(shù)值模擬技術(shù)更加合理、可行?！娟P(guān)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(hào)】TU398【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1001—6864(2015)09—0091—02鋼．竹組合結(jié)構(gòu)是一種新型組合結(jié)構(gòu)，這種組合結(jié)構(gòu)是利用人造竹膠板和各種冷彎薄壁型鋼用結(jié)構(gòu)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(guò)早屈曲，能較充分地發(fā)揮鋼、竹這兩種高強(qiáng)材料的強(qiáng)度。近年來(lái)，寧波大學(xué)與東北林圖1粱試件加載示意圖業(yè)大學(xué)科研人員一直致力于各種鋼．竹組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的竹膠板及冷彎薄壁型鋼的材料參數(shù)均由試驗(yàn)得受力性能研究，先后進(jìn)行了壓型鋼板一竹膠板組合墻抗出，各材料參數(shù)見(jiàn)表2和表3。震性能試驗(yàn)研究、薄壁型鋼．竹膠板組合樓板的力學(xué)性能試驗(yàn)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(yàn)研究等。試驗(yàn)證明了鋼．竹結(jié)構(gòu)體系的可行性和獨(dú)特的優(yōu)

4、越性?。但是目前我國(guó)關(guān)于鋼竹組合結(jié)構(gòu)的研究尚不完善，因此，為較為準(zhǔn)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(shù)對(duì)其B-215．11．353O．0×135．0×30．090．0×165．022o0進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。B-3251．3530．0×135．0X30．0l1O．0×l85．0220oABAQUS是一套功能強(qiáng)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(duì)簡(jiǎn)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(wèn)題。ABAQUS具備十分豐富的B-617．6I．3540．0X175．0×40．0ll5．0x210．02200單元庫(kù)，可以模擬任意實(shí)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(guān)于鋼一竹箱型組合結(jié)構(gòu)的ABAQUS數(shù)值模擬技術(shù)還不完善，因此有必要對(duì)基于ABAQUS的鋼．竹箱型組合結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬技術(shù)進(jìn)行研究。1鋼．竹箱型組合梁試件參數(shù)為對(duì)鋼一竹箱型組合梁

6、的抗彎性能進(jìn)行研究，文獻(xiàn)[3]進(jìn)行了6個(gè)組合梁試件的試驗(yàn)研究，試件的截面特征和主要參數(shù)詳見(jiàn)圖1、圖2和表1。本文將結(jié)合編號(hào)規(guī)格／mm屈服強(qiáng)度／MP丑抗拉強(qiáng)度／MPa強(qiáng)屈比其試驗(yàn)研究結(jié)果，對(duì)鋼一竹箱型組合梁ABAQUS數(shù)值模擬技術(shù)進(jìn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)，可適應(yīng)施工進(jìn)度快瞎的要參敬一一獻(xiàn)、求。鋼結(jié)構(gòu)與混凝

7、土結(jié)構(gòu)的連接是關(guān)鍵，保留梁頭包[1]GB50011-2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[s]．鋼套和鋼柱腳外包混凝土的節(jié)點(diǎn)做法技術(shù)合理，施工[2]GB50o07—2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[s]可行?！甗收稿日期]2015—05—29施工中應(yīng)合理安排施工順序，本工程施工組織合【作者簡(jiǎn)介]吉小萍(1982一)，女，江蘇泰興人，工程師，一級(jí)理考慮了結(jié)構(gòu)拆除的先后順序，減少了解決對(duì)結(jié)構(gòu)抗注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師，碩士研究生，從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)浮的額外投入。工作。由圖6和表4可見(jiàn)：計(jì)算曲線和試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，說(shuō)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(xiàn)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(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)方法[J]．建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2012，29(1)：16．4結(jié)語(yǔ)[2]莊茁．基于ABAQUS的有限元分析和應(yīng)用[M]．北京：清華(1)采用由彈簧單元SPRING2構(gòu)置的三維連接大學(xué)出版社．單元及單元生成等