基于宏观单元和微观单元的型钢混凝土柱数值模拟对比

来源 :第十七届全国现代结构工程学术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:D243435dsfsdfqwe
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型钢混凝土构件在高层结构设计中应用越来越广泛,因此,准确且有效率地对其在罕遇地震下的弹塑性响应显得尤为重要.本文以一个型钢混凝土柱试件为例,介绍了采用ABAQUS及PERFORM-3D进行有限元模拟的方法与步骤,并分别使用宏观单元和实体单元对其进行模拟,最终得到了试件的荷载-位移曲线并将其与试验结果进行对比.
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本文利用ABAQUS建立方形钢管约束型钢混凝土中长柱轴压及偏压有限元模型,得到了方钢管约束型钢混凝土中长柱轴压及偏压的受力机理、轴向荷载与跨中挠度的关系曲线(N-u曲线)、构件的峰值承载力等,分析了偏心率比对方钢管约束型钢柱的破坏模式、承载力、延性的影响,为工程实践提供参考.
基于有限元分析软件ANSYS,分析了方钢管-H型钢梁隔板贯通节点在低周反复荷载作用下发生剪切破坏时的破坏形态以及传力机制.通过对节点等效应力云图,滞回曲线以及骨架曲线的分析,发现隔板贯通节点承载力高,塑性性能好,抗震性能优良.节点发生剪切破坏时核心区钢管腹板对角线发生严重凹曲,隔板与钢梁连接处产生弯曲变形.外荷载主要由核心区钢管腹板以及隔板承担,核心区钢管翼缘的贡献非常小.
为将方钢管混凝土组合异形柱(the special-shaped concrete-filled rectangular steel tubular column,简称SCFST柱)技术推广应用到高层建筑中,本文提出适用于高层建筑的SCFST柱框架-支撑结构体系.为研究该体系抗震性能,本文设计三榀SCFST柱-H型钢梁框架-人字形中心支撑结构,以轴压比和异形柱截面形式为变化参数进行二分之一缩尺模型
本文利用大型通用有限元分析软件ABAQUS对钢骨-钢管再生混凝土柱梁节点的抗震性能研究;通过建模、选取本构关系、确定单元类型、边界条件的设置、荷载部以及网格划分的设置,得出了节点梁端的荷载-位移曲线;并分别选取了再生混凝土粗骨料取代率为0%、30%、50%、70%和100%的模型做对比,得出不同再生骨料取代率对钢骨-钢管再生混凝土梁柱节点的抗震性能影响较小,可以在震区使用.
为了研究钢骨-钢管混凝土组合柱偏心受压下的承载力及其受力性能,本文运用大型通用有限元模拟软件ABAQUS对8根钢骨-钢管混凝土组合柱进行偏心受压有限元模拟,分别考察不同钢骨含钢率、柱高度对钢骨-钢管混凝土组合柱承载力及其受力性能的影响.结果表明,在偏心受压作用下,随着钢骨含钢率的提高,钢骨-钢管混凝土组合柱的承载力逐渐增强;随着柱高度的增大,钢骨-钢管混凝土组合短柱的承载力逐渐降低.因此,钢骨-钢
钢—混凝土组合梁在工程实践中得到了良好的应用,为准确计算组合梁在正常使用极限状态下的挠度,本文对现有的使用较为广泛的三种弹性挠度计算方法进行了介绍与评述:通过按三种方法的计算结果与试验值的对比,总结了关于这三种方法计算精度以及适用范围的规律;其中有效刚度法能够与实测值吻合良好,并且形式简洁,能够满足工程精度的要求,建议在工程计算中使用.
本文主要运用ABAQUS有限元分析软件,运用了多种不同的偏心距模型进行研究,分析了他的破坏形态,钢骨,混凝土,纵筋的拉压区应变曲线.结果显示,随着偏心距增大,试件达到极限承载力后纵向变形逐渐增加,试件承载力有较大幅度的降低.
参照薛建阳等通过试验建立的型钢—混凝土粘接滑移关系建立抗剪钢棒与混凝土的粘接—滑移曲线参数,并利用ABAQUS进行静力弹塑性分析,得到在规定荷载下的抗剪钢棒及混凝土的应力应变状态,并应用于工程实践.
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